Şüphesiz hiç duymuşsunuzdur ozmoz ve ters ozmoz. Doğal veya doğrudan ozmoz, doğada yaygın olarak meydana gelen, esas olarak hücrelerdeki yarı geçirgen zarların varlığından etkilenen bir durumdur. İster bitkilerin köklerinde ister insan vücudunun hücrelerinde olsun, bu olay yaşam için gereklidir. Aslında biyolojik organizmalardaki tüm hücre zarları yarı geçirgendir; suyun akmasına ve bazı besinlerin dengede kalmasına izin verir. Doğal işlevinin ötesinde, deniz suyunun tuzdan arındırılmasında kullanıldığı gibi, ters ozmoz yoluyla suyu arıtmak için teknolojide ozmoz prensipleri de uygulanmaktadır. Bu yazımızda her iki kavramı da ayrıntılı olarak açıklayacağız.
Osmoz ve ters ozmoz nedir?
Yarı geçirgen bir zarla ayrılmış, farklı konsantrasyonlarda tuzlara sahip iki çözeltimiz olduğunda, doğal bir süreç meydana gelme eğilimindedir: su, tuz konsantrasyonunun düşük olduğu taraftan, konsantrasyonun yüksek olduğu tarafa doğru akar. Bu olaya ozmoz denir. İşlem her iki tarafın konsantrasyonları eşit oluncaya kadar devam eder.
Büyük ölçüde sudan oluşan insan vücudu, besinlerin dağıtımından atıkların uzaklaştırılmasına kadar pek çok biyolojik fonksiyonun ayrılmaz bir parçası olarak doğal olarak ozmoz deneyimi yaşar.
Ancak deniz suyu gibi suyun tuzdan arındırılması söz konusu olduğunda bu doğal süreç yararlı değildir, çünkü ters akışa, yani saf suyun en yüksek tuz konsantrasyonuna sahip taraftan daha düşük konsantrasyona sahip tarafa akmasını gerektirir. . Bunu yapmak için şu şekilde bilinen bir işleme ihtiyacımız var: ters ozmozSaf suyun, tuzları ve diğer yabancı maddeleri geride bırakarak yarı geçirgen zardan geçmesi için doğal akışı engellemek için basınç kullanılmasını gerektirir.
Bu işlem, içilemez kaynaklardan içme suyu üretmek için kullanıldığından günümüzde çok önemlidir ve en iyi bilinen uygulaması deniz suyunun tuzdan arındırılmasıdır.
Ters ozmoz nasıl çalışır ve önemi nedir?
Ters ozmoz, doğal ozmotik sürecin basınç uygulanarak tersine çevrilmesine dayanır. Yüksek konsantrasyonlu tuz içeren bir çözeltiyi düşük konsantrasyonlu bir çözeltiden ayıran yarı geçirgen bir membran hayal edelim. Ters ozmozun amacı, suyun yüksek konsantrasyonlu tuz içeren bir çözeltiden daha düşük konsantrasyonlu bir çözeltiye geçmesini sağlayarak daha temiz su üretmektir. Bunu başarmak için doğal ozmotik basınca karşı koyan bir basınca ihtiyacımız var.
Bu işlem sadece tuzları değil aynı zamanda çözünmüş parçacıklar, ağır metaller ve bakteriler gibi diğer yabancı maddeleri de ortadan kaldırarak suyu daha saf bir ürün haline getirir. Pek çok alanla alakalıdır ancak şüphesiz en büyük uygulamalarından biri dünyanın farklı yerlerinde içme suyu elde etmek için deniz suyunun tuzdan arındırılmasıdır.
Ters ozmoz ve su reddi
Ters ozmozun ana dezavantajlarından biri, adı verilen bir olgudur. su reddi. Bu, yarı geçirgen membrandan işlenen suyun tamamının temiz su haline gelmediği, suyun bir kısmının membranın konsantre tarafında tutulan yabancı maddelerle birlikte atıldığı anlamına gelir. Ters ozmoz membranları, çalışma sırasında sürekli temizlenecek şekilde tasarlanmıştır, böylece kirletici maddeler ve asılı parçacıklar nedeniyle doygunluk önlenir. Ancak bu, ekipmanın kalitesine ve arıtılan suyun türüne bağlı olarak suyun önemli bir kısmının, %60'a kadar, atık su olarak atılabileceği anlamına gelir.
Bazı gelişmiş ekipmanlarda ürün suyu (temiz su) ile atık su arasındaki oran daha uygun olup %50'ye ulaşmaktadır. Yine de bu sürecin sürdürülebilirliği, özellikle suya erişimin sınırlı olduğu yerlerde büyük bir zorluk olmaya devam ediyor.
Ayrıca ters osmoz membranlarının sınırsız bir ömrü yoktur. Suyun kalitesine ve yapılan bakıma bağlı olarak membranın ömrü 3 ile 5 yıl arasında değişebilmektedir, ancak evsel uygulamalarda bu süre 2 ile 3 yıl arasına kadar düşebilmektedir. Ömrünü uzatmak için, zamanla membranı tıkayabilecek çözünmüş katıların birikmesini ortadan kaldırmak için genellikle özel kimyasallarla temizlemeyi içeren periyodik bakım gereklidir.
Ters ozmoz ekipmanının performansını nasıl artırabilirsiniz?
Ters ozmoz ekipmanının iyi performansı birkaç temel faktöre bağlıdır:
- Doğru bir işlemin gerçekleştirilmesi ön arıtma Suyun membranla temas etmesinden önce. Bu, mümkün olduğu kadar çok askıda katı madde, yabancı madde ve diğer kirletici maddelerin uzaklaştırılmasını içerir. Bu, tortu filtreleri ve aktif karbon takılarak başarılabilir.
- kullanma zehirli boya Membran yüzeyinde tortu oluşturabilecek kalsiyum ve magnezyum gibi çözünürlüğü düşük tuzların birikmesini önlemek için kullanılır.
- Gerçekleştirilmesi periyodik temizlik Optimum performanslarını korumak için membranların. Arıtılacak suyun türüne bağlı olarak, organik atıkların kirecini gidermek veya ortadan kaldırmak için özel kimyasal ürünlerin kullanılması gerekli olacaktır.
Zaman içinde ekipman performansında önemli bir azalmayı önlemek için önleyici bakım çok önemlidir. Aksi takdirde, azalan verimlilik, daha yüksek enerji tüketimine ve daha az miktarda filtrelenmiş suya dönüşebilir.
Evlerdeki ozmoz filtreleri ve kullanışlılıkları
Ters ozmoz filtreleri endüstriyel veya büyük ölçekli tuzdan arındırma uygulamalarına özel değildir. Özellikle suyun sert veya yüksek klor içeriğine sahip olduğu bölgelerde, suyu arıtmak ve tadını iyileştirmek için kullanıldıkları evlerde de kullanılabilirler.
Evde ters ozmoz filtresi kullanmak, hem çözünmüş katıları hem de organik yabancı maddeleri temizleyerek içme suyunuzun kalitesini önemli ölçüde artırabilir. Ancak birçok kişi, bu unsurları azaltmak için aktif karbon filtreleri kullanan filtre sürahileri gibi daha ucuz ve daha erişilebilir çözümleri tercih ediyor.
Ters ozmoz filtresi önemli bir yatırım olsa da, birçok insan için suyun bir süre beklemesine izin vermek, klorun bir kısmının buharlaşmasına izin verecektir ve bu da zaten tadı büyük ölçüde iyileştirecektir.
Kısacası ters ozmoz su kalitesini iyileştirmede son derece etkili bir işlemdir. Endüstriyel uygulamalardan evsel çözümlere kadar, çok yönlülüğü ve çok çeşitli kirleticileri giderme yeteneği, onu küresel su arıtmada vazgeçilmez bir teknoloji haline getiriyor.