Что такое обратный осмос ?

[Starcomputer]

Доступность систем очистки воды методом обратного осмоса и все более частое применение их в аквариумистике, а также постоянно возникающие связанные с этим вопросы побудили написать этот небольшой опус
Итак что такое осмос ?
Осмос (от греч. osmos - толчок, давление) - процесс переноса растворителя (преимущественно воды) через полупроницае­мую перегородку (мембрану), разделя­ющую два раствора с разной концент­рацией (например, чистую воду и ра­створ солей). Если мембрана пропус­кает только воду и не пропускает ра­створенные вещества, то вода будет проходить через мембрану в направле­нии к более концентрированному ра­створу до тех пор, пока не наступит рав-новесие и не выровняется давление по обе стороны мембраны. Давление, при котором на­ступает это равновесие, называется осмотическим давлением раствора. Это давление зависит только от концентра­ции растворенного вещества и не зависит от его природы (в случае идеальной мембранны). 100 мг растворенных солей в 1 литре воды создают осмотическое давление в 1 PSI (фунт на квадратный дюйм) что примерно равно 0,07 атмосферы.

Все оболочки живых клеток являются природными полупроницаемыми мембранами.
Впервые осмос был "открыт" немецким ботаником Вильгельмом Пфеффером более 100 лет назад в результате экспериментов со свиным пузырем (хотя первые упоминания об осмосе относятся к временам Аристетеля, который заметил, что морскую воду можно опреснить, поместив ее в восковый сосуд. Пфеффер не смог обяснить явление осмоса, а лишь установил сам факт его наличия.
Явление осмоса в живых тканях основано на том, что все соли в воде разлагаются на ионы, имеющие электрический заряд, оболочка клетки тоже имеет заряд, причем разные слои оболочки заряжены по разному и отталкивают заряженные частицы (ионы) пропуская нейтральные частицы (воду). Т.е. происходит явление, аналогичное движению электродов в катодной односеточной лампе (электронщики поймут ). Однако полностью процесс осмоса не изучен и по сей день, и ученые не могут сказать, будет ли данное вещество являться мембранной для того или другого растворенного вещества.
На основе этого явления гораздо позже появились системы обратного осмоса.
Что же такое обратный осмос ?
А все тот же осмос, только наоборот. К раствору с более высокой концентрацией солей прикладывается давление, превышающее осмотическое и вода начинает двигаться сквозь мембранну в обратную сторону.

Величина давления, которое необходимо приложить зависит от концентрации растворенных веществ. Для пресной воды это 2-17 атм, для морской воды 25-70 атм.
В 1927 году немецкая фирма «Сарториус» получила первые образцы искусственных мембран. После Второй мировой войны американцы, используя немецкие наработки, наладили произ­водство ацетатцеллюлозных и нитроцеллюлозных мембран. Лишь в конце 50-х - начале 60-х годов с началом ши­рокого производства синтетических по­лимерных материалов появились пер­вые научные работы, которые легли в основу промышленного применения обратного осмоса. Первые промышленные системы появились только в начале 70-х годов. Поэтому обратный осмос сравнительно мо­лодая технология по сравнению с тем же ионным обменом или адсорбцией на активированных углях. Тем не менее, он стал одним из самых экономичных, универсальных и надежных методов очистки воды, который позволяет сни­зить концентрацию коллоидных и ра­створенных компонентов на 96-99% и практически на 100 % избавиться от микроорганизмов и вирусов.
В настоящее время выпускается масса различных промышленных и бытовых мембранн. Для их производства специальные полимерные материалы, которые являются химически инертными. Они выпускается в форме плоских оболочек. Количество производимой очищенной воды при использовании таких оболочек возрастает пропорционально их поверхности. Поэтому они наматываются цилиндрически таким образом, что в относительно небольшом валике находится около 15 м2 оболочки. Отдельные слои отделяются друг от друга специальным проницаемым слоем, через который вода параллельно просачивается в мембрану.


Классическая схема бытовой установки обратного осмоса:


Вот вкратце и все об обратном осмосе.
О его применении очень хорошо написал Bactrian в теме В чем "пролетарская суть" использования осмоса