Öfug osmósa (RO) er himnuaðskilnaðartækni sem getur fjarlægt salt og önnur uppleyst efni úr vatni með því að beita þrýstingi. RO hefur verið mikið notað til afsaltar sjávar, afsaltar brakvatns, hreinsunar drykkjarvatns og endurnýtingar skólps.
Sagan á bak við öfuga osmósuhimnuna
Hefur þú einhvern tíma velt því fyrir þér hvernig öfug himna virkar? Hvernig getur hún síað út salt og önnur óhreinindi úr vatni og gert það öruggt og hreint til drykkjar? Sagan á bak við þessa ótrúlegu uppfinningu er nokkuð heillandi og fjallar um nokkra forvitna máva.
Þetta byrjaði allt á sjötta áratug síðustu aldar þegar vísindamaður að nafni Sidney Loeb starfaði við Háskólann í Kaliforníu í Los Angeles. Hann hafði áhuga á að rannsaka osmósuferlið, sem er náttúruleg hreyfing vatns yfir hálfgegndræpa himnu frá svæði með lágan styrk uppleystra efna yfir í svæði með háan styrk uppleystra efna. Hann vildi finna leið til að snúa þessu ferli við og láta vatn færast úr háum styrk uppleystra efna yfir í lágan styrk uppleystra efna með því að nota ytri þrýsting. Þetta myndi gera honum kleift að afsalta sjó og framleiða ferskt vatn til manneldis.
Hins vegar stóð hann frammi fyrir mikilli áskorun: að finna hentuga himnu sem gæti þolað mikinn þrýsting og varist mengun af völdum salts og annarra mengunarefna. Hann prófaði ýmis efni, eins og sellulósaasetat og pólýetýlen, en ekkert þeirra virkaði nógu vel. Hann var rétt að gefast upp þegar hann tók eftir einhverju undarlegu.
Dag einn var hann að ganga meðfram ströndinni og sá hóp af mávum fljúga yfir hafið. Hann tók eftir því að þeir köfuðu sér í vatnið, veiddu fisk og flugu síðan aftur að ströndinni. Hann velti fyrir sér hvernig þeir gætu drukkið sjó án þess að veikjast eða ofþornast. Hann ákvað að rannsaka málið nánar og uppgötvaði að mávar hafa sérstakan kirtil nálægt augunum, sem kallast saltkirtill. Þessi kirtill seytir umfram salti úr blóðinu, í gegnum nasirnar, í formi saltlausnar. Þannig geta þeir viðhaldið vatnsjafnvægi sínu og forðast salt-eitrun.
Síðan þá hefur RO-tækni farið í hraða þróun og smám saman færst í átt að markaðssetningu. Árið 1965 var fyrsta RO-kerfið í atvinnuskyni smíðað í Coalinga í Kaliforníu, sem framleiddi 5000 gallona af vatni á dag. Árið 1967 fann Cadotte upp þunnfilmu-samsetta himnu með því að nota millifletisfjölliðunaraðferð, sem bætti afköst og stöðugleika RO-himna. Árið 1977 hóf FilmTec Corporation að selja þurrar himnueiningar, sem höfðu lengri geymslutíma og auðveldari flutning.
Nú til dags eru RO-himnur fáanlegar í ýmsum gerðum og stærðum, allt eftir gæðum fóðrunarvatnsins og notkunarkröfum. Almennt séð eru tvær megingerðir af RO-himnum: spíralvafðar himnur og holþráðarhimnur. Spíralvafðar himnur eru gerðar úr flötum plötum sem eru rúllaðar utan um gatað rör og mynda sívalningslaga frumefni. Holþráðarhimnur eru gerðar úr þunnum rörum með holum kjarna sem mynda knippi. Spíralvafðar himnur eru algengari til afsaltar sjávar og brakvatns, en holþráðarhimnur henta betur fyrir lágþrýstingsnotkun eins og hreinsun drykkjarvatns.
Til að velja rétta RO-himnu fyrir tiltekið forrit þarf að hafa nokkra þætti í huga, svo sem:
- Salthreinsun: Hlutfall salts sem himnan fjarlægir. Meiri salthreinsun þýðir betri vatnsgæði.
- Vatnsflæði: Magn vatns sem fer í gegnum himnuna á hverja flatarmálseiningu og tíma. Meira vatnsflæði þýðir meiri framleiðni og minni orkunotkun.
- Óhreinindi: Hæfni himnunnar til að standast óhreinindi frá lífrænum efnum, kolloíðum, örverum og steinefnum sem mynda hreiður. Meiri óhreinindi þýða lengri líftíma himnunnar og lægri viðhaldskostnað.
- Rekstrarþrýstingur: Þrýstingurinn sem þarf til að keyra vatnið í gegnum himnuna. Lægri rekstrarþrýstingur þýðir minni orkunotkun og kostnað við búnað.
- RekstrarpH: Það sýrustig sem himnan þolir án þess að skemmast. Breiðara rekstrarpH þýðir meiri sveigjanleika og samhæfni við mismunandi vatnsgjafa.
Mismunandi RO-himnur geta haft mismunandi málamiðlanir milli þessara þátta, þannig að það er mikilvægt að bera saman afköst þeirra og velja þá himnu sem hentar best í samræmi við sérstök notkunarskilyrði.
Birtingartími: 2. nóvember 2023