Reverzní osmóza (RO) je membránová separační technologie, která dokáže odstranit sůl a další rozpuštěné látky z vody pomocí tlaku. RO se široce používá k odsolování mořské vody, odsolování brakické vody, čištění pitné vody a opětovnému použití odpadních vod.
Příběh o membráně reverzní osmózy
Přemýšleli jste někdy o tom, jak funguje membrána reverzní osmózy? Jak dokáže filtrovat sůl a další nečistoty z vody, aby byla bezpečná a čistá k pití? Příběh tohoto úžasného vynálezu je docela fascinující a týká se zvědavých racků.
Všechno to začalo v 50. letech 20. století, kdy na Kalifornské univerzitě v Los Angeles pracoval vědec jménem Sidney Loeb. Zajímal se o studium procesu osmózy, což je přirozený pohyb vody přes polopropustnou membránu z oblasti s nízkou koncentrací rozpuštěných látek do oblasti s vysokou koncentrací rozpuštěných látek. Chtěl najít způsob, jak tento proces zvrátit a pomocí vnějšího tlaku přesunout vodu z oblasti s vysokou koncentrací rozpuštěných látek do oblasti s nízkou koncentrací. To by mu umožnilo odsolovat mořskou vodu a vyrábět tak sladkou vodu pro lidskou spotřebu.
Čelil však velké výzvě: najít vhodnou membránu, která by odolala vysokému tlaku a znečištění solí a dalšími nečistotami. Vyzkoušel různé materiály, jako je acetát celulózy a polyethylen, ale žádný z nich nefungoval dostatečně dobře. Už se chystal vzdát, když si všiml něčeho zvláštního.
Jednoho dne se procházel po pláži a uviděl hejno racků letících nad oceánem. Všiml si, že se ponoří do vody, chytí pár ryb a pak se vrátí na břeh. Přemýšlel, jak můžou pít mořskou vodu, aniž by onemocněli nebo se dehydratovali. Rozhodl se to prozkoumat dále a zjistil, že rackové mají poblíž očí speciální žlázu zvanou solná žláza. Tato žláza vylučuje přebytečnou sůl z jejich krve nosními dírkami ve formě slaného roztoku. Tímto způsobem si mohou udržet vodní rovnováhu a vyhnout se otravě solí.
Od té doby technologie RO vstoupila do období rychlého vývoje a postupně směřovala ke komercializaci. V roce 1965 byl v Coalinga v Kalifornii postaven první komerční systém RO, který produkoval 5000 galonů vody denně. V roce 1967 Cadotte vynalezl tenkovrstvou kompozitní membránu využívající metodu mezifázové polymerace, která zlepšila výkon a stabilitu membrán RO. V roce 1977 začala společnost FilmTec Corporation prodávat suché membránové prvky, které měly delší dobu skladování a snadnější přepravu.
V dnešní době jsou RO membrány dostupné v různých typech a velikostech v závislosti na kvalitě napájecí vody a požadavcích aplikace. Obecně řečeno, existují dva hlavní typy RO membrán: spirálově vinuté a duté vláknové. Spirálově vinuté membrány jsou vyrobeny z plochých plechů ovinutých kolem perforované trubky, které tvoří válcový prvek. Duté vláknové membrány jsou vyrobeny z tenkých trubek s dutým jádrem, které tvoří svazek. Spirálově vinuté membrány se častěji používají pro odsolování mořské a brakické vody, zatímco duté vláknové membrány jsou vhodnější pro nízkotlaké aplikace, jako je čištění pitné vody.
Pro výběr správné RO membrány pro konkrétní aplikaci je třeba zvážit několik faktorů, jako například:
- Odstranění soli: Procento soli, které membrána odstraní. Vyšší míra odmítnutí soli znamená vyšší kvalitu vody.
- Průtok vody: Množství vody, které projde membránou za jednotku plochy a času. Vyšší průtok vody znamená vyšší produktivitu a nižší spotřebu energie.
- Odolnost proti znečištění: Schopnost membrány odolávat znečištění organickými látkami, koloidy, mikroorganismy a minerály. Vyšší odolnost proti znečištění znamená delší životnost membrány a nižší náklady na údržbu.
- Provozní tlak: Tlak potřebný k protlačení vody membránou. Nižší provozní tlak znamená nižší spotřebu energie a náklady na zařízení.
- Provozní pH: Rozsah pH, který membrána snese bez poškození. Širší provozní pH znamená větší flexibilitu a kompatibilitu s různými zdroji napájecí vody.
Různé RO membrány mohou mít různé kompromisy mezi těmito faktory, proto je důležité porovnat jejich výkonnostní údaje a vybrat tu nejvhodnější podle konkrétních podmínek aplikace.
Čas zveřejnění: 2. listopadu 2023