• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Odwrócona osmoza

    Przeczytaj także...
    Woda morska – woda występująca w morzach i oceanach. W wodzie tej są rozpuszczone tysiące związków chemicznych i prawie wszystkie pierwiastki chemiczne obecne na kuli ziemskiej. Woda morska stanowi ponad 96% wody obecnej w formie ciekłej na powierzchni Ziemi, tzw. woda słodka stanowi zaś mniej niż 3%.Destylacja – rozdzielanie ciekłej mieszaniny wieloskładnikowej poprzez odparowanie, a następnie skroplenie jej składników. Stosuje się ją w celu wyizolowania lub oczyszczenia jednego lub więcej związków składowych. Proces wykorzystuje różną lotność względną składników mieszaniny.
    Ciśnienie osmotyczne – różnica ciśnień wywieranych na półprzepuszczalną membranę przez dwie ciecze, które ta membrana rozdziela. Przyczyną pojawienia się ciśnienia osmotycznego jest różnica stężeń związków chemicznych lub jonów w roztworach po obu stronach membrany i dążenie układu do ich wyrównania.
    Schemat odwróconej osmozy (odsalanie):
    1 - napływ wody morskiej,
    2 - odpływ słodkiej wody (40%),
    3 - odpływ słonej wody (60%),
    4 - przepływ wody morskiej (60%),
    5 - odpływ,
    A - Pompa wysokiego ciśnienia (40%),
    B - pompa obiegowa,
    C - zbiornik z membraną półprzepuszczalną,
    D - odzyskiwanie energii ciśnienia
    Urządzenie okrętowe wykorzystujące proces odwróconej osmozy i służące do odsalania wody morskiej.

    Odwrócona osmoza – wymuszona dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. W przeciwieństwie do osmozy spontanicznej, odwrócona osmoza zachodzi od roztworu o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o stężeniu niższym, czyli prowadzi do zwiększenia różnicy stężeń obu roztworów.

    Ścieki – to zużyte ciecze, roztwory, koloidy lub zawiesiny, a także odpadowe ciała stałe odprowadzane za pomocą rurociągów do odbiorników naturalnych jakimi mogą być zbiorniki lub cieki wodne, doły gnilne itp. W postaci ścieków odprowadza się odpadowe substancje przemysłowe oraz odpady żywnościowe i fekalia z miejskich i osiedlowych gospodarstw domowych. Ze względu na dużą szkodliwość biologiczną ścieków, zarówno komunalnych jak i przemysłowych, przed odprowadzeniem do odbiornika powinno się poddawać je oczyszczeniu w oczyszczalniach.Uniwersytet Kalifornijski, kampus Los Angeles (University of California, Los Angeles, popularnie UCLA) – publiczny amerykański uniwersytet oferujący studia licencjackie, magisterskie, doktoranckie i dalsze, ulokowany na północy dzielnicy Westwood w mieście Los Angeles. Drugi po Berkeley pod względem daty założenie kampus systemu Uniwersytetu Kalifornijskiego i największy uniwersytet w stanie Kalifornia.

    Odwrócona osmoza, w odróżnieniu od spontanicznej, musi zostać wywołana przyłożeniem do membrany ciśnienia o większej wartości i skierowanego przeciwnie niż ciśnienie osmotyczne naturalnie występujące w układzie.

    Historia[edytuj kod]

    Proces osmozy przez półprzepuszczalne membrany po raz pierwszy zaobserwowano w roku 1748 przez Jeana Antoine Nolleta. Przez następne 200 lat, osmoza była zjawiskiem obserwowanym tylko w laboratorium. W 1949 Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles (UCLA) po raz pierwszy badał odsalanie wody morskiej wykorzystując do tego celu półprzepuszczalne membrany. W połowie roku 1950 naukowcy z UCLA i Uniwersytetu florydzkiego, z powodzeniem wyprodukowali wodę słodką z wody morskiej, jednakże strumień był zbyt mały, aby było to rentowne. Tak było do czasu odkrycia przez Loeba i Sourirajana techniki tworzenia asymetrycznej membrany charakteryzującej się skutecznie cienką warstwą, wysoce porowatą i z grubszym podłożem membrany. Do końca 2001 roku na świecie pracowało lub było na etapie planowania około 15.200 zakładów odsalania wody morskiej

    Odsalanie – ogólne określenie procesów usuwania soli i innych minerałów z wody morskiej, w celu uzyskania słodkiej wody zdatnej do nawadniania lub spożycia.Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy.

    Zastosowanie[edytuj kod]

    Odwrócona osmoza jest podstawą jednej z metod odsalania wody morskiej. Stosuje się też ją do oczyszczania i zatężania ścieków przemysłowych, szczególnie pochodzących z przemysłu spożywczego, papierniczego i galwanicznego. Metoda ta pozwala na odzyskanie wody oraz cennych substancji zawartych w ściekach. Główną zaletą tej metody jest stosunkowo małe zużycie energii, gdyż proces zachodzi bez przemiany fazowej.

    Przemysł spożywczy - dział gospodarki, który zajmuje się wytwarzaniem produktów i półproduktów przeznaczonych do spożycia takich jak mięsne, mleczne czyli nabiałowe, pieczywo, cukiernicze, napoje alkoholowe i bezalkoholowe i wiele innych.Stężenie (ang. concentration) – miara ilości substancji (pierwiastka, związku chemicznego, jonu bądź innego indywiduum chemicznego) w mieszaninie. Pojęcie to stosowane jest najczęściej w przypadku roztworów. Według definicji Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) terminem tym określa się jedynie cztery sposoby wyrażenia ilości substancji, w których odnosi się ją do objętości mieszaniny (są to stężenia masowe, molowe, objętościowe i liczbowe). W praktyce stosowanych jest jednak wiele innych rodzajów stężeń, włączając w to sposoby pośrednie (np. poprzez odniesienie zawartości substancji do gęstości mieszaniny).

    Domowe zestawy filtrów oparte na odwróconej osmozie zużywają duże ilości wody. Do uzyskania 5 litrów wody oczyszczonej od 40 do 90 litrów wody trafia do ścieków - uzysk 5-15%. Wynika to z niewielkiej różnicy ciśnień w takich instalacjach. W zastosowaniach przemysłowych, przy znacznie większej różnicy ciśnień, można uzyskać do 75%. Jednocześnie stopień odsolenia wynieść może ok. 95%-99%. Uzależnione jest to od wielu czynników m.in. od jakości wody zasilającej oraz zastosowanej technologii.

    Membrana półprzepuszczalna czyli inaczej błona półprzepuszczalna jest to rodzaj membrany (przepony), która przepuszcza niektóre rodzaje cząsteczek a zatrzymuje inne (np. przepuszcza małe cząsteczki rozpuszczalnika, a zatrzymuje duże cząsteczki lub jony). Różnica stężeń związków chemicznych po dwu stronach membrany powoduje powstanie ciśnienia osmotycznego. Cząsteczki substancji przechodzącej przez membranę zachowują się tak jakby oprócz ciśnienia zewnętrznego istniało jeszcze, wspomniane wyżej, ciśnienie osmotyczne. Przykładem naturalnej membrany półprzepuszczalnej jest błona komórkowa czy skóra człowieka. Membrany półprzepuszczalne są m.in. wykorzystywane na dużą skalę do dializy krwi osób z chorobami nerek, do odsalania wody morskiej, do oczyszczania wody filtry RO.Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Ze względu na skalę zjawiska, rozpatruje się dwa podstawowe rodzaje dyfuzji:

    Zobacz też[edytuj kod]

  • destylacja
  • ultrafiltracja
  • Przypisy

    1. J. Glater. The early history of reverse osmosis membrane development. „Desalination”. 117, s. 297-309, 1998. DOI: (98) 00122-2 10.1016/S0011-9164 (98) 00122-2 (ang.). 
    2. Crittenden, John; Trussell, Rhodes; Hand, David; Howe, Kerry and Tchobanoglous, George. Water Treatment Principles and Design, Edition 2. John Wiley and Sons. New Jersey. 2005 ISBN 0-471-11018-3

    Linki zewnętrzne[edytuj kod]

  • Sidney Loeb – jeden z wynalazców praktycznej odwróconej osmozy
  • Przemiana fazowa (przejście fazowe) – proces termodynamiczny, polegający na przejściu jednej fazy termodynamicznej w drugą, zachodzący w kierunku zapewniającym zmniejszenie energii swobodnej układuOsmoza – dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. Osmoza spontanicznie zachodzi od roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o wyższym, czyli prowadzi do wyrównania stężeń obu roztworów.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Rozpuszczalnik − ciecz zdolna do tworzenia roztworu po zmieszaniu z ciałem stałym, inną cieczą lub gazem. Najbardziej znanym rozpuszczalnikiem jest woda.
    DOI (ang. digital object identifier – cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego) – identyfikator dokumentu elektronicznego, który w odróżnieniu od identyfikatorów URL nie zależy od fizycznej lokalizacji dokumentu, lecz jest do niego na stałe przypisany.
    Ultrafiltracja (filtracja molekularna) - to proces filtracji z użyciem sit molekularnych, membran i wszelkich materiałów porowatych, o porach których rozmiary są zbliżone do wielkości pojedynczych cząsteczek.
    Woda słodka – woda zawierająca stosunkowo niewielkie ilości soli. Może być różnorako definiowana. Według jednej z klasyfikacji wód podziemnych za wody słodkie (niskozmineralizowane, zwykłe) uważane są są wody o zawartości substancji mineralnych poniżej 1 g/l. W innych systemach może chodzić o zasolenie poniżej 0,5‰. Całość wody słodkiej na kuli ziemskiej pochodzi z procesów parowania i skraplania (ewentualnie resublimacji). W klasyfikacji wód ze względu na zawartość związków mineralnych wodą słodką nazywa się wodę zawierającą od 100 do 500 mg/l związków mineralnych.
    Oczyszczanie ścieków – proces technologiczny polegający na usuwaniu ze ścieków zanieczyszczeń i osadów oraz substancji chemicznych w nich rozpuszczonych, koloidów i zawiesin.

    Reklama