Come funziona l'osmosi inversa
L'osmosi inversa funziona tecnicamente invertendo la funzione di osmosi naturale con mezzi tecnici.
L'osmosi
Le forze osmotiche si verificano sempre quando c'è una membrana semipermeabile tra due liquidi con diverse concentrazioni di sostanze disciolte. Le membrane semipermeabili sono permeabili solo in una direzione.
La pressione ora sorge tra i due liquidi di diverse concentrazioni. Questa pressione è dovuta al fatto che entrambi i liquidi tendono ad equalizzare la concentrazione delle sostanze disciolte.
A seconda di quale lato della membrana è permeabile, entrambi i liquidi fluiranno dal lato della concentrazione inferiore per diluire la concentrazione più alta - oppure il liquido con una concentrazione più alta passerà sul lato della concentrazione inferiore fino alla stessa concentrazione su entrambi i lati prevale.
La pressione risultante è chiamata pressione osmotica. Dipende dal gradiente di concentrazione, cioè dalla differenza tra le due concentrazioni.
Un fenomeno simile può essere osservato anche nelle cellule. Se si dovesse portare l'acqua nel flusso sanguigno, si verificherebbe l'emolisi: il fluido cellulare nelle piastrine del sangue ha una concentrazione di ioni disciolti molto più alta dell'acqua circostante. Quindi l'acqua fluirebbe costantemente per creare un equilibrio di concentrazione. Ciò farebbe scoppiare le piastrine.
Osmosi inversa
L'osmosi inversa ora inverte la pressione osmotica con mezzi tecnici nella direzione opposta. Invece di creare un equilibrio di concentrazione, come farebbe la pressione osmotica, viene utilizzata una pompa per applicare una pressione maggiore nella direzione opposta.
Di conseguenza, il gradiente di concentrazione non è minore ma maggiore. Il liquido su un lato viene pulito in modo affidabile da tutte le sostanze disciolte in esso. Tuttavia, questo a volte richiede pressioni molto elevate fino a 30 bar. Il processo è quindi molto energivoro.
D'altra parte, una soluzione altamente concentrata con tutti gli ioni viene creata sull'altro lato della membrana. Questa soluzione deve essere scartata. I processi di osmosi inversa significano anche una quantità relativamente elevata di acque reflue.
Proprietà dell'acqua di osmosi
L'acqua di osmosi è pura quasi quanto l'acqua distillata. Tuttavia, la produzione è più conveniente rispetto all'acqua distillata. A differenza dell'acqua distillata multipla, l'acqua di osmosi non è sterile.
Tuttavia, l'acqua molto pura può essere prodotta utilizzando processi di osmosi inversa a più stadi. È privo di tutti gli ioni e sali disciolti e quindi anche acqua deionizzata.
L'acqua per osmosi è acqua dolce con un grado di durezza zero, poiché tutti gli ioni di calcio e magnesio vengono rimossi durante l'osmosi inversa.
Applicazioni dell'osmosi inversa
Il principio dell'osmosi inversa può essere utilizzato per vari scopi.
Trattamento delle acque
Quando si tratta di trattamento e purificazione dell'acqua, l'osmosi inversa è un processo di pulizia altamente efficace che rimuove in modo affidabile tutte le sostanze indesiderabili.
Anche l'acqua altamente inquinata può essere pulita efficacemente utilizzando l'osmosi inversa. In alcuni casi, i pre-filtri sono necessari per mantenere prima lo sporco grossolano. A volte devono essere utilizzati anche agenti antivegetativi per evitare che i solventi si cristallizzino sulla membrana.
Il dispendio energetico per la depurazione di un metro cubo di acqua è compreso tra 4 e 9 kWh nella maggior parte degli impianti.
I sistemi di osmosi inversa sono spesso offerti come sistemi centrali per il trattamento dell'acqua potabile in casa.
Dissalazione dell'acqua di mare
L'acqua di mare può essere dissalata mediante distillazione. Tuttavia, il processo è complesso e richiede molta energia. Utilizzando l'osmosi inversa, la desalinizzazione dell'acqua di mare è molto più economica.
Molte navi oceaniche hanno anche sistemi di desalinizzazione dell'acqua di mare incorporati in modo che non debbano portare con sé così tanta acqua potabile.
Trattamento delle acque reflue
Un processo di osmosi inversa può essere utilizzato anche per rimuovere le sostanze indesiderate dalle acque reflue, dopo un adeguato pre-filtraggio. In tal modo vengono filtrate sostanze altrimenti difficili da rimuovere.
Tuttavia, il processo è troppo costoso per un uso regolare nella gestione delle acque reflue per essere utilizzato su tutta la linea. Tuttavia, potrebbe anche rimuovere in modo affidabile contaminanti nocivi come residui di farmaci o residui di pesticidi o persino ormoni.
Osmosi inversa per aumentare la concentrazione
L'osmosi inversa può servire non solo per eliminare determinate sostanze, ma anche, al contrario, per concentrare determinate sostanze desiderate nei liquidi.
Questo principio viene utilizzato, ad esempio, nella produzione di concentrati di succhi di frutta. Serve anche come un modo per fare birra analcolica.
Presunti effetti sulla salute dell'acqua di osmosi
Molte persone credono che l'acqua che è stata purificata dall'osmosi inversa sia più benefica per la salute rispetto all'acqua mineralizzata convenzionale. Ma c'è una chiara polemica su questo.
Come regola generale, l'acqua deionizzata ha maggiori probabilità di nuocere alla salute che di trarne beneficio espellendo minerali ed elettroliti vitali.
suggerimenti e trucchi
I sistemi di osmosi inversa sono costosi e consumano molta energia e producono acqua nel processo, che può anche essere dannosa per la salute se continuamente goduta. Quindi pensa attentamente in anticipo se vuoi davvero fare questo investimento.
