Зваротны осмас (RO) — гэта тэхналогія мембраннага падзелу, якая можа выдаляць соль і іншыя раствораныя рэчывы з вады пад ціскам. RO шырока выкарыстоўваецца для апраснення марской вады, апраснення саланаватай вады, ачысткі пітной вады і паўторнага выкарыстання сцёкавых вод.
Гісторыя мембраны зваротнага осмасу
Ці задумваліся вы калі-небудзь пра тое, як працуе мембрана зваротнага осмасу? Як яна можа фільтраваць соль і іншыя прымешкі з вады, робячы яе бяспечнай і чыстай для піцця? Гісторыя гэтага дзіўнага вынаходніцтва даволі займальная, і ў ёй удзельнічаюць цікаўныя чайкі.
Усё пачалося ў 1950-х гадах, калі навуковец па імені Сідні Лоеб працаваў ва Універсітэце Каліфорніі ў Лос-Анджэлесе. Ён быў зацікаўлены ў вывучэнні працэсу осмасу, які ўяўляе сабой натуральны рух вады праз паўпранікальную мембрану з вобласці з нізкай канцэнтрацыяй раствораных рэчываў у вобласць з высокай канцэнтрацыяй раствораных рэчываў. Ён хацеў знайсці спосаб змяніць гэты працэс і прымусіць ваду рухацца з высокай канцэнтрацыі раствораных рэчываў у нізкую, выкарыстоўваючы знешні ціск. Гэта дазволіла б яму апрасняць марскую ваду і вырабляць прэсную ваду для спажывання чалавекам.
Аднак ён сутыкнуўся з сур'ёзнай праблемай: знайсці падыходную мембрану, якая магла б вытрымліваць высокі ціск і супрацьстаяць забруджванню соллю і іншымі забруджвальнікамі. Ён спрабаваў розныя матэрыялы, такія як ацэтат цэлюлозы і поліэтылен, але ні адзін з іх не спрацаваў дастаткова добра. Ён ужо збіраўся здацца, калі заўважыў нешта дзіўнае.
Аднойчы ён ішоў па пляжы і ўбачыў зграю чаек, якія ляцелі над акіянам. Ён заўважыў, што яны ныралі ў ваду, лавілі рыбу, а потым ляцелі назад да берага. Ён задаваўся пытаннем, як ім удаецца піць марскую ваду, не хварэючы і не абязводжваючыся. Ён вырашыў правесці далейшае даследаванне і выявіў, што ў чаек каля вачэй ёсць спецыяльная залоза, якая называецца саляной залозай. Гэтая залоза вылучае лішак солі з крыві праз ноздры ў выглядзе салёнага раствора. Такім чынам яны могуць падтрымліваць водны баланс і пазбегнуць атручвання соллю.
З таго часу тэхналогія RO ўвайшла ў перыяд хуткага развіцця і паступова рухалася да камерцыялізацыі. У 1965 годзе ў Коалінгэ, штат Каліфорнія, была пабудавана першая камерцыйная сістэма RO, якая вырабляла 5000 галонаў вады ў дзень. У 1967 годзе Кадот вынайшаў тонкаплёнкавую кампазітную мембрану з выкарыстаннем метаду міжфазнай палімерызацыі, што палепшыла прадукцыйнасць і стабільнасць мембран RO. У 1977 годзе карпарацыя FilmTec пачала прадаваць мембранныя элементы сухога тыпу, якія мелі больш працяглы тэрмін захоўвання і лягчэйшую транспарціроўку.
У наш час мембраны RO даступныя ў розных тыпах і памерах у залежнасці ад якасці падачы вады і патрабаванняў да ўжывання. У цэлым існуе два асноўныя тыпы мембран RO: спіральна-навітыя і полавалакністыя. Спіральна-навітыя мембраны вырабляюцца з плоскіх лістоў, згорнутых вакол перфараванай трубкі, утвараючы цыліндрычны элемент. Полавалакністыя мембраны вырабляюцца з тонкіх трубак з полымі стрыжнямі, якія ўтвараюць пучок. Спіральна-навітыя мембраны часцей выкарыстоўваюцца для апраснення марской і саланаватай вады, у той час як полавалакністыя мембраны больш падыходзяць для прымянення пры нізкім ціску, такіх як ачыстка пітной вады.
Каб выбраць правільную мембрану RO для канкрэтнага прымянення, варта ўлічваць некалькі фактараў, такіх як:
- Аддзяленне солі: працэнт солі, які выдаляецца мембранай. Больш высокая ступень аддзялення солі азначае больш высокую якасць вады.
- Паток вады: колькасць вады, якая праходзіць праз мембрану на адзінку плошчы і часу. Большы паток вады азначае больш высокую прадукцыйнасць і меншае спажыванне энергіі.
- Устойлівасць да забруджвання: здольнасць мембраны супраціўляцца забруджванню арганічнымі рэчывамі, калоідамі, мікраарганізмамі і мінеральнымі асадкамі. Больш высокая ўстойлівасць да забруджвання азначае больш працяглы тэрмін службы мембраны і меншыя выдаткі на абслугоўванне.
- Працоўны ціск: ціск, неабходны для прапускання вады праз мембрану. Ніжэйшы працоўны ціск азначае меншае спажыванне энергіі і кошт абсталявання.
- Рабочы pH: дыяпазон pH, які мембрана можа вытрымліваць без пашкоджанняў. Больш шырокі рабочы pH азначае большую гнуткасць і сумяшчальнасць з рознымі крыніцамі пажыўнай вады.
Розныя мембраны RO могуць мець розныя кампрамісы паміж гэтымі фактарамі, таму важна параўнаць іх характарыстыкі і выбраць найбольш прыдатную ў адпаведнасці з канкрэтнымі ўмовамі прымянення.
Час публікацыі: 02 лістапада 2023 г.