Reverzna osmoza ili RO je a filtracija metoda koja se koristi za uklanjanje iona i molekula iz otopine primjenom pritiska na otopinu s jedne strane polupropusne ili selektivne membrane. Velike molekule (otopljene) ne mogu prijeći membranu, pa ostaju na jednoj strani. Voda (otapalo) može prijeći membranu. Rezultat toga je da molekule topljenih tvari postaju koncentriranije na jednoj strani membrane, dok suprotna strana postaje razrijeđenija.
Kako djeluje reverzna osmoza
Da bismo razumjeli reverznu osmozu, pomaže prvo razumjeti kako se masa prenosi difuzijom i redovitom osmozom. Difuzija je pokret molekula iz regije više koncentracija u područje niže koncentracije. Osmoza poseban je slučaj difuzije u kojem su molekule vode, a gradijent koncentracije javlja se preko polupropusne membrane. Polutropropusna membrana omogućuje prolazak vode, ali nema pojma (npr. Na+, Ca2+, Cl-) ili veće molekule (npr. glukoza, urea, bakterije). Difuzija i osmoza su termodinamički povoljni i nastavit će se dok se ne postigne ravnoteža. Osmoza se može usporiti, zaustaviti ili čak poništiti ako se na 'koncentriranu' stranu membrane vrši dovoljno pritiska na membranu.
Reverzna osmoza nastaje kada se voda pomiče kroz membranu nasuprot gradijentu koncentracije, od niže koncentracije do veće koncentracije. Za ilustraciju, zamislite polupropusnu membranu sa slatkom vodom s jedne strane i koncentriranom vodenom otopinom s druge strane. Ako se dogodi normalna osmoza, slatka voda će prijeći membranu kako bi razrijedila koncentriranu otopinu. Kod reverzne osmoze, koncentriranom otopinom se vrši pritisak na stranu da bi se molekule vode kroz membranu prisilile na stranu slatke vode.
Postoje različite veličine pora membrane koje se koriste za reverznu osmozu. Dok mala veličina pora čini bolji posao filtracije, potrebno je duže kretanje vode. To je nalik na način da pokušavate sipati vodu kroz cjedilo (velike rupe ili pore) u usporedbi s pokušajem da ga natočite kroz papirni ručnik (manje rupe). Međutim, reverzna osmoza se razlikuje od jednostavne membranske filtracije jer uključuje difuziju i na nju utječu brzina protoka i pritisak.
Upotreba reverzne osmoze
Obrnuta osmoza često se koristi u komercijalnoj i stambenoj filtraciji vode. To je ujedno i jedna od metoda koja se koristi za uklanjanje soli s morskom vodom. Reverzna osmoza ne samo da smanjuje sol, već također može filtrirati metale, organska onečišćenja i patogene. Ponekad se reverzna osmoza koristi za pročišćavanje tekućina u kojima je voda nepoželjna nečistoća. Na primjer, reverzna osmoza može se koristiti za pročišćavanje etanola ili zrnca alkohola da se poveća njegov dokaz.
Povijest reverzne osmoze
Reverzna osmoza nije nova tehnika pročišćavanja. Prve primjere osmoze kroz polupropusne membrane opisao je Jean-Antoine Nollet 1748. godine. Premda je postupak poznat u laboratorijima, on se do 1950. godine koristio za desalinizaciju morske vode na Kalifornijskom sveučilištu u Los Angelesu. Više je istraživača rafiniralo metode upotrebe reverzne osmoze za pročišćavanje vode, ali proces je bio tako spor da u komercijalnoj mjeri nije bio praktičan. Novi polimeri dopušteni su za proizvodnju učinkovitijih membrana. Početkom 21. stoljeća postrojenja za desalinizaciju postala su sposobna za desalinizaciju vode brzinom od 15 milijuna litara dnevno, s oko 15 000 postrojenja u pogonu ili planiranju.