Osmoză inversă
From Wikipedia, the free encyclopedia
Osmoza inversă (OI) este un proces de purificare a apei care utilizează o membrană parțial permeabilă pentru a separa ionii, moleculele nedorite și particulele mai mari din apa potabilă. În osmoza inversă, se utilizează o presiune aplicată pentru a depăși presiunea osmotică, o proprietate colligativă care este determinată de diferențele potențiale chimice ale solventului, un parametru termodinamic. Osmoza inversă poate elimina multe tipuri de specii chimice dizolvate și suspendate, precum și cele biologice (în principal bacterii) din apă, și este utilizată atât în procesele industriale, cât și în producția de apă potabilă prin desalinizare. Rezultatul este că solute este reținut pe partea sub presiune a membranei și solventul pur este permis să treacă la cealaltă parte. Pentru a fi "selectivă", această membrană nu ar trebui să permită moleculelor mari sau ionilor prin porii (găuri), ci ar trebui să permită componentelor mai mici ale soluției (cum ar fi moleculele de solvent, adică apa, H2O) să treacă liber.[1]
*solute = componenta minoră dintr-o soluție, dizolvată în solvent.
În procesul normal de osmoză, solventul se mută în mod natural dintr-o zonă cu concentrație scăzută de solute (potențial ridicat de apă), printr-o membrană, într-o zonă cu concentrație ridicată de solute (potențial scăzut de apă). Forța motrice pentru mișcarea solventului este reducerea energiei libere Gibbs a sistemului atunci când diferența de concentrație a solventului de fiecare parte a membranei este redusă, generând presiune osmotică datorită deplasării solventului în soluția mai concentrată. Aplicarea unei presiuni externe pentru a inversa fluxul natural de solvent pur, astfel, este osmoza inversă. Procesul este similar cu alte aplicații de tehnologie membrană.
Osmoza inversă diferă de filtrare prin faptul că mecanismul fluxului de lichid este prin osmoză pe o membrană. Mecanismul predominant de îndepărtare în filtrarea cu membrană este încordarea sau excluderea dimensiunii, unde porii sunt 0,01 micrometri sau mai mari, astfel încât procesul poate obține teoretic eficiență perfectă, indiferent de parametri, ar fi presiunea și concentrația soluției. Osmoza inversă implică în schimb difuzia solventului într-o membrană care este fie neporoasă, fie utilizează nanofiltrarea cu porii 0,001 micrometri în dimensiune. Mecanismul predominant de îndepărtare este din diferențele de solubilitate sau difuzibilitate, iar procesul depinde de presiune, concentrația de solute și alte condiții.[2]
Osmoza inversă este cel mai frecvent cunoscut pentru utilizarea sa în purificarea apei potabile din apa de mare, eliminarea sare și alte materiale efluenți din moleculele de apă.[3]