Odwrócona osmoza - opis metody filtracji

Oczyszczanie wody za pomocą filtracji wykorzystującej zjawisko odwróconej osmozy jest jednym z najlepszych sposobów na uzyskanie wody pitnej o znakomitej jakości, która jest pozbawiona wszystkich substancji, które mogą zagrozić zdrowiu lub powodować nieprzyjemny smak wody. Korzystanie z filtrów osmotycznych jest bardzo proste, a zasada ich działania gwarantuje bezawaryjną pracę systemu uzdatniania wody.

Dlaczego warto stosować odwróconą osmozę?

Woda to podstawowy materiał budulcowy wszystkich żywych istot. Choć jest niezbędna do życia, to jej rola nie zawsze jest w pełni doceniania. Od jakości wody pitnej zależy jednak nasze zdrowie i samopoczucie, ponieważ jest ona wykorzystywana przy wszystkich ważnych procesach zachodzących w organizmie. Picie wody, która zawiera zanieczyszczenia to najkrótsza droga do zatruć i bardzo poważnych chorób przewlekłych. Odkładające się w organizmie szkodliwe substancje rozpuszczone w wypijanej wodzie zwykle kumulują się w tkankach, a ich pozbycie się bywa niemożliwe. Dlatego najlepszą metodą dbania o zdrowie będzie picie tylko takiej wody, która jest odpowiednio oczyszczona i zawiera wyłącznie substancje korzystne dla organizmu.

Niestety w wielu przypadkach zarówno woda dostarczana przez lokalny wodociąg, jak i ta pochodząca z własnego ujęcia zawiera sporo szkodliwych związków. Jedyną pewną metodą jej oczyszczenia jest więc prowadzona na własną rękę filtracja z użyciem możliwie dokładnie działających filtrów. Metodą, która gwarantuje najwyższy stopień oczyszczania wody pitnej, jest stosowany w niektórych filtrach mechanizm odwróconej osmozy.

Filtry działające na zasadzie odwróconej osmozy pozwalają na wychwycenie niemal wszystkich zanieczyszczeń znajdujących się w oczyszczanej wodzie. Skuteczność tego rodzaju filtrów przekracza nawet 99% i daje możliwość zatrzymywania cząsteczek o wielkości od 0,1 do 0,001 μm. Filtr osmotyczny zatrzymuje więc wszystkie znajdujące się w wodzie pasożyty, pierwotniaki, bakterie oraz wirusy. Przez barierę w postaci specjalnej membrany nie przenikają również cząsteczki tłuszczu, białka, rozpuszczone w wodzie związki pochodzące z detergentów, nawozów czy metale ciężkie. Filtr osmotyczny w praktyce jest jednak zwykle stosowany w zestawie wraz z innymi, co zapewnia jego większą trwałość oraz pozwala na bardziej efektywną filtrację – wyjaśnia ekspert z firmy Global Water, która specjalizuje się w systemach filtracji wody.

Filtr odwróconej osmozy poza częścią zawierającą membranę zapewniającą najwyższy stopień filtracji, jest też wyposażony w cały zespół filtrów wspomagających jej pracę. Zestaw do odwróconej osmozy może zawierać filtry wstępne, które pozwalają na mechaniczne zatrzymanie większych zanieczyszczeń. Wraz z filtrami osmotycznymi mogą być stosowane również filtry pozwalające na usunięcie nadmiaru żelaza i manganu czy też urządzenia zmiękczające wodę.

W ramach zespołu filtrów zawierających membranę osmotyczną montowany jest również filtr węglowy, który pozwala na pozbycie się chloru czy wielu metali ciężkich. Filtracja za pomocą węgla aktywnego pomaga również w poprawieniu smaku wody.

Ze względu na charakter działania filtra osmotycznego niezbędne jest stosowanie specjalnych wkładów mineralizacyjnych pozwalających na uzupełnienie składu przefiltrowanej wody o optymalnie dobraną ilość niezbędnych człowiekowi pierwiastków, w tym wapń, magnez, sód oraz potas.

W jaki sposób działa filtr odwróconej osmozy?

Filtry osmotyczne są rodzajem filtrów membranowych, które gwarantują najwyższą możliwą do osiągnięcia czystość wody. Oczyszczana ciecz przechodzi w nich przez półprzepuszczalną membranę, która zatrzymuje wszystkie rozpuszczone w wodzie cząsteczki o określonych rozmiarach. Istnieje kilka rodzajów filtrów membranowych, które różnią się od siebie wielkością zatrzymywanych zanieczyszczeń. Membrany służące do mikrofiltracji są w stanie zatrzymywać znajdujące się w wodzie pasożyty, pierwotniaki, bakterie, a także wiele zawiesin i koloidów. Membrany ultrafiltracyjne powstrzymują również wirusy i cząsteczki białek, zaś membrany nanofiltracyjne przepuszczają jedynie jony rozpuszczonych w wodzie minerałów. Membrana osmotyczna jest zaś w stanie wyłapać wszystkie substancje rozpuszczone w wodzie poza cząsteczkami znajdujących się w niej gazów, np. tlenu.

Działanie filtrów odwróconej osmozy opiera się na tej samej zasadzie, na jakiej funkcjonują błony półprzepuszczalne występujące w wielu organizmach żywych, np. w ścianach komórkowych. Osmoza wiąże się z przenikaniem przez membranę cieczy, która po obu jej stronach ma inne stężenie rozpuszczonych w niej substancji. W przypadku osmozy naturalnej mamy do czynienia z tendencją do wyrównywania stężenia, tzn. cieczy przepływa w stronę roztworu, który zawiera większą ilość rozpuszczonych substancji. Ciecz o większym stężeniu jest więc rozcieńczana. Mechanizm stosowany w filtrach osmotycznych działa jednak w taki sposób, że ciecz przepływa przez membranę z roztworu o wyższym stężeniu do roztworu o niższym stężeniu. Ciecz o wyższym stężeniu jest więc w tym przypadku zagęszczana. Ze względu na to, że jest to proces o przeciwnej charakterystyce, zasada działania filtrów osmotycznych jest określana jako odwrócona osmoza.

Warunkiem zajścia tego procesu jest jednak poza różnicą stężeń również odpowiednie ciśnienie hydrostatyczne po stronie roztworu o większym stężeniu, które prowadzi do wymuszenia procesu odwróconej osmozy.

Do właściwego działania filtra niezbędna jest odpowiednia membrana. Jest ona najważniejszym elementem filtra i od jej charakterystyki zależy zarówno stopień filtracji wody, jak i wydajność całego urządzenia. Konstrukcja filtra odwróconej osmozy jest jednak dość skomplikowana, ponieważ sama membrana jest zwykle otoczona dodatkowymi warstwami, które zapewniają odpowiednią sztywność i wytrzymałość mechaniczną niezbędną wobec naporu przepływającej wody, a jednocześnie wspomagają filtrację.

Warto pamiętać, że przefiltrowana przez membranę woda jest następnie specjalnie mineralizowana odpowiednio dobranymi dawkami sodu, potasu, magnezu oraz wapnia. Minerały te są wypłukiwane przez wodę, która przepływa przez specjalny wkład będący częścią instalacji do odwróconej osmozy.

Specyfiką działania filtrów membranowych jest to, że cała woda pobierana przez filtr przechodzi przez filtrację, a koncentrat wody brudnej oddawany jest do systemu kanalizacyjnego. Można go używać np. do spłukiwania wody w toalecie.