Conas a Bhaineann Scannán RO Diúltú Salainn 99.9% amach?

Feidhmíonn scannán osmóis droim ar ais (scannán RO) ar phrionsabal lárnach an phróisis osmóiseach nádúrtha a chomhrac. Seo anailís dhomhain ar a mheicníocht oibre:

An chomparáid fhisiciúil idir Osmosis Nádúrtha agus Osmosis Droim ar Ais

Is éard is feiniméan osmóis nádúrtha ann ná nuair a bhíonn difríocht tiúchana ar an dá thaobh de scannán leath-thréscaoilteach (amhail uisce úr agus uisce salann), sreabhann móilíní uisce go spontáineach ón taobh íseal tiúchana go dtí an taobh ard tiúchana go dtí go mbeidh na tiúchain ar an dá thaobh cothrom. Ag an bpointe seo, is é an brú osmóiseach an brú a ghintear ag an difríocht airde ar dhromchla an leachta.

Is é brú osmóiseach π tuaslagáin chaolaithe: π = iCRT (áit a seasann i do líon na n-ian a ghintear trí leictrealú na móilíní tuaslagáin; seasann C do thiúchan mólar an tuaslagáin; seasann R do tairiseach mólar an gháis; seasann T don teocht absalóideach.)
Mar shampla, tá brú osmóiseach uisce na farraige chomh hard le 28 bar, rud a éilíonn brú níos mó chun sreabhadh an uisce a aisiompú.

Is éard atá i gceist le "Frithshreabhadh Ardbhrú" d'Osmóis Droim ar ais ná brú a chur i bhfeidhm ar an taobh salainn (>brú osmóiseach) a chuireann iallach ar mhóilíní uisce sreabhadh ar ais, rud a bhaintear amach imirce grádán tiúchana droim ar ais ó "uisce salainn → uisce íon".

Le linn osmóis droim ar ais, is é ráta osmóiseach an tuaslagóra, i.e., fuinneamh sreafa an leachta N: N=Kh(Δp－Δπ) (áit a seasann Kh don chomhéifeacht tréscaoilteachta hiodrálaigh, a mhéadaíonn beagán de réir teochta; seasann Δp don difríocht brú statach trasna an scannáin; seasann Δπ don difríocht brú osmóiseach trasna an scannáin).

Ag an bpointe seo: Ar thaobh an uisce íon: Na móilíní uisce a théann tríd a bhailiú (tréscaoileann), Ar thaobh an uisce tiubhaithe: Salann, miotail throma, agus eisíontais eile a choinneáil (tiúchan).

Beachtas Foircneach Struchtúr Scannáin

Struchtúr ceapaire:

Ciseal tacaíochta: Fabraic neamhfhite (tiús ≈ 120 μm) - an "fráma cruach" a sheasann brú ard.

Ciseal scagach: Ábhar polasulfóin (méid na bpoll 0.01-0.1 μm) - an "chéad líne chosanta" a chuireann bac ar láib, gaineamh agus meirg.

Ciseal gníomhach: Scannán polaimíde (tiús ≈ 200 nm) - an fíor-"réiteoir móilíneach", le méid póire de 0.1-1 nm amháin (≈ dhá oiread méid na móilíní uisce).

Sonraí comparáide:

Trastomhas an víris (0.02-0.3 μm) > Méid póir an scannáin 3000 uair.

Méid baictéar (0.5-5 μm) > Méid póir an scannáin 5000 uair.

Teoiric mhúnla clasaiceach

• Múnla Réitigh-Scaipthe

Toimhde Chroí: Is struchtúr aonchineálach gan phiocháin an scannán, agus aistrítear an tuaslagán agus an tuaslagán trí thuaslagadh isteach san ábhar scannáin agus trí idirleathadh.

Próiseas Tarchuir:

Tuaslagadh: Adsorbaíonn móilíní uisce agus tuaslagáin ar dhromchla an scannáin agus tuaslagann siad isteach san ábhar scannáin;
Idirleathadh: Faoi fhórsa tiomána an ghrádáin phoitéinsil cheimicigh (difríocht brú), is fearr móilíní uisce a idirleathadh tríd an membrane;

Dí-ionsú: Scaoiltear é mar uisce íon ar an taobh eile den membrane.

Slonn matamaiticiúil: Sreabhadh uisce Jw = A(ΔP − Dp), áit a seasann A don chomhéifeacht tréscaoilteachta membrane, DIs é P an brú feidhmeach, agus Dp Is é an difríocht brú osmóiseach é.

• Samhail Sreafa Ribeadáin-Adsorbúcháin Fabhrach

Bonn toimhde: Tá bealaí nanoscála ar dhromchla an scannáin, a ionsúlann móilíní uisce go roghnach chun sraith aonfhoirmeach d'"uisce ceangailte" a fhoirmiú, agus déantar tuaslagáin a dhíbirt.

Sásra tarchuir:

Adsú roghnach: Adsúlann dromchla an scannáin móilíní uisce go roghnach trí naisc hidrigine (m.sh., ocsaigin charbónail in aicéatáit ceallalóis);

Iompar cainéil: Faoi bhrú ard, téann uisce ceangailte trí na cainéil trí "léim nasc hidrigine," agus coinnítear tuaslagáin mar gheall ar eisiamh méide.

Feidhmíocht:

Ráta diúltaithe salainn: 98%-99.9% (TDS

Ráta bainte miotail throma: >99.9% (luaidhe, arsanaic, srl.).

Príomhfhachtóirí tionchair

Brú Oibriúcháin
Ní mór brú osmóiseach an tuaslagáin a bheith níos airde ná mar atá sé, 60-80 bar de ghnáth le haghaidh feidhmeanna tionsclaíocha (díshalannú), agus 2-4 bar le haghaidh úsáide tí.

Teocht: 5-45 ℃ (is cúis le teocht ard dífhoirmiú póir an scannáin)

Raon pH: 4-11 (membrane polaimíde), 5-6 (membrane aicéatáit ceallalóis).

Cineál truailleán

Scálú neamhorgánach (m.sh., CaCO₃): Éilíonn glanadh le haigéad citreach ag pH=2

Éilliú bitheolaíoch (m.sh., scannáin bhaictéaracha): Cóireáilte le sláintitheoir DBNPA.

Cásanna Iarratais agus Roghnú Cineál Scannáin

Díshalannú uisce farraige Scannán ilchodach polaimíde (TFC) Friotaíocht ardbhrú (＞60 bar), ráta díshalannaithe 99%

Íonú uisce baile Scannán ilchodach bíseach Oibriú ísealbhrú (2-4 bar), coigilt fuinnimh 30%.

Uisce íon tionsclaíoch (sceallóga leictreonacha) Scannán ilchodach brú thar a bheith íseal Friotaíocht uisce táirge 18 MΩ·cm.