Об обратном осмосе от Ecolaguz

Вы часто слышите об обратном осмосе, но не совсем уверены, что это такое? Мы постараемся объяснить самые важные вопросы как можно проще.

Как отмечено здесь, осмос — это диффузия растворителя через полупроницаемую мембрану, разделяющую два раствора разной концентрации. Это естественный процесс, например, в клетках живых организмов. Он заключается в том, что вода из раствора с меньшей концентрацией (в котором растворено меньше веществ) самопроизвольно проникает, например, через клеточную мембрану, в раствор с большей концентрацией. В отличие от явления сообщающихся сосудов, когда растворы разделены полупроницаемой мембраной, равновесие достигается не при одном и том же уровне жидкости, а при одной и той же концентрации. Аналогичное явление можно воспроизвести и при разделении двух растворов в сосуде с такой мембраной.

Благодаря этому явлению, например, овощи после засолки (так делают, например, с баклажанами) отдают воду. Благодаря ему полоскание горла солевым раствором помогает избавиться от находящихся там бактерий – раствор с большей концентрацией «вытягивает» воду из клеток бактерий, вызывая их гибель. На рисунке ниже показано, что происходит с клетками, когда по сравнению с концентрацией внутриклеточной жидкости концентрация окружающего раствора выше (гипертонический раствор), равна (изотонический раствор) или ниже (гипотонический раствор).

Обратный осмос возникает, когда давление противоположно естественному осмотическому давлению. Если бы, например, в опыте из предыдущего пункта мы начали отжимать более концентрированный раствор, а не просто выходить из него, то вода начала бы проникать через мембрану в менее концентрированный раствор. Прикладываемое давление должно быть только высоким, чтобы преодолеть естественное осмотическое давление. Она увеличивается с разницей в концентрации растворов. На практике при очистке воды обратным осмосом это означает, что чем выше содержание растворенных твердых веществ (TDS, частично связанное с жесткостью воды), тем большее давление требуется для эффективного протекания процесса.

Поры в осмотической мембране имеют размер, аналогичный молекулам воды. С помощью напора водопроводной сети (иногда с помощью дополнительного насоса) вода прокачивается через мембрану, при этом часть воды свободно протекает рядом с мембраной и удаляется (откатывается, концентрируется), а только часть проходит через него (пермеат, чистая вода, осмотическая вода). В результате мембрана не засоряется и обеспечивает удаление 99% примесей в воде.