Հակադարձ օսմոզը (RO) մեմբրանի բաժանման տեխնոլոգիա է, որը ճնշում գործադրելով կարող է ջրից հեռացնել աղը և այլ լուծված նյութերը: RO-ն լայնորեն օգտագործվում է ծովի ջրի աղազերծման, աղի ջրի աղազերծման, խմելու ջրի մաքրման և կեղտաջրերի վերաօգտագործման համար:
Պատմություն հակադարձ օսմոսի մեմբրանի հետևում
Երբևէ մտածե՞լ եք, թե ինչպես է աշխատում հակադարձ osmosis թաղանթը: Ինչպե՞ս կարող է այն զտել ջրից աղը և այլ կեղտերը՝ դարձնելով այն անվտանգ և մաքուր խմելու համար: Դե, այս զարմանալի գյուտի հիմքում ընկած պատմությունը բավականին հետաքրքրաշարժ է, և այն ներառում է մի քանի հետաքրքրասեր ճայեր:
Ամեն ինչ սկսվեց 1950-ականներին, երբ Սիդնի Լոեբ անունով մի գիտնական աշխատում էր Լոս Անջելեսի Կալիֆորնիայի համալսարանում։ Նա հետաքրքրված էր օսմոսի գործընթացի ուսումնասիրությամբ, որը ջրի բնական շարժումն է կիսաթափանցիկ մեմբրանի միջով լուծված նյութերի ցածր կոնցենտրացիայի շրջանից դեպի բարձր լուծվող նյութերի տարածք: Նա ցանկանում էր գտնել այս գործընթացը հակադարձելու միջոց և ստիպել ջուրը տեղափոխել լուծված նյութի բարձր կոնցենտրացիայից դեպի ցածր լուծված պարունակություն՝ օգտագործելով արտաքին ճնշում: Դա նրան թույլ կտա աղազերծել ծովի ջուրը և արտադրել քաղցրահամ ջուր՝ մարդու սպառման համար:
Այնուամենայնիվ, նա բախվեց մեծ մարտահրավերի. գտնել համապատասխան թաղանթ, որը կարող է դիմակայել բարձր ճնշմանը և դիմակայել աղի և այլ աղտոտիչների աղտոտմանը: Նա փորձեց տարբեր նյութեր, ինչպիսիք են ցելյուլոզացետատը և պոլիէթիլենը, բայց դրանցից ոչ մեկը բավական լավ չաշխատեց: Նա պատրաստվում էր հանձնվել, երբ ինչ-որ տարօրինակ բան նկատեց։
Մի օր նա քայլում էր ծովափով և տեսավ ճայերի երամ, որը թռչում էր օվկիանոսի վրայով։ Նա նկատեց, որ նրանք սուզվում էին ջրի մեջ, մի քանի ձուկ բռնում, իսկ հետո նորից թռչում դեպի ափ։ Նա մտածում էր, թե ինչպես կարող են ծովի ջուր խմել առանց հիվանդանալու կամ ջրազրկվելու։ Նա որոշեց հետագա հետաքննել, և նա հայտնաբերեց, որ ճայերն իրենց աչքերի մոտ հատուկ գեղձ ունեն, որը կոչվում է աղի գեղձ: Այս գեղձը նրանց արյունից ավելորդ աղ է արտազատում քթանցքների միջոցով՝ աղի լուծույթի տեսքով։ Այս կերպ նրանք կարող են պահպանել ջրի հավասարակշռությունը և խուսափել աղի թունավորումից:
Այդ ժամանակից ի վեր RO տեխնոլոգիան թեւակոխել է զարգացման արագ շրջան և աստիճանաբար շարժվել դեպի առևտրայնացում: 1965 թվականին Կալիֆորնիայի Քոալինգա քաղաքում կառուցվեց առաջին առևտրային RO համակարգը, որն օրական արտադրում էր 5000 գալոն ջուր: 1967 թվականին Կադոտը հայտնագործեց բարակ թաղանթով կոմպոզիտային թաղանթը՝ օգտագործելով միջերեսային պոլիմերացման մեթոդը, որը բարելավեց RO մեմբրանների աշխատանքը և կայունությունը։ 1977 թվականին FilmTec Corporation-ը սկսեց վաճառել չոր տեսակի թաղանթային տարրեր, որոնք ունեին ավելի երկար պահեստավորման ժամանակ և ավելի հեշտ տեղափոխում:
Ներկայումս RO մեմբրանները հասանելի են տարբեր տեսակների և չափերի՝ կախված կերային ջրի որակից և կիրառման պահանջներից: Ընդհանուր առմամբ, կան RO թաղանթների երկու հիմնական տեսակ՝ պարուրաձև վերք և խոռոչ մանրաթել: Պարուրաձև թաղանթները պատրաստված են հարթ թիթեղներից, որոնք պտտվում են ծակ խողովակի շուրջ՝ ձևավորելով գլանաձև տարր: Սնամեջ մանրաթելային թաղանթները պատրաստված են բարակ խողովակներից՝ խոռոչ միջուկներով՝ կազմելով կապոցային տարր։ Պարուրաձև թաղանթները ավելի հաճախ օգտագործվում են ծովի և աղի ջրի աղազերծման համար, մինչդեռ խոռոչ-մանրաթելային թաղանթները ավելի հարմար են ցածր ճնշման օգտագործման համար, ինչպիսիք են խմելու ջրի մաքրումը:
Հատուկ կիրառման համար ճիշտ RO թաղանթ ընտրելու համար պետք է հաշվի առնել մի քանի գործոններ, ինչպիսիք են.
- Աղի մերժում. աղի տոկոսը, որը հեռացվում է թաղանթից: Աղի ավելի բարձր մերժումը նշանակում է ջրի բարձր որակ:
- Ջրի հոսք. ջրի քանակությունը, որն անցնում է թաղանթով մեկ միավորի տարածքի և ժամանակի համար: Ավելի բարձր ջրի հոսքը նշանակում է ավելի բարձր արտադրողականություն և ավելի ցածր էներգիայի սպառում:
- Կեղտոտման դիմադրություն. թաղանթի կարողությունը դիմակայելու օրգանական նյութերի, կոլոիդների, միկրոօրգանիզմների և խտացող հանքանյութերի աղտոտմանը: Ավելի բարձր աղտոտման դիմադրություն նշանակում է մեմբրանի ավելի երկար կյանք և սպասարկման ավելի ցածր ծախսեր:
- Գործող ճնշում. ճնշումը, որն անհրաժեշտ է ջուրը մեմբրանի միջով քշելու համար: Ավելի ցածր աշխատանքային ճնշում նշանակում է էներգիայի սպառման և սարքավորումների ավելի ցածր ծախս:
- Գործող pH. pH-ի շրջանակը, որը թաղանթը կարող է հանդուրժել առանց վնասելու: Ավելի լայն գործառնական pH նշանակում է ավելի ճկունություն և համատեղելիություն տարբեր կերային ջրի աղբյուրների հետ:
Տարբեր RO մեմբրաններ կարող են ունենալ տարբեր փոխզիջումներ այս գործոնների միջև, ուստի կարևոր է համեմատել դրանց կատարողականի տվյալները և ընտրել ամենահարմարը՝ կիրառման հատուկ պայմաններին համապատասխան:
Հրապարակման ժամանակը՝ նոյ-02-2023