Osmoos on nähtus, kus puhas vesi voolab lahjendatud lahusest läbi poolläbilaskva membraani suurema kontsentratsiooniga lahusesse. Poolläbilaskev tähendab, et membraan laseb väikestel molekulidel ja ioonidel end läbi, kuid toimib barjäärina suurematele molekulidele või lahustunud ainetele. Pöördosmoos on vastupidine osmoosi protsess. Vähem kontsentreeritud lahusel on loomulik kalduvus migreeruda suurema kontsentratsiooniga lahusesse.

Kuidas pöördosmoosi süsteem töötab?

Pöördosmoos on protsess, mille käigus eemaldatakse veest võõrkehi, tahkeid aineid, suuri molekule ja mineraale, surudes vee läbi spetsiaalsete membraanide rõhu abil. See on veepuhastussüsteem, mida kasutatakse joogivee, toiduvalmistamise ja muude oluliste vee omaduste parandamiseks.

Kui veesurvet pole, liigub osmoosi teel puhastatud puhas vesi (madala kontsentratsiooniga vesi) kõrge kontsentratsiooniga vette. Vesi surutakse läbi poolläbilaskva membraani. Sellel membraanfiltril on palju poore, mille suurused on vaid 0,0001 mikronit, mis suudavad filtreerida umbes 99% saasteainetest, nagu bakterid (umbes -1 mikron), tubakasuits (0,07 mikronit), viirused (0,02–0,04 mikronit) jne. Ja sellest läbivad ainult puhta vee molekulid.

Pöördosmoosiga veepuhastus võib küll välja filtreerida kõik kasulikud mineraalid, mida meie keha vajab, kuid see on tõhus ja tõestatud tehnoloogia puhta ja joomiseks sobiva vee tootmiseks. RO-süsteem peaks pakkuma aastaid kõrge puhtusastmega vett, nii et saate seda muretult juua.

Miks on membraanfilter vee puhastamiseks efektiivne?

Üldiselt liigitatakse seni välja töötatud veepuhastid membraanivaba filtreerimismeetodi ja pöördosmoosi veepuhastusmeetodi vahel, mis kasutab membraani.

Membraanivaba filtreerimine toimub enamasti süsinikfiltriga, mis filtreerib kraaniveest ainult halva maitse, lõhna, kloori ja mõned orgaanilised ained. Enamikku tahkeid osakesi, nagu anorgaanilised ained, raskmetallid, orgaanilised kemikaalid ja kantserogeenid, ei saa eemaldada ega läbi lasta. Teisest küljest on pöördosmoosi veepuhastusmeetod membraaniga maailmas eelistatuim veepuhastusmeetod, mis kasutab tipptasemel polümeertehnoloogia abil valmistatud poolläbilaskvat membraani. See on veepuhastusmeetod, mis läbib ja eraldab kraaniveest mitmesuguseid anorgaanilisi mineraale, raskmetalle, baktereid, viiruseid ja radioaktiivseid aineid, et saada puhast vett.

Tulemuseks on see, et lahustunud aine jääb membraani rõhu all olevale poolele kinni ja puhas lahusti pääseb teisele poole. Selleks, et membraan oleks „selektiivne“, ei tohiks suured molekulid ega ioonid läbi pooride (aukude) pääseda, kuid peaks laskma lahuse väiksematel komponentidel (näiteks lahusti molekulidel, st veel, H2O-l) vabalt läbi pääseda.

See kehtib eriti siin Californias, kus kraanivesi on väga karedas. Miks mitte siis nautida puhtamat ja ohutumat vett pöördosmoosisüsteemiga?

R/O membraanfilter

1950. aastate alguses muutis dr Sidney Loeb UCLA-s pöördosmoosi (RO) praktiliseks, töötades koos Srinivasa Sourirajaniga välja poolläbilaskvad anisotroopsed membraanid. Kunstlikud osmoosimembraanid on spetsiaalselt loodud poolläbilaskvad membraanid, mille pooride suurus on 0,0001 mikronit ehk miljondik juuksekarva paksusest. See membraan on spetsiaalne polümeertehnoloogia abil valmistatud filter, millest ei pääse läbi keemilised saasteained, bakterid ega viirused.

Kui saastunud veele avaldatakse survet, et see läbiks selle spetsiaalse membraani, siis läbivad poolläbilaskva membraani suure molekulmassiga kemikaalid, näiteks vees lahustunud lubivesi, ja suure molekulmassiga kemikaalid, näiteks vees lahustunud lubi, ainult väikese molekulmassiga puhast vett, milles on lahustunud hapnikku ja orgaaniliste mineraalide jälgi. Need on konstrueeritud nii, et need eralduvad membraanist uue vee rõhu abil, mis ei läbi poolläbilaskvat membraani ja jätkab sissepoole surumist.

Tulemuseks on see, et lahustunud aine jääb membraani rõhu all olevale poolele kinni ja puhas lahusti pääseb teisele poole. Selleks, et membraan oleks „selektiivne“, ei tohiks suured molekulid ega ioonid läbi pooride (aukude) pääseda, kuid peaks laskma lahuse väiksematel komponentidel (näiteks lahusti molekulidel, st veel, H2O-l) vabalt läbi pääseda.

Meditsiinilistel eesmärkidel turule toodud membraanid töötati välja sõjaliseks kasutamiseks või sõdurite varustamiseks puhta ja saastamata joogiveega ning puhastasid kosmoseuuringute ajal ettenägematute sündmuste korral kogutud astronaudi uriini. Neid kasutatakse lennunduses joogivee tootmiseks ning hiljuti kasutavad suured joogifirmad pudelite tootmiseks suure võimsusega tööstuslikke veepuhastajaid ja neid kasutatakse laialdaselt kodumajapidamiste veepuhastites.