Шта је реверзна осмоза и како функционише

Реверзна осмоза или РО је а филтрација метода која се користи за уклањање јона и молекула из раствора применом притиска на раствор са једне стране полупропусне или селективне мембране. Велики молекули (растворени) не могу прећи мембрану, па остају на једној страни. Вода (растварач) може прећи мембрану. Резултат тога је да молекули растворених концентришу се на једној страни мембране, док супротна страна постаје више разблажена.

Да би се разумела реверзна осмоза, помаже се прво разумети како се маса преноси дифузијом и редовном осмозом. Дифузија је покрет молекула из региона вишег концентрација у подручје ниже концентрације. Осмосис је посебан случај дифузије у коме су молекули вода а концентрациони градијент се јавља преко полупропусне мембране. Полупропропусна мембрана омогућава пролазак воде, али нема појма (нпр. На⁺, Ца²⁺, Цл^-) или већих молекула (нпр. глукоза, уреа, бактерије). Дифузија и осмоза су термодинамички повољни и наставиће се све док се не постигне равнотежа. Осмоза се може успорити, зауставити или чак преокренути ако се на мембрану врши довољно притиска са 'концентрисане' стране мембране.

Реверзна осмоза настаје када се вода помера преко мембране насупрот градијенту концентрације, од ниже концентрације до веће концентрације. За илустрацију, замислите полупропусну мембрану са слатком водом са једне стране и концентрованим воденим раствором на другој страни. Ако се догоди нормална осмоза, слатка вода ће прећи мембрану да би разблажила концентровани раствор. Код реверзне осмозе, притиском на концентрирани раствор врши се притисак са стране да се молекуле воде кроз мембрану преусмере на страну слатке воде.

Постоје различите величине пора мембране које се користе за реверзну осмозу. Док мала величина пора ради бољи посао филтрације, потребно је дуже померање воде. То је налик на начин да покушавате да сипате воду кроз цједило (велике рупе или поре) у поређењу са покушајем да га истресите кроз папирни пешкир (мање рупе). Међутим, реверзна осмоза се разликује од једноставне мембранске филтрације јер укључује дифузију и на њу утичу проток и притисак.

Реверзна осмоза се често користи у комерцијалној и стамбеној филтрацији воде. То је такође једна од метода која се користи за уклањање воде од морске воде. Реверзна осмоза не само да смањује со, већ такође може да филтрира метале, органска контаминанта и патогене. Понекад се реверзна осмоза користи за прочишћавање течности у којима је вода непожељна нечистоћа. На пример, реверзна осмоза се може користити за прочишћавање етанола или зрнастог алкохола да би се повећала његов доказ.

Реверзна осмоза није нова техника пречишћавања. Прве примере осмозе кроз полупропусне мембране описао је Јеан-Антоине Ноллет 1748. године. Иако је тај процес био познат у лабораторијама, за уклањање воде морске воде коришћен је све до 1950. године на Калифорнијском универзитету у Лос Анђелесу. Више истраживача је рафинирало методе употребе реверзне осмозе за пречишћавање воде, али процес је био тако спор да у комерцијалном обиму није био практичан. Нови полимери дозвољени су за производњу ефикаснијих мембрана. Почетком 21. века постројења за десалинизацију постала су способна за десалинизацију воде брзином од 15 милиона галона дневно, са око 15.000 постројења која су била у функцији или планирана.