Reverzna osmoza je uređaj kod kojeg se zaprljana voda pod visokim pritiskom provlači kroz membrane. Kao rezultat ove akcije, nečistoće u napojnoj vodi ostaju ispred membrane, dok čista voda prolazi sa druge strane membrane. Na ovaj način se voda prečišćava. Ova prečišćena voda se može upotrebiti kao napojna voda za kotlovski sistem, za razne industrijske procese, za pripremu pijaće vode ili druge namene.Naziv uređaja ukazuje na to da je proces koji se odvija u reverznoj osmozi suprotan (reverzan) procesu osmoze. Osmoza predstavlja prirodnu težnju vode da prolazi kroz polupropustljivu membranu koja se postavi između dva rastvora nejednake koncentracije soli i da prolaskom iz manje koncentrovanog rastvora u više koncentrovan rastvor razblažuje koncentrovaniji rastvor i ujednačava koncentracije. Polupropustljiva membrana je vrsta membrane koja ima pore dovoljne veličine da kroz nijh mogu da prolaze molekuli vode, ali ne može većina jona i molekula. Pojava osmoze je šematski prikazana na slici ispod.
Osmotski Pritisak
Iz ovog razloga voda će prelaziti kroz membranu sve dok nivo vode sa strane koncentrovanijeg rastvora ne poraste toliko da se stvori osmotski pritisak koji deluje suprotno težnji vode da nastavi prolazak kroz membranu. Osmotski pritisak je pritisak koji je potreban da bi se zaustavio protok vode kroz polupropustljivu membranu
Reverzna osmoza funkcioniše tako što se primeni pritisak sa strane koncentrovanijeg rastvora dovoljan da savlada osmotski pritisak i da počne da istiskuje čistu vodu kroz polupropusnu membranu, suprotno smeru njenog prirodnog kretanja. Voda se u reverznoj osmozi kreće iz koncentrovanijeg rastvora u manje koncentrovan rastvor. Na taj način se voda ustvari prečišćava od soli i ostalih nečistoća koje se nalaze u koncentrovanijem rastvoru.
U zavisnosti od veličine pora na polupropusnoj membrani zavisiće koje veličine čestica će biti filtirirane, a koje će proći kroz membranu. Membrane se prema veličini pora dele na:
1. Mikrofiltracione 1.0 – 0.05 mikrona
2. Nanofiltracione 0.1 – 0.005 mikrona
3. Ultrafiltracione 0.008 – 0.001 mikrona
4. Hiperfiltracione (Reverzna osmoza) 0.001 – 0.0002 mikrona
Membrane reverzne osmoze odbijaju 95% – 99% svih soli prisutnih u ulaznoj vodi. Prečišćena voda se naziva permeat, a odbačeni deo vode koji nije prošao kroz membranu i sadrži koncentrovane soli se naziva koncetrat. Sve membrane reverzne osmoze su dizajnirane da imaju poprečno strujanje fluida u odnosu na filtracionu površinu, jer je neizvodljivo primeniti direktan pritisak na membranu zbog otpora strujanju, kao i zbog zapušenja pora zbog nagomilavanja čestica nečistoća na površini.
Osmotski pritisak koji se razvija zavisi od koncentracije soli u rastvoru. Približno će važiti sledeće relacije:
100 ppm (mg/l) rastvorenih soli ~ 0.069 bara osmotskog pritiska
1,000 ppm (mg/l) rastvorenih soli ~ 0.69 bara osmotskog pritiska
35,000 ppm (mg/l) rastvorenih soli ~ 24.13 bara osmotskog pritiska
35,000 ppm odgovara približno koncentraciji soli u morskoj vodi.
PERFORMANSE REVERZNE OSMOZE
Da bi se pratile performase reverzne osmoze potrebno je uvesti pojmove recovery, prolaz soli, odbitak rastvorka i razmotriti nekoliko narednih slika:
Recovery je procenat permeata koji je dobijen od ukupne napojne vode. Izračunava je jednostavnom relacijom:
Odbitak rastvorka je sposobnost membrane da spreči prolazak određenih elemenata sa druge strane membrane.
Prolaz soli:
Kako se koncentracija nečistoća povećava ispred membrana, voda mora biti hemijski tretirana sa inhibitorom naslaga kako bi se sprečio nastanak kamenca na membranama. Pored ovoga, potreban je i biocid da bi se sprečilo nagomilavanje mikroorganizama i produkata razgradnje mikroorganizama.
Na kraju, biće potrebno povremeno ćišćenje membrana, što je uobičajena procedura da se povrati prvobitna funkcionalnost membrana koja se smanjuje u toku normalnog rada usled nečistoća u vodi.
