Αντίστροφη ώσμωση
From Wikipedia, the free encyclopedia
Η αντίστροφη ώσμωση είναι διαδικασία καθαρισμού νερού που χρησιμοποιεί μια μερικώς διαπερατή μεμβράνη για να διαχωρίσει τα ιόντα, τα ανεπιθύμητα μόρια και τα μεγαλύτερα σωματίδια από το πόσιμο νερό. Στην αντίστροφη ώσμωση, χρησιμοποιείται μια εφαρμοζόμενη πίεση για να ξεπεραστεί η ωσμωτική πίεση, μια συνεργική ιδιότητα που καθοδηγείται από χημικές διαφορές δυναμικού του διαλύτη, μια θερμοδυναμική παράμετρο. Η αντίστροφη όσμωση μπορεί να απομακρύνει πολλούς τύπους διαλυμένων και αιωρούμενων χημικών ειδών, καθώς και βιολογικών (κυρίως βακτηρίων) από το νερό, και χρησιμοποιείται τόσο στις βιομηχανικές διαδικασίες όσο και στην παραγωγή πόσιμου νερού. Το αποτέλεσμα είναι ότι η διαλυμένη ουσία συγκρατείται στην υπό πίεση πλευρά της μεμβράνης και ο καθαρός διαλύτης αφήνεται να περάσει στην άλλη πλευρά. Για να είναι «επιλεκτική», αυτή η μεμβράνη δεν θα πρέπει να επιτρέπει μεγάλα μόρια ή ιόντα διαμέσου των πόρων, αλλά θα πρέπει να επιτρέπει μικρότερα συστατικά του διαλύματος (όπως μόρια διαλύτη, δηλαδή, νερό, (Η2Ο) για να περάσει ελεύθερα.[1]
Στην κανονική διαδικασία όσμωσης, ο διαλύτης κινείται φυσικά από μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας (υψηλό δυναμικό νερού), μέσω μιας μεμβράνης, σε μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας (χαμηλό δυναμικό νερού). Η κινητήρια δύναμη για την κίνηση του διαλύτη είναι η μείωση της ελεύθερης ενέργειας Γκιμπς του συστήματος όταν μειώνεται η διαφορά στη συγκέντρωση διαλύτη και στις δύο πλευρές μιας μεμβράνης, δημιουργώντας ωσμωτική πίεση λόγω του ότι ο διαλύτης κινείται στο πιο συμπυκνωμένο διάλυμα. Η εφαρμογή εξωτερικής πίεσης για αντιστροφή της φυσικής ροής καθαρού διαλύτη, είναι, συνεπώς, αντίστροφη όσμωση. Η διαδικασία είναι παρόμοια με άλλες εφαρμογές τεχνολογίας μεμβράνης.
Η αντίστροφη όσμωση διαφέρει από τη διήθηση στο ότι ο μηχανισμός της ροής του υγρού είναι διά της όσμωσης μέσω μιας μεμβράνης. Ο κυρίαρχος μηχανισμός απομάκρυνσης στη διήθηση μεμβράνης είναι ο αποκλεισμός λόγου μεγέθους, όπου οι πόροι είναι 0,01 μικρόμετρα ή μεγαλύτεροι, έτσι η διαδικασία μπορεί θεωρητικά να επιτύχει τέλεια απόδοση ανεξάρτητα από παραμέτρους όπως η πίεση και η συγκέντρωση του διαλύματος. Αντίθετα, η αντίστροφη όσμωση συνεπάγεται διάχυση διαλύτη σε μια μεμβράνη που δεν είναι πορώδης ή χρησιμοποιεί νανοδιήθηση με πόρους μεγέθους 0,001 μικρομέτρων. Ο κυρίαρχος μηχανισμός αφαίρεσης είναι από τις διαφορές στη διαλυτότητα ή τη διάχυση, και η διαδικασία εξαρτάται από την πίεση, τη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας και άλλες συνθήκες.[2]
Η αντίστροφη όσμωση είναι πιο γνωστή για τη χρήση της στην παραγωγή πόσιμου νερού από θαλασσινό νερό, αφαιρώντας το αλάτι και άλλα απόβλητα από τα μόρια του νερού.[3]