Käänteisosmoosi

Lukuaika 3 minuuttia

Päivitetty - helmikuu 3, 2024

Johdanto käänteisosmoosiin

Kukapa ei olisi kokenut sitä, ja kirsikkatarhan omistajille se on kauhistus, kypsien kirsikoiden puhkeaminen kaatosateen jälkeen.

Syynä tähän on Osmoosi (kreikaksi "tunkeutuminen"): Sadevesi sisältää hyvin vähän liuenneita hiukkasia. Sen vuoksi sillä on suuri kemiallinen potentiaali.
Kirsikan hedelmälihan sokeripitoisessa vedessä on monia liuenneita aineita. Sen vuoksi sen kemiallinen potentiaali on alhainen.
Tasapainottaakseen potentiaalieroja hedelmäliha imee itseensä sadevettä, mikä kasvattaa kirsikan tilavuutta, ja lopulta kuori ei enää kestä painetta ja puhkeaa.

The Käänteisosmoosi lähestymistapa on päinvastainen: vesi, jossa on paljon epäpuhtauksia, olisi muutettava eri (haitallisten) aineiden pitoisuuksiltaan vedeksi, jossa on vähän (tai ei lainkaan) epäpuhtauksia.
Tätä varten saastunut vesi puristetaan hienojen kalvojen läpi korkeassa paineessa. Poistettavat aineet jäävät sinne kiinni. Kalvohuokosten hienojakoisuudesta riippuen vedessä ei ole enää likaa eikä ei-toivottuja aineita, kuten bakteereja, viruksia, hormoneja, antibiootteja jne.
Jotta juomaveden osmoottinen paine, joka on noin 2 baaria, voitaisiin voittaa, on käytettävä vähintään 50% korkeampaa painetta. Suolapitoisuuden kasvaessa myös osmoottinen paine kasvaa; suolainen vesi vaatii paljon korkeamman paineen: kyllästysajankohtana on käytettävä noin 350 baaria.

Käänteisosmoosijärjestelmät juomaveden tuotantoa varten

Juomaveden saaminen sade-, joki- tai lammikkovedestä oli käänteisosmoositekniikan alkuperäinen idea. Tätä prosessia käyttäviä laitoksia käytetään kriisialueilla, avaruusmatkailussa ja kehitysmaissa.

Koska juomavesi saastuu yhä enemmän erityisesti haitallisista lääkejäämistä, näiden puhdistusprosessien merkitys kasvaa myös yksityisellä sektorilla.

Suodatinteknologian vaatimukset ovat kasvaneet vastaavasti. Kun aiemmin oli tarpeen poistaa vain > 10 µm:n likapartikkelit, nykyään on täytettävä paljon vaikeampia tehtäviä.
Suodattimet, jotka pidättävät esimerkiksi arseenia, lyijyä, kadmiumia, natriumia, sulfaattia, kalsiumia, magnesiumia, fosfaatteja, klorideja, fluorideja, nitraatteja, nitriittiä, radioaktiivisia aineita, bakteereja, viruksia, dioksiineja, orgaanisia aineita, klooria, torjunta-aineita, hyönteismyrkkyjä ja lääkejäämiä, toimivat huokosten leveydellä, joka on vain 0,02 µm. Vertailun vuoksi: hieno hius on 0,02 ... 0,04 mm:n kokoinen, eli se on 1 000 kertaa paksumpi. Bakteerit ovat 0,1 ... 700 µm ja virukset 0,015 ... 0,44 µm.

Käänteisosmoosijärjestelmien suodatuskapasiteetti ilmoitetaan GPD:nä (gallonaa päivässä). 100 GPD vastaa 380 litraa erittäin puhdasta vettä päivässä.

Kaupallisesti saatavilla olevat järjestelmät tuottavat yleensä 1 500-2 250 litraa päivässä (400 ... 600 GPD) tai noin 1,1 ... 1,5 litraa/minuutti ja maksaa noin euroa. 7-vaiheinen suodatinrakenne 300 .. 400 euroa, mukaan lukien vaihtosuodatinsarja.

Hygienianäkökohdat

Koska vain alle 0,02 µm:n kokoiset virukset läpäisevät hienoimman suodattimen, voidaan olettaa, että hygienia ei aiheuta huolta.

Loma-aikoina, kun vettä ei oteta, suodattimiin voi asettua bakteereja. Niillä ei kuitenkaan olisi mitään mahdollisuuksia päästä 0,02 µm:n suodattimen läpi. Lisäksi automaattiset huuhteluvälien avulla varmistetaan, että tällaiset pesäkkeet estetään.

99,99%:n steriiliys taataan jatkokäytössä olevilla UV-sterilointijärjestelmillä. Vesi virtaa kvartsilasisylinteriä pitkin, jonka sisälle on asennettu UV-lamppu. UV-valo tappaa bakteerit ja virukset ja estää levien muodostumisen.

Kanssa 16W UV-lamppu 130,-, Euro on noin 4 000 J/m:n IRAY-annos.³ voidaan toteuttaa - käytännössä kymmenkertaisesti vakiosuositukseen verrattuna.

Kloori ja kloramiinit hajoavat riittävällä UV-C-annoksella. Tarvittavan annoksen saavuttamiseksi puhdistettavan veden on kuitenkin kuljettava hitaasti(!) UV-C-selkeyttimen läpi.

Ihannetapauksessa - jokapäiväisessä kotikäytössä - järjestelmää olisi käytettävä annostelujärjestelmän kautta, jossa virtausnopeus on pieni (noin 1 litra minuutissa). Tällöin vesi otetaan vesijohtoverkosta ja täytetään annostelupumpun kautta UV-C-selkeyttimen kautta hygieeniseen juomavesisäiliöön (tilavuus noin 30 litraa tai päivittäiseen juomaveden kulutukseen mukautettuna).
Erittäin hitaan virtausnopeuden ansiosta tuloksena syntyvä vesi ei sisällä klooria eikä bakteereita.

Jätevesi

Koska puhtaan osmoosiveden käsittelyssä syntyy myös saastunutta jätevettä, tehollinen vedenkulutus kasvaa noin 100% tai enemmän.

Edellä mainitussa 7-vaiheisessa järjestelmässä 1 litra jätevedestä saadaan 1 litra osmoosivettä.

Käänteisosmoosijärjestelmää asennettaessa tarvitaan aina jätevesiputki. Tämä jätevesi voidaan tarvittaessa johtaa myös säiliöön, josta WC:n huuhtelu syötetään, jos taloon on asennettu kaksi vesikiertoa.

Jatkuvat kustannukset

Käänteisosmoosijärjestelmää voidaan käyttää ilman sähköä 3 baarin linjapaineella. Jos et kuitenkaan halua luopua automaattisesta huuhtelusta ja UV-hygienia-asemasta, tarvitset 230 V:n liitännän.

A Suodattimen vaihto kuuden kuukauden välein maksaa noin 50 euroa.

UV-C-lamput käyttöikä on 8 000 .... 10 000 tuntia eli noin vuosi, ja niiden hinta on noin 20 euroa.

Näin saadaan yhteensä 12 ... 15 euroa kuukaudessa kiinteitä käyttökustannuksia.

Talous

Jokainen, joka haluaa kiinnittää huomiota taloudellisiin näkökohtiin sekä hygienianäkökohtiin, ei halua, että pesuvesi katoaa viemäriin käyttämättömänä.

On kuitenkin muistettava, että tämä huuhteluvesi sisältää huuhdeltuja "epäpuhtauksia" korkeampina pitoisuuksina kuin normaali vesi, riippumatta sen alkuperästä, eikä sitä siksi pitäisi käyttää hygieniakriittisiin tehtäviin!

Mitään ei kuitenkaan ole sanottavaa sitä vastaan, että esimerkiksi wc:n huuhtelua varten on erillinen vesijohto.