Hoe omgekeerde osmose werkt
Omgekeerde osmose werkt technisch door met technische middelen de natuurlijke osmosefunctie om te keren.
De osmose
Osmotische krachten treden altijd op als er een semipermeabel membraan zit tussen twee vloeistoffen met verschillende concentraties opgeloste stoffen. Semipermeabele membranen zijn slechts in één richting permeabel.
Er ontstaat nu druk tussen de twee vloeistoffen met verschillende concentraties. Deze druk komt voort uit het feit dat beide vloeistoffen de neiging hebben om de concentratie van opgeloste stoffen gelijk te maken.
Afhankelijk van welke kant van het membraan doorlaatbaar is, stroomt ofwel vloeistof van de kant van de lagere concentratie naar binnen om de hogere concentratie te verdunnen - of vloeistof met een hogere concentratie gaat naar de kant van de lagere concentratie tot aan beide kanten dezelfde concentratie heerst.
De resulterende druk wordt osmotische druk genoemd. Het hangt af van de concentratiegradiënt, dat wil zeggen het verschil tussen de twee concentraties.
Een soortgelijk fenomeen kan ook worden waargenomen in cellen. Als je water in de bloedbaan zou brengen, zou hemolyse optreden: de celvloeistof in de bloedplaatjes heeft een veel hogere concentratie opgeloste ionen dan het omringende water. Er zou dus constant water naar binnen stromen om een concentratie-evenwicht te creëren. Dat zou de bloedplaatjes doen barsten.
Omgekeerde osmose
Omgekeerde osmose keert nu met technische middelen de osmotische druk om in de tegenovergestelde richting. In plaats van een concentratie-evenwicht te creëren, zoals osmotische druk zou doen, wordt een pomp gebruikt om hogere druk in tegengestelde richting aan te brengen.
Hierdoor is de concentratiegradiënt niet kleiner maar groter. De vloeistof aan de ene kant wordt betrouwbaar gereinigd van alle erin opgeloste stoffen. Dit vereist echter soms een zeer hoge druk tot wel 30 bar. Het proces is daarom erg energie-intensief.
Aan de andere kant ontstaat aan de andere kant van het membraan een sterk geconcentreerde oplossing met alle ionen. Deze oplossing moet worden weggegooid. Omgekeerde osmoseprocessen betekenen ook een relatief grote hoeveelheid afvalwater.
Eigenschappen van osmosewater
Osmosewater is bijna net zo zuiver als gedestilleerd water. De productie is zuiniger dan met gedestilleerd water. In tegenstelling tot water dat meerdere keren gedestilleerd is, is osmosewater niet steriel.
Met behulp van meerfasige omgekeerde osmoseprocessen kan echter zeer zuiver water worden geproduceerd. Het is vrij van alle opgeloste ionen en zouten en dus ook van gedeïoniseerd water.
Osmosewater is zacht water met een hardheidsgraad van nul, aangezien bij omgekeerde osmose alle calcium- en magnesiumionen worden verwijderd.
Toepassingen van omgekeerde osmose
Het principe van omgekeerde osmose kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt.
Water behandeling
Bij waterbehandeling en waterzuivering is omgekeerde osmose een zeer effectief reinigingsproces dat op betrouwbare wijze alle ongewenste stoffen verwijdert.
Zelfs sterk vervuild water kan effectief worden gereinigd met behulp van omgekeerde osmose. In sommige gevallen zijn voorfilters nodig om eerst grof vuil weg te houden. Soms moeten ook aangroeiwerende middelen worden gebruikt om te voorkomen dat de oplosmiddelen uitkristalliseren op het membraan.
In de meeste systemen ligt het energieverbruik voor het reinigen van één kubieke meter water rond de 4 tot 9 kWh.
Omgekeerde osmosesystemen worden vaak aangeboden als centrale systemen voor drinkwaterbehandeling in het huishouden.
Ontzilting van zeewater
Zeewater kan worden ontzilt door destillatie. Het proces is echter complex en energie-intensief. Met omgekeerde osmose is het ontzouten van zeewater veel goedkoper.
Veel zeeschepen hebben ook ingebouwde zeewaterontziltingssystemen zodat ze minder drinkwater mee hoeven te nemen.
Afvalwater behandeling
Een omgekeerde osmoseproces kan ook worden gebruikt om ongewenste stoffen uit het afvalwater te verwijderen - na een passende voorfiltering. Daarbij worden stoffen uitgefilterd die anders moeilijk te verwijderen zijn.
Voor regelmatig gebruik in afvalwaterbeheer is het proces echter te duur om over de hele linie te gebruiken. Het kan echter ook op betrouwbare wijze schadelijke verontreinigingen verwijderen, zoals medicijnresten of residuen van bestrijdingsmiddelen of zelfs hormonen.
Omgekeerde osmose om de concentratie te verhogen
Omgekeerde osmose kan niet alleen dienen om bepaalde stoffen te elimineren, maar omgekeerd ook om bepaalde gewenste stoffen in vloeistoffen te concentreren.
Dit principe wordt bijvoorbeeld gebruikt bij de productie van vruchtensapconcentraten. Het dient ook als een manier om alcoholvrij bier te maken.
Vermeende gezondheidseffecten van osmosewater
Veel mensen geloven dat water dat is gezuiverd door omgekeerde osmose, gunstiger is voor de gezondheid dan conventioneel gemineraliseerd water. Maar hier is een duidelijke controverse over.
Over het algemeen is de kans groter dat gedeïoniseerd water uw gezondheid schaadt dan dat het er daadwerkelijk baat bij heeft door vitale mineralen en elektrolyten weg te spoelen.
tips en trucs
Omgekeerde osmose-systemen zijn duur en verbruiken veel energie - en produceren daarbij water, dat mogelijk zelfs schadelijk kan zijn voor de gezondheid als er continu van wordt genoten. Bedenk dus van tevoren goed of u deze investering ook daadwerkelijk wilt doen.
