Pöördosmoos (RO) on membraanide eraldamise tehnoloogia, mis suudab survet rakendades eemaldada veest soola ja muid lahustunud aineid. RO-d on laialdaselt kasutatud merevee magestamise, riimvee magestamise, joogivee puhastamise ja reovee taaskasutamise jaoks.
Lugu pöördosmoosi membraani taga
Kas olete kunagi mõelnud, kuidas pöördosmoosi membraan töötab? Kuidas saab see veest soola ja muid lisandeid välja filtreerida, muutes selle joomiseks ohutuks ja puhtaks? Noh, selle hämmastava leiutise taga on üsna põnev lugu ja see hõlmab uudishimulikke kajakaid.
Kõik sai alguse 1950. aastatel, kui Los Angelese California ülikoolis töötas teadlane nimega Sidney Loeb. Teda huvitas osmoosi protsessi uurimine, mis kujutab endast vee loomulikku liikumist läbi poolläbilaskva membraani madala lahustunud aine kontsentratsiooniga piirkonnast kõrge lahustunud aine kontsentratsiooniga piirkonda. Ta tahtis leida viisi selle protsessi ümberpööramiseks ja panna vesi liikuma kõrge lahustunud aine kontsentratsioonilt madalale, kasutades välist rõhku. See võimaldaks tal magestada merevett ja toota värsket vett inimtoiduks.
Siiski seisis ta silmitsi suure väljakutsega: sobiva membraani leidmine, mis taluks kõrget rõhku ja oleks vastu soola ja muude saasteainetega saastumisele. Ta proovis erinevaid materjale, nagu tselluloosatsetaati ja polüetüleeni, kuid ükski neist ei töötanud piisavalt hästi. Ta oli juba loobumas, kui märkas midagi omapärast.
Ühel päeval kõndis ta mööda randa ja nägi ookeani kohal lendavat kajakaparve. Ta täheldas, et nad sukelduvad vette, püüavad kala ja lendavad siis tagasi kaldale. Ta imestas, kuidas nad saavad merevett juua ilma haigeks jäämata või dehüdratsioonita. Ta otsustas edasi uurida ja avastas, et kajakatel on silmade lähedal spetsiaalne nääre, mida nimetatakse soolanäärmeks. See nääre eritab nende verest üleliigset soola nende ninasõõrmete kaudu soolase lahuse kujul. Nii saavad nad säilitada oma veetasakaalu ja vältida soolamürgitust.
Sellest ajast alates on RO-tehnoloogia jõudnud kiiresse arenguperioodi ja liikunud järk-järgult kommertsialiseerimise suunas. 1965. aastal ehitati Californias Coalingas esimene kaubanduslik RO-süsteem, mis toodab 5000 gallonit vett päevas. 1967. aastal leiutas Cadotte õhukese kilega komposiitmembraani, kasutades pindadevahelise polümerisatsiooni meetodit, mis parandas RO-membraanide jõudlust ja stabiilsust. 1977. aastal hakkas FilmTec Corporation müüma kuiva tüüpi membraanelemente, millel oli pikem säilivusaeg ja lihtsam transport.
Tänapäeval on RO membraane saadaval erinevat tüüpi ja erineva suurusega, olenevalt toitevee kvaliteedist ja kasutusnõuetest. Üldiselt on RO-membraane kahte peamist tüüpi: spiraalkeritud ja õõneskiud. Spiraalselt keritud membraanid on valmistatud tasapinnalistest lehtedest, mis on rullitud ümber perforeeritud toru, moodustades silindrilise elemendi. Õõneskiudmembraanid on valmistatud õhukestest õõnessüdamikega torudest, mis moodustavad kimbuelemendi. Spiraalkeeratud membraane kasutatakse sagedamini mere- ja riimvee magestamise jaoks, samas kui õõneskiudmembraanid sobivad paremini madala rõhuga rakendusteks, näiteks joogivee puhastamiseks.
Konkreetse rakenduse jaoks õige RO-membraani valimiseks tuleks arvesse võtta mitmeid tegureid, näiteks:
- Soola hülgamine: membraani poolt eemaldatava soola protsent. Suurem soola tagasilükkamine tähendab paremat vee kvaliteeti.
- Veevoog: vee kogus, mis läbib membraani pinnaühiku ja aja kohta. Suurem veevool tähendab suuremat tootlikkust ja väiksemat energiatarbimist.
- Saastumiskindlus: membraani võime taluda saastumist orgaanilise aine, kolloidide, mikroorganismide ja katlakivi tekitavate mineraalide poolt. Suurem saastumiskindlus tähendab pikemat membraani eluiga ja madalamaid hoolduskulusid.
- Töörõhk: rõhk, mis on vajalik vee juhtimiseks läbi membraani. Madalam töörõhk tähendab väiksemat energiatarbimist ja seadmete maksumust.
- Töö pH: pH vahemik, mida membraan talub kahjustamata. Laiem töö pH tähendab suuremat paindlikkust ja ühilduvust erinevate toiteveeallikatega.
Erinevatel RO membraanidel võivad nende tegurite vahel olla erinevad kompromissid, mistõttu on oluline võrrelda nende toimivusandmeid ja valida sobivaim vastavalt konkreetsetele kasutustingimustele.
Postitusaeg: nov-02-2023