Օսմոսը մի երևույթ է, երբ մաքուր ջուրը նոսր լուծույթից հոսում է կիսաթափանցիկ թաղանթի միջով դեպի ավելի բարձր կոնցենտրացիայի լուծույթ։ Կիսաթափանցիկությունը նշանակում է, որ թաղանթը թույլ է տալիս փոքր մոլեկուլներին և իոններին անցնել դրա միջով, բայց գործում է որպես արգելք ավելի մեծ մոլեկուլների կամ լուծված նյութերի համար։ Հակադարձ օսմոսը հակադարձ օսմոսի գործընթաց է։ Ավելի քիչ կոնցենտրացիայի լուծույթը բնականորեն հակված կլինի տեղափոխվելու ավելի բարձր կոնցենտրացիա ունեցող լուծույթ։

Ինչպե՞ս է աշխատում հակադարձ օսմոսի համակարգը։

Հակադարձ օսմոսը գործընթաց է, որը հեռացնում է օտար աղտոտիչները, պինդ նյութերը, խոշոր մոլեկուլները և հանքանյութերը ջրից՝ օգտագործելով ճնշում՝ այն մասնագիտացված թաղանթների միջով մղելու համար: Այն ջրի մաքրման համակարգ է, որն օգտագործվում է խմելու, խոհարարության և այլ կարևոր նպատակներով ջուրը բարելավելու համար:

Եթե ​​ջրի ճնշում չկա, օսմոսով մաքրված մաքուր ջուրը (ցածր կոնցենտրացիայով ջուր) կանցնի բարձր կոնցենտրացիայով ջրի մեջ։ Ջուրը մղվում է կիսաթափանցիկ թաղանթի միջով։ Այս թաղանթային ֆիլտրն ունի բազմաթիվ ծակոտիներ՝ ընդամենը 0.0001 միկրոն չափի, որոնք կարող են զտել աղտոտիչների մոտ 99%-ը, ինչպիսիք են մանրէները (մոտավորապես -1 միկրոն), ծխախոտի ծուխը (0.07 միկրոն), վիրուսները (0.02-0.04 միկրոն) և այլն։ Եվ միայն մաքուր ջրի մոլեկուլներն են անցնում դրա միջով։

Հակադարձ օսմոսի միջոցով ջրի մաքրումը կարող է զտել մեր օրգանիզմին անհրաժեշտ բոլոր օգտակար հանքանյութերը, բայց դա արդյունավետ և ապացուցված տեխնոլոգիա է՝ մաքուր, անարատ ջուր ստանալու համար, որը հարմար է խմելու համար: Հակադարձ օսմոսի միջոցով ջրի մաքրման համակարգը պետք է ապահովի բարձր մաքրության ջուր երկար տարիների ընթացքում, որպեսզի դուք կարողանաք այն խմել առանց անհանգստանալու:

Ինչո՞ւ է թաղանթային ֆիլտրը արդյունավետ ջրի մաքրման համար։

Ընդհանուր առմամբ, մինչ օրս մշակված ջրի մաքրիչները հիմնականում դասակարգվում են թաղանթազուրկ ֆիլտրի ֆիլտրման մեթոդի և թաղանթ օգտագործող հակադարձ օսմոսի ջրի մաքրման մեթոդի։

Մեմբրանից զերծ ֆիլտրի ֆիլտրացումը հիմնականում իրականացվում է ածխածնային ֆիլտրով, որը ֆիլտրում է միայն ծորակի ջրի մեջ առկա տհաճ համը, հոտը, քլորը և որոշ օրգանական նյութեր: Մասնիկների մեծ մասը, ինչպիսիք են անօրգանական նյութերը, ծանր մետաղները, օրգանական քիմիական նյութերը և քաղցկեղածին նյութերը, չեն կարող հեռացվել և անցնել դրանց միջով: Մյուս կողմից, հակադարձ օսմոսի ջրի մաքրման մեթոդը թաղանթ օգտագործող ջրի մաքրման աշխարհում ամենատարածված մեթոդն է, որն օգտագործում է ջրի կիսաթափանցիկ թաղանթ, որը պատրաստված է առաջատար պոլիմերային ինժեներական տեխնոլոգիայով: Դա ջրի մաքրման մեթոդ է, որն անցնում է ջրով, առանձնացնում և հեռացնում է ծորակի ջրում պարունակվող տարբեր անօրգանական հանքանյութեր, ծանր մետաղներ, մանրէներ, վիրուսներ, մանրէներ և ռադիոակտիվ նյութեր՝ մաքուր ջուր ստանալու համար:

Արդյունքում լուծված նյութը մնում է թաղանթի ճնշման տակ գտնվող կողմում, և մաքուր լուծիչին թույլատրվում է անցնել մյուս կողմը։ «Ընտրողական» լինելու համար այս թաղանթը չպետք է թույլ տա խոշոր մոլեկուլներին կամ իոններին անցնել ծակոտիների (անցքերի) միջով, այլ պետք է թույլ տա լուծույթի ավելի փոքր բաղադրիչներին (օրինակ՝ լուծիչի մոլեկուլներին, օրինակ՝ ջրի, H2O) ազատորեն անցնել։

Սա հատկապես ճիշտ է այստեղ՝ Կալիֆոռնիայում, որտեղ ծորակի ջուրը խիստ կարծր է։ Այսպիսով, ինչո՞ւ չվայելել ավելի մաքուր և անվտանգ ջուր՝ հակադարձ օսմոսի համակարգով։

R/O մեմբրանային ֆիլտր

1950-ականների սկզբին UCLA-ի դոկտոր Սիդնի Լոեբը գործնականում կիրառեց հակադարձ օսմոսի (RO) մեթոդը՝ Սրինիվասա Սուրիրաջանի հետ համատեղ մշակելով կիսաթափանցիկ անիզոտրոպ թաղանթներ: Արհեստական ​​օսմոսի թաղանթները հատուկ նախագծված կիսաթափանցիկ թաղանթներ են՝ 0.0001 միկրոն ծակոտիներով, որը մազի հաստության մեկ միլիոներորդ մասն է: Այս թաղանթը պոլիմերային ինժեներական տեխնոլոգիայով պատրաստված հատուկ ֆիլտր է, որի միջով չեն կարող անցնել քիմիական աղտոտիչներ, ինչպես նաև մանրէներ և վիրուսներ:

Երբ աղտոտված ջրի վրա ճնշում է գործադրվում այս հատուկ թաղանթով անցնելու համար, բարձր մոլեկուլային քաշի քիմիական նյութերը, ինչպիսիք են ջրում լուծված կրաջուրը, և բարձր մոլեկուլային քաշի քիմիական նյութերը, ինչպիսիք են կիրը, որոնք լուծված են ջրում, անցնում են կիսաթափանցիկ թաղանթով միայն փոքր մոլեկուլային քաշ ունեցող մաքուր ջրով, լուծված թթվածնով և օրգանական հանքանյութերի հետքերով։ Դրանք նախատեսված են թաղանթից դուրս մղվելու նոր ջրի ճնշման միջոցով, որը չի անցնում կիսաթափանցիկ թաղանթով և շարունակում է ներս մղել։

Արդյունքում լուծված նյութը մնում է թաղանթի ճնշման տակ գտնվող կողմում, և մաքուր լուծիչին թույլատրվում է անցնել մյուս կողմը։ «Ընտրողական» լինելու համար այս թաղանթը չպետք է թույլ տա խոշոր մոլեկուլներին կամ իոններին անցնել ծակոտիների (անցքերի) միջով, այլ պետք է թույլ տա լուծույթի ավելի փոքր բաղադրիչներին (օրինակ՝ լուծիչի մոլեկուլներին, օրինակ՝ ջրի, H2O) ազատորեն անցնել։

Բժշկական նպատակներով արձակված մեմբրանները մշակվել են ռազմական պատերազմի կամ զինվորներին մաքուր, չաղտոտված խմելու ջուր մատակարարելու համար, ինչպես նաև մաքրում են տիեզերագնացների մեզի միզուկը, որը հավաքվել է տիեզերական հետազոտությունների ընթացքում անկանխատեսելի իրադարձությունների ժամանակ։ Այն օգտագործվում է ավիատիեզերական ոլորտում՝ խմելու ջրի համար, և վերջերս խոշոր ըմպելիքների ընկերությունները շշերի արտադրության համար օգտագործում են մեծ հզորության արդյունաբերական ջրի մաքրիչներ և լայնորեն օգտագործվում են կենցաղային ջրի մաքրիչների համար։