|
|
 |
| |
Występowanie w wodzie pitnej ogromnej ilości chorobotwórczych związków chemicznych, które są odpowiedzialne za ciągły wzrost chorób cywilizacyjnych skłoniły naukowców do poszukiwania nowocześniejszych i bardziej skutecznych metod oczyszczania wody gdyż żadna z tradycyjnych metod oczyszczania wody nie potrafi jej z tej chemii oczyścić. W dzisiejszych czasach jedynie membrany osmotyczne stanowiące główną część nowoczesnych urządzeń do oczyszczania wody, potrafią oczyścić ją skutecznie.
Membrana osmotyczna posiada porowatość około 0,0002 mikrometra, która pozwala na przejście cząsteczek wody oraz częściowo pierwiastków mineralnych (najczęściej wapnia, magnezu, sodu i potasu), które są również bardzo małe (dokładniejsze membrany stosuje się w wytwórniach farmaceutycznych lub w nowoczesnych szpitalach). Cząstka wody zbudowana z dwóch atomów wodoru oraz jednego atomu tlenu należy do jednych z mniejszych cząstek jakie znamy. Niemal wszystkie związki rozpuszczające się w wodzie są od cząstki wody większe dlatego mają mniejsze szanse przedostać się przez pory membrany osmotycznej. Dla przykładu pestycydy stanowiące grupę związków organicznych wytwarzanych syntetycznie są większe od cząstki wody nawet kilkadziesiąt razy.
W roku 1965 zaczęto w USA produkować urządzenia osmotyczne na użytek domowy. Opatentowano bowiem nowy sposób na konfekcjonowanie membran (zwijanie spiralne), co pozwoliło na ich odpowiednią miniaturyzację, a cena urządzeń była już do przełknięcia dla przeciętnego portfela. Domowe urządzenia osmotyczne są od wielu lat popularne w krajach zachodnich, ale również w Polsce wzrasta popyt na nie.
Błony osmotyczne (inaczej: błony półprzepuszczalne) występują powszechnie w biologii oraz w przyrodzie. Bez tych błon nie byłoby możliwe życie ludzi, zwierząt oraz roślin. Z błon osmotycznych zbudowane są komórki ludzi i zwierząt, błony znajdują się w jelitach przewodu pokarmowego, dzięki błonom osmotycznym korzenie roślin "zasysają" z gruntu wodę.
Czym są te błony? Otóż naturalne błony osmotyczne, z którymi mamy do czynienia w przyrodzie stanowią bardzo cienką i porowatą błonę, której porowatość nie jest przypadkowa. Srednica tych por wynosi bowiem około 0,0001 mikrometra. Srednia bakteria jest od takiej pory 10 000 razy większa, a gdybyśmy chcieli ułożyć takie pory w szeregu na długości 1 milimetra , wówczas potrzebowalibyśmy ich aż 10 milionów.
Natura miała swój powód, aby stworzyć błony o właśnie takiej porowatości - okazuje się, że podobną wielkość posiadają cząsteczki wody. Jeśli taką błoną rozdzieli się roztwory o różnych stężeniach, to cząsteczki wody zaczną "wędrować" z roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu bardziej stężonego tak długo, aż stężenia te wyrównają się. Inny sposób wymieszania się tych roztworów (np. przy pomocy dyfuzji) nie jest możliwy - ponieważ cząstki wody należą do jednych z mniejszych cząstek występujących w przyrodzie, stąd niemal wszystkie inne cząstki (lub pierwiastki) w niej rozpuszczone są od niej większe.
Istnienie zjawiska osmozy naturalnej w przyrodzie odkryto dopiero w XVIII wieku, jednak próby wykorzystania jego w technice długo nie udawały się. Również wytwarzane na początku XX wieku sztuczne błony z celulozy (w technice nazywane membranami ) okazały się zbyt mało trwałe i nie zdobyły powszechnego zastosowania. Dopiero odkrycie w 1952 roku membran osmotycznych z poliamidu wywołało na świecie wręcz kosmiczny rozwój technik membranowych do oczyszczania różnych płynów. Oczyszczanie wody przy użyciu tych membran jest dziś powszechnie stosowane do produkcji leków lub w szpitalach przy dializie nerek. Tutaj stosuje się membrany o największej dokładności, bowiem tutaj zależy nam na uzyskaniu wysokiej czystości wody.
Ponieważ oczyszczanie wody przy użyciu membran osmotycznych musi odbywać się przy użyciu odpowiednich ciśnień powodujących ruch wody w przeciwnym kierunku niż to ma miejsce w naturze, stąd w technice mówi się o osmozie odwróconej.
Membrany osmotyczne długo czekały na ich zastosowanie w domach i mieszkaniach prywatnych, a hamulcem była na początku ich wysoka cena. Jednak wraz z postępem w tej dziedzinie, a szczególnie po odkryciu miniaturowych modułów membranowych skręcanych spiralnie, rozpoczęła się, najpierw na Zachodzie, moda na domowe oczyszczanie wody do konsumpcji. Moda ta rozpoczęła się w USA w 1965 roku. Dlaczego w USA? Bo tam, na Uniwersytecie Kalifornijskim dokonano odkrycia nowoczesnych membran poliamidowych (1952 rok), bo tylko w USA produkowane są te membrany i po upływie ponad 50 lat nikt nas świecie tego pomysłu Amerykanów nie zdołał powielić.
Dziś nie możemy wyobrazić sobie oczyszczania wody bez odwróconej osmozy. Urządzenia osmotyczne są na wyposażeniu nie tylko statków kosmicznych czy okrętów wypływających w dalekie rejsy. Urządzenia osmotyczne stają się standardowym wyposażeniem wszystkich mieszkań wszędzie tam, gdzie bezmyślna gospodarka kierowana przez polityków z małą wyobraźnią doprowadziła do zatrucia wód powierzchniowych oraz głębinowych.
Membrany osmotyczne służą w technice do oddzielania różnych związków chemicznych lub koloidów rozpuszczonych w różnych rozpuszczalnikach. Jednym z takich rozpuszczalników, a jednocześnie najlepszym i najbardziej w przyrodzie rozpowszechnionym jest woda. Jeśli mówimy o oczyszczaniu wody, to inne membrany stosuje się w przemyśle farmaceutycznym i w szpitalnictwie (np. przy dializach nerek), a zupełnie inne w przemyśle spożywczym oraz do produkcji wody pitnej. Jeśli z kolei mowa o oczyszczaniu wody do celów pitnych, to inne membrany służą do jej produkcji w surowca jakim jest np. woda morska lub oceaniczna (w 1 litrze wody z Bałtyku mamy 35 000 mg rozpuszczonych związków chemicznych) i inne do przerabiania wody kranowej lub studziennej. Z tymi ostatnimi mamy oczywiście do czynienia najczęściej.
Porowatość domowych membran osmotycznych zwiększono w ostatnich latach dwukrotnie i obecnie posiadają one pory o wielkości dochodzącej do 0,0002 m . Dzięki temu zupełnie nowa membrana przepuszcza od 30 do 50% pierwiastków mineralnych zawartych w wodzie oczyszczonej, a średnio po roku jej pracy przechodzi 100% tych pierwiastków (tu korzystamy bardzo z faktu, że jony wapnia, magnezu, sodu i potasu należą do najmniejszych jakie są rozpuszczone w wodzie i dlatego łatwiej przechodzą one przez membranę). Efektem takiego kroku jest wprawdzie skrócenie trwałości membran o około 1 rok, co dziś nie stanowi problemu zważywszy, że ich cena w przeciągu 10 minionych lat zmniejszyła się 5. krotnie (obecnie najtańsze membrany można nabyć za 200,- zł a ich ceny nadal maleją).
Sprawą najbardziej istotną jest fakt, że membrany osmotyczne stosowane w domach, przedszkolach, stołówkach, restauracjach itp. wyrzucają z wody wszelkie toksyny w ilości ponad 98%.
źródło: Stowarzyszenie Czysta Woda
|
|
|
|
Start