Sådan fungerer omvendt osmose
Omvendt osmose fungerer teknisk ved at vende den naturlige osmosefunktion med tekniske midler.
Osmosen
Osmotiske kræfter opstår altid, når der er en semipermeabel membran mellem to væsker med forskellige koncentrationer af opløste stoffer. Semipermeable membraner er kun permeable i en retning.
Tryk opstår nu mellem de to væsker med forskellige koncentrationer. Dette tryk stammer fra det faktum, at begge væsker har tendens til at udligne koncentrationen af opløste stoffer.
Afhængigt af hvilken side af membranen der er permeabel, flyder enten væske ind fra siden af den lavere koncentration for at fortynde den højere koncentration - eller væske med en højere koncentration vil passere til siden af den lavere koncentration indtil den samme koncentration på begge sider hersker.
Det resulterende tryk kaldes osmotisk tryk. Det afhænger af koncentrationsgradienten - det vil sige forskellen mellem de to koncentrationer.
Et lignende fænomen kan også observeres i celler. Hvis du skulle bringe vand ind i blodbanen, ville hæmolyse forekomme: cellevæsken i blodpladerne har en meget højere koncentration af opløste ioner end det omgivende vand. Så vand strømmer konstant ind for at skabe en koncentrationsligevægt. Det ville sprænge blodpladerne.
Omvendt osmose
Omvendt osmose bruger nu tekniske midler til at vende det osmotiske tryk i den modsatte retning. I stedet for at skabe en koncentrationsligevægt, ligesom det osmotiske tryk, bruges en pumpe til at påføre højere tryk i den modsatte retning.
Som et resultat er koncentrationsgradienten ikke mindre, men større. Væsken på den ene side rengøres pålideligt for alle stoffer, der er opløst i den. Dette kræver dog undertiden meget højt tryk på op til 30 bar. Processen er derfor meget energiintensiv.
På den anden side oprettes en stærkt koncentreret opløsning med alle ioner på den anden side af membranen. Denne løsning skal kasseres. Omvendte osmoseprocesser betyder også en forholdsvis stor mængde spildevand.
Egenskaber ved osmosevand
Osmosevand er næsten lige så rent som destilleret vand. Produktionen er dog mere omkostningseffektiv end med destilleret vand. I modsætning til vand, der er destilleret flere gange, er osmosevand ikke sterilt.
Imidlertid kan meget rent vand produceres ved hjælp af flertrins omvendt osmoseprocesser. Det er fri for alle opløste ioner og salte og derfor også deioniseret vand.
Osmosevand er blødt vand med en hårdhedsgrad på nul, da alle calcium- og magnesiumioner fjernes under omvendt osmose.
Anvendelser af omvendt osmose
Princippet om omvendt osmose kan bruges til forskellige formål.
Vandbehandling
Ved vandbehandling og vandrensning er omvendt osmose en yderst effektiv rengøringsproces, der pålideligt fjerner alle uønskede stoffer.
Selv stærkt forurenet vand kan rengøres effektivt ved hjælp af omvendt osmose. I nogle tilfælde er forfiltrer nødvendige for først at holde groft snavs væk. Undertiden antifouling-midler skal også anvendes til at forhindre, at opløsningsmidlerne krystalliserer ud på membranen.
Energiforbruget til rensning af en kubikmeter vand ligger i området fra 4 til 9 kWh i de fleste systemer.
Omvendte osmosesystemer tilbydes ofte som centrale systemer til behandling af drikkevand i husstanden.
Afsaltning af havvand
Havvand kan afsaltes ved destillation. Processen er imidlertid kompleks og energiintensiv. Ved hjælp af omvendt osmose er afsaltning af havvand meget billigere.
Mange havgående skibe har også indbyggede afsaltningssystemer til havvand, så de ikke behøver at have så meget drikkevand med sig.
Spildevandsrensning
En omvendt osmoseproces kan også bruges til at fjerne uønskede stoffer fra spildevandet - efter passende forfiltrering. Dette filtrerer også stoffer, der ellers er vanskelige at fjerne.
Til regelmæssig brug i spildevandshåndtering er processen imidlertid for dyr til at kunne bruges over hele linjen. Imidlertid kan det også pålideligt fjerne skadelige forurenende stoffer, såsom lægemiddelrester eller pesticidrester eller endda hormoner.
Omvendt osmose for at øge koncentrationen
Omvendt osmose kan ikke kun tjene til at eliminere visse stoffer, men også omvendt til at koncentrere visse ønskede stoffer i væsker.
Dette princip anvendes for eksempel til produktion af koncentrater af frugtsaft. Det fungerer også som en måde at fremstille ikke-alkoholholdig øl på.
Påståede helbredseffekter af osmosevand
Mange mennesker tror, at vand, der er renset ved omvendt osmose, er mere gavnligt for helbredet end konventionelt mineraliseret vand. Men der er klar kontrovers om dette.
Generelt er deioniseret vand mere sandsynligt at skade dit helbred end rent faktisk at gavne dig ved at skylle vitale mineraler og elektrolytter ud.
tips og tricks
Omvendte osmosesystemer er dyre og forbruger meget energi - og producerer vand i processen, hvilket muligvis endda kan være sundhedsskadeligt, hvis det kontinuerligt nydes. Så tænk nøje på forhånd, om du rent faktisk vil foretage denne investering.
