Обратната осмоза (RO) е технология за мембранно разделяне, която може да премахне солта и други разтворени вещества от водата чрез прилагане на налягане. RO се използва широко за обезсоляване на морска вода, обезсоляване на солена вода, пречистване на питейна вода и повторно използване на отпадъчни води.
Историята зад мембраната за обратна осмоза
Чудили ли сте се някога как работи мембраната за обратна осмоза? Как може да филтрира солта и други примеси от водата, правейки я безопасна и чиста за пиене? Е, историята зад това невероятно изобретение е доста завладяваща и включва някои любопитни чайки.
Всичко започва през 50-те години на миналия век, когато учен на име Сидни Льоб работи в Калифорнийския университет в Лос Анджелис. Той се интересуваше от изучаването на процеса на осмоза, което е естественото движение на водата през полупропусклива мембрана от област с ниска концентрация на разтворено вещество към област с висока концентрация на разтворено вещество. Той искаше да намери начин да обърне този процес и да накара водата да премине от висока концентрация на разтворено вещество към ниска концентрация на разтворено вещество, използвайки външно налягане. Това би му позволило да обезсолява морската вода и да произвежда прясна вода за консумация от човека.
Той обаче се изправи пред голямо предизвикателство: намирането на подходяща мембрана, която да издържи на високото налягане и да устои на замърсяване от сол и други замърсители. Той опита различни материали, като целулозен ацетат и полиетилен, но никой от тях не работи достатъчно добре. Тъкмо се канеше да се откаже, когато забеляза нещо странно.
Един ден той се разхождал по плажа и видял ято чайки да летят над океана. Той забеляза, че те ще се гмурнат във водата, ще хванат риба и след това ще отлетят обратно към брега. Той се чудеше как могат да пият морска вода, без да се разболеят или дехидратират. Той реши да проучи по-нататък и откри, че чайките имат специална жлеза близо до очите си, наречена солна жлеза. Тази жлеза отделя излишната сол от кръвта им през ноздрите им под формата на солен разтвор. По този начин те могат да поддържат водния си баланс и да избегнат отравяне със сол.
Оттогава RO технологията навлезе в период на бързо развитие и постепенно се насочи към комерсиализация. През 1965 г. първата комерсиална RO система е построена в Коалинга, Калифорния, произвеждайки 5000 галона вода на ден. През 1967 г. Cadotte изобретява тънкослойната композитна мембрана, използвайки метод на междинна полимеризация, който подобрява производителността и стабилността на RO мембраните. През 1977 г. FilmTec Corporation започва да продава сухи мембранни елементи, които имат по-дълго време за съхранение и по-лесно транспортиране.
Днес RO мембраните се предлагат в различни видове и размери, в зависимост от качеството на захранващата вода и изискванията за приложение. Най-общо казано, има два основни вида RO мембрани: спирално навити и кухи влакна. Спирално навитите мембрани са направени от плоски листове, навити около перфорирана тръба, образувайки цилиндричен елемент. Мембраните от кухи влакна са направени от тънки тръби с кухи сърцевини, образуващи снопов елемент. Спирално навитите мембрани се използват по-често за обезсоляване на морска и солена вода, докато мембраните с кухи влакна са по-подходящи за приложения с ниско налягане, като например пречистване на питейна вода.
За да изберете правилната RO мембрана за конкретно приложение, трябва да се вземат предвид няколко фактора, като например:
- Отхвърляне на сол: Процентът сол, който се отстранява от мембраната. По-високото отхвърляне на сол означава по-високо качество на водата.
- Воден поток: Количеството вода, което преминава през мембраната за единица площ и време. По-високият воден поток означава по-висока производителност и по-ниска консумация на енергия.
- Устойчивост на замърсяване: Способността на мембраната да устои на замърсяване от органична материя, колоиди, микроорганизми и минерали от котлен камък. По-високата устойчивост на замърсяване означава по-дълъг живот на мембраната и по-ниски разходи за поддръжка.
- Работно налягане: Налягането, необходимо за преминаване на водата през мембраната. По-ниското работно налягане означава по-ниска консумация на енергия и цена на оборудването.
- Работно pH: Диапазонът на pH, който мембраната може да понесе без увреждане. По-широкото работно pH означава повече гъвкавост и съвместимост с различни източници на захранваща вода.
Различните RO мембрани могат да имат различни компромиси между тези фактори, така че е важно да се сравнят техните данни за ефективността и да се избере най-подходящата според конкретните условия на приложение.
Време на публикуване: 02 ноември 2023 г