Зваротны осмос (RO) - гэта тэхналогія мембраннага падзелу, якая можа выдаляць соль і іншыя раствораныя рэчывы з вады шляхам прымянення ціску. RO шырока выкарыстоўваецца для апраснення марской вады, саланаватай вады, ачысткі пітной вады і паўторнага выкарыстання сцёкавых вод.
Гісторыя мембраны зваротнага осмасу
Вы калі-небудзь задумваліся, як працуе мембрана зваротнага осмасу? Як ён можа адфільтраваць соль і іншыя прымешкі з вады, каб зрабіць яе бяспечнай і чыстай для піцця? Што ж, гісторыя гэтага дзіўнага вынаходніцтва вельмі захапляльная, і ў ёй удзельнічаюць некалькі цікаўных чаек.
Усё пачалося ў 1950-я гады, калі вучоны па імі Сідні Лёб працаваў у Каліфарнійскім універсітэце ў Лос-Анджэлесе. Ён быў зацікаўлены ў вывучэнні працэсу осмасу, які з'яўляецца натуральным рухам вады праз паўпранікальную мембрану з вобласці нізкай канцэнтрацыі растворанага рэчыва ў вобласць высокай канцэнтрацыі растворанага рэчыва. Ён хацеў знайсці спосаб павярнуць назад гэты працэс і прымусіць ваду рухацца ад высокай канцэнтрацыі растворанага рэчыва да нізкай, выкарыстоўваючы знешні ціск. Гэта дазволіць яму апрасняць марскую ваду і вырабляць прэсную ваду для спажывання чалавекам.
Аднак ён сутыкнуўся з сур'ёзнай праблемай: знайсці прыдатную мембрану, якая магла б вытрымаць высокі ціск і супрацьстаяць забруджванню соллю і іншымі забруджваннямі. Ён спрабаваў розныя матэрыялы, такія як ацэтат цэлюлозы і поліэтылен, але ні адзін з іх не працаваў дастаткова добра. Ён ужо хацеў здацца, як заўважыў нешта дзіўнае.
Аднойчы ён ішоў па беразе і ўбачыў, як над акіянам ляціць зграя чаек. Ён заўважыў, што яны ныраюць у ваду, ловяць рыбу, а потым ляцяць назад на бераг. Ён задаўся пытаннем, як яны могуць піць марскую ваду, не хварэючы і не абязводжваючы. Ён вырашыў правесці далейшае даследаванне і выявіў, што ў чаек каля вачэй ёсць спецыяльная залоза, якая называецца салянай. Гэтая жалеза вылучае лішак солі з іх крыві праз ноздры ў выглядзе салёнага раствора. Такім чынам, яны могуць падтрымліваць водны баланс і пазбегнуць атручвання соллю.
З тых часоў тэхналогія RO ўвайшла ў перыяд хуткага развіцця і паступова рухалася да камерцыялізацыі. У 1965 годзе першая камерцыйная сістэма RO была пабудавана ў Каалінга, Каліфорнія, вырабляючы 5000 галонаў вады ў дзень. У 1967 годзе Cadotte вынайшаў тонкаплёнкавую кампазітную мембрану з выкарыстаннем метаду межфазной полімерызацыі, які палепшыў прадукцыйнасць і стабільнасць RO мембран. У 1977 годзе карпарацыя FilmTec пачала прадаваць мембранныя элементы сухога тыпу, якія мелі большы час захоўвання і прасцейшую транспарціроўку.
У цяперашні час RO мембраны даступныя ў розных тыпах і памерах, у залежнасці ад якасці падачы вады і патрабаванняў прымянення. Наогул кажучы, існуе два асноўных тыпу RO-мембран: спіральна-накручаныя і полыя валакна. Спіральныя мембраны вырабляюцца з плоскіх лістоў, згорнутых вакол перфараванай трубы, утвараючы цыліндрычны элемент. Половолоконные мембраны вырабляюцца з тонкіх трубак з полымі стрыжнямі, якія ўтвараюць пучковый элемент. Спіральныя мембраны часцей выкарыстоўваюцца для апраснення марской і саланаватай вады, у той час як мембраны з полых валокнаў больш падыходзяць для прымянення пры нізкім ціску, такіх як ачыстка пітной вады.
Каб выбраць правільную RO мембрану для канкрэтнага прымянення, варта ўлічваць некалькі фактараў, такіх як:
- Адрыньванне солі: працэнт солі, які выдаляецца мембранай. Больш высокая адмова ад солі азначае больш высокую якасць вады.
- Паток вады: колькасць вады, якая праходзіць праз мембрану на адзінку плошчы і часу. Больш высокі паток вады азначае большую прадукцыйнасць і меншае спажыванне энергіі.
- Устойлівасць да абрастання: здольнасць мембраны супрацьстаяць забруджванню арганічнымі рэчывамі, калоідамі, мікраарганізмамі і мінераламі, якія адкладаюцца. Больш высокая ўстойлівасць да забруджвання азначае больш працяглы тэрмін службы мембраны і меншыя выдаткі на абслугоўванне.
- Працоўны ціск: ціск, неабходны для прагону вады праз мембрану. Больш нізкі працоўны ціск азначае меншае спажыванне энергіі і кошт абсталявання.
- Працоўны pH: Дыяпазон pH, які мембрана можа пераносіць без пашкоджанняў. Больш шырокі працоўны pH азначае большую гнуткасць і сумяшчальнасць з рознымі крыніцамі сілкуючай вады.
Розныя RO мембраны могуць мець розныя кампрамісы паміж гэтымі фактарамі, таму важна параўнаць іх характарыстыкі і выбраць найбольш прыдатную ў адпаведнасці з канкрэтнымі ўмовамі прымянення.
Час публікацыі: 2 лістапада 2023 г