Hva omvendt osmose er og hvordan det fungerer

Omvendt osmose eller RO er a filtrering metode som brukes for å fjerne ioner og molekyler fra en løsning ved å påføre trykk på løsningen på den ene siden av en semipermeabel eller selektiv membran. Store molekyler (oppløst) kan ikke krysse membranen, så de forblir på den ene siden. Vann (løsemiddel) kan krysse membranen. Resultatet er at oppløste molekyler blir mer konsentrert på den ene siden av membranen, mens den motsatte siden blir mer fortynnet.

For å forstå omvendt osmose hjelper det først å forstå hvordan masse transporteres via diffusjon og vanlig osmose. Diffusjon er bevegelsen av molekyler fra en region med høyere konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon. osmose er et spesielt tilfelle av diffusjon der molekylene er vann og konsentrasjonsgradienten skjer over en semipermeabel membran. Den semipermeable membranen tillater passering av vann, men forestillinger (f.eks. Na⁺, Ca²⁺, Cl^-) eller større molekyler (f.eks. glukose, urea, bakterier). Diffusjon og osmose er termodynamisk gunstig og vil fortsette til likevekt er nådd. Osmose kan bremses, stoppes eller til og med reverseres hvis det påføres tilstrekkelig trykk på membranen fra den 'konsentrerte' siden av membranen.

Omvendt osmose oppstår når vannet beveges over membranen mot konsentrasjonsgradienten, fra lavere konsentrasjon til høyere konsentrasjon. For å illustrere, forestill deg en semipermeabel membran med ferskvann på den ene siden og en konsentrert vandig løsning på den andre siden. Hvis normal osmose finner sted, vil ferskvannet krysse membranen for å fortynne den konsentrerte løsningen. Ved omvendt osmose utøves trykk på siden med den konsentrerte løsningen for å tvinge vannmolekylene gjennom membranen til ferskvannssiden.

Det er forskjellige porestørrelser på membraner som brukes til omvendt osmose. Mens en liten porestørrelse gjør en bedre jobb med filtrering, tar det lenger tid å flytte vann. Det er liksom å prøve å helle vann gjennom en sil (store hull eller porer) sammenlignet med å prøve å helle det gjennom et papirhåndkle (mindre hull). Imidlertid er omvendt osmose forskjellig fra enkel membranfiltrering fordi den innebærer diffusjon og påvirkes av strømningshastighet og trykk.

Omvendt osmose brukes ofte i kommersiell vannfiltrering. Det er også en av metodene som brukes for å avsalting av sjøvann. Omvendt osmose reduserer ikke bare salt, men kan også filtrere ut metaller, organiske forurensninger og patogener. Noen ganger brukes omvendt osmose for å rense væsker der vann er en uønsket urenhet. For eksempel kan omvendt osmose brukes til å rense etanol eller kornalkohol for å øke det er beviset.

Omvendt osmose er ikke en ny renseteknikk. De første eksemplene på osmose gjennom semipermeable membraner ble beskrevet av Jean-Antoine Nollet i 1748. Mens prosessen var kjent i laboratorier, ble den ikke brukt til avsalting av sjøvann før i 1950 ved University of California i Los Angeles. Flere forskere foredlet metoder for å bruke omvendt osmose for å rense vann, men prosessen var så treg at den ikke var praktisk i kommersiell skala. Nye polymerer tillot produksjon av mer effektive membraner. Ved begynnelsen av det 21. århundre ble avsaltningsanlegg i stand til å avsalting av vann med en hastighet på 15 millioner gallon per dag, med rundt 15.000 planter i drift eller planlagt.