Ինչպես է գործում հակադարձ օսմոսը. Ջրի մաքրում առաջադեմ ֆիլտրացիայի միջոցով
- Օսմոս ընդդեմ հակադարձ օսմոսի
- Բնական օսմոս. Բնության մեջ ջուրը կիսաթափանցիկ թաղանթի միջով անցնում է լուծված նյութի ցածր կոնցենտրացիայի շրջանից դեպի լուծված նյութի բարձր կոնցենտրացիա՝ երկու կողմերը հավասարակշռելու համար (Նկ. 1ա): Այս պասիվ գործընթացը էներգիա չի պահանջում:
(Տեսողական ակնարկ. Երկու բաժանմունք, որոնք բաժանված են թաղանթով. ջուրը հոսում է դեպի ավելի աղի կողմը):
- Հակադարձ օսմոս. RO-ն հակադարձում է այս հոսքը: Բնական օսմոտիկ ճնշումից մեծ ճնշում կիրառելով՝ ջուրը բարձր կոնցենտրացիայի (աղտոտված) կողմից մղվում է ցածր կոնցենտրացիայի (մաքուր) կողմ՝ թողնելով խառնուրդներ (Նկ. 1բ):
(Տեսողական ակնարկ. Աղի կողմին ճնշում է կիրառվում. ջրի մոլեկուլները սեղմվում են թաղանթի միջով, մինչդեռ աղերը/աղտոտիչները խցանվում են):
- RO-ի սիրտը. կիսաթափանցիկ թաղանթը
RO թաղանթը խիտ, բազմաշերտ պոլիմեր է (հաճախ պոլիամիդ)՝ մանրադիտակային ծակոտիներով (~0.0001 միկրոն): Այս ծակոտիները բավականաչափ փոքր են՝ հետևյալը փակելու համար.
- Լուծված աղեր (օրինակ՝ Na⁺, Cl⁻)
- Ծանր մետաղներ (օրինակ՝ կապար, մկնդեղ)
- Բակտերիաներ, վիրուսներ և օրգանական մոլեկուլներ
Մեմբրանային կառուցվածքը.
- Աջակցող շերտ՝ ապահովում է մեխանիկական ամրություն։
- Ծակոտկեն շերտ։ Թույլ է տալիս ջրի անցումը։
- Ակտիվ շերտ՝ ուլտրաբարակ պոլիամիդային թերթիկ՝ նանո չափի ծակոտիներով՝ ընտրողական ֆիլտրացիայի համար։
- Ինչպես են հեռացվում աղտոտիչները
- Չափի բացառում. Ավելի մեծ մոլեկուլները (օրինակ՝ աղեր, օրգանական նյութեր) չեն կարող անցնել փոքրիկ ծակոտիներով։
- Լիցքի վանում. թաղանթի մակերեսը էլեկտրականորեն լիցքավորված է, վանելով նմանատիպ լիցքեր ունեցող իոնները։
- Դիֆուզիոն դիմադրություն. Աղտոտիչները կլանվում են և հեռացվում որպես կեղտաջրեր:
- RO-ի կիրառությունները
- Աղազրկում. ծովի ջուրը քաղցրահամ ջրի վերածելը։
- Խմելու ջրի համակարգեր. կենցաղային ծորակներից աղտոտիչների հեռացում:
- Արդյունաբերություններ՝ դեղագործություն, սննդի/խմիչքների արտադրություն և կեղտաջրերի մաքրում:
- Մարտահրավերներ
- Էներգիայի սպառում. Բարձր ճնշման պահանջները մեծացնում են էներգիայի օգտագործումը։
- Մեմբրանային աղտոտում. մասնիկները կարող են խցանել ծակոտիները, ինչը պահանջում է կանոնավոր սպասարկում:
Եզրակացություն
Հակադարձ օսմոսը օգտագործում է առաջադեմ նյութագիտությունը և ֆիզիկան՝ մաքուր ջուր ապահովելու համար: Հասկանալով օսմոտիկ սկզբունքները և թաղանթային նախագծումը, մենք կարող ենք օպտիմալացնել RO համակարգերը կայուն ապագայի համար: