საპირისპირო ოსმოსის მემბრანების ისტორია, როგორ მუშაობენ ისინი და როგორ ავირჩიოთ სწორი.

საპირისპირო ოსმოზი (RO) არის მემბრანის გამოყოფის ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია წყლის მარილის და სხვა გახსნილი ნივთიერებების ამოღება ზეწოლის გამოყენებით. RO ფართოდ გამოიყენებოდა ზღვის წყლის გაუვალობისთვის, მლაშე წყლის გასუფთავებისთვის, სასმელი წყლის გასაწმენდად და ჩამდინარე წყლების ხელახალი გამოყენებისთვის.

ისტორია საპირისპირო ოსმოსის მემბრანის უკან

ოდესმე გიფიქრიათ, როგორ მუშაობს საპირისპირო ოსმოსის მემბრანა? როგორ შეუძლია მას წყლის მარილის და სხვა მინარევების გაფილტვრა, რაც მას უსაფრთხო და სუფთა დასალევად ხდის? ამ საოცარი გამოგონების ისტორია საკმაოდ მომხიბლავია და ის რამდენიმე ცნობისმოყვარე თოლიას მოიცავს.

ყველაფერი 1950-იან წლებში დაიწყო, როდესაც მეცნიერი, სახელად სიდნი ლოები, მუშაობდა კალიფორნიის უნივერსიტეტში, ლოს-ანჯელესში. მას აინტერესებდა ოსმოსის პროცესის შესწავლა, რომელიც არის წყლის ბუნებრივი მოძრაობა ნახევრად გამტარ მემბრანაზე დაბალი ხსნარის კონცენტრაციის რეგიონიდან მაღალი კონცენტრაციის რეგიონში. მას სურდა ეპოვა გზა ამ პროცესის შებრუნებისთვის და წყლის გადატანა ხსნარის მაღალი კონცენტრაციიდან დაბალ კონცენტრაციაზე გარე წნევის გამოყენებით. ეს მას საშუალებას მისცემდა ზღვის წყლის დემარილირებას და ადამიანის მოხმარებისთვის სუფთა წყლის წარმოებას.

თუმცა, მას დიდი გამოწვევა შეექმნა: იპოვა შესაფერისი მემბრანა, რომელიც გაუძლებს მაღალ წნევას და გაუძლებს მარილისა და სხვა დამაბინძურებლების დაბინძურებას. მან სცადა სხვადასხვა მასალები, როგორიცაა ცელულოზის აცეტატი და პოლიეთილენი, მაგრამ არც ერთი მათგანი არ მუშაობდა საკმარისად კარგად. დანებებას აპირებდა, როცა რაღაც უჩვეულო შენიშნა.

ერთ დღეს ის მიდიოდა სანაპიროზე და დაინახა თოლიების ფარა, რომლებიც დაფრინავდნენ ოკეანის თავზე. მან დააკვირდა, რომ ისინი ჩაყვინთავდნენ წყალში, დაიჭერდნენ თევზს და შემდეგ ნაპირზე გაფრინდნენ. მას აინტერესებდა, როგორ შეეძლოთ ზღვის წყლის დალევა ისე, რომ არ დაავადდნენ ან გაუწყლოებინათ. მან გადაწყვიტა შემდგომი გამოკვლევა და აღმოაჩინა, რომ თოლიებს აქვთ სპეციალური ჯირკვალი თვალებთან, რომელსაც მარილის ჯირკვალი ეწოდება. ეს ჯირკვალი გამოყოფს ჭარბ მარილს მათი სისხლიდან, ცხვირის ნესტოებით, მარილიანი ხსნარის სახით. ამ გზით მათ შეუძლიათ შეინარჩუნონ წყლის ბალანსი და თავიდან აიცილონ მარილის მოწამვლა.

მას შემდეგ, RO ტექნოლოგია შევიდა სწრაფი განვითარების პერიოდში და თანდათან გადავიდა კომერციალიზაციისკენ. 1965 წელს აშენდა პირველი კომერციული RO სისტემა კოალინგაში, კალიფორნია, რომელიც აწარმოებდა 5000 გალონ წყალს დღეში. 1967 წელს კადოტმა გამოიგონა თხელი ფენის კომპოზიტური მემბრანა ინტერფეისული პოლიმერიზაციის მეთოდის გამოყენებით, რამაც გააუმჯობესა RO მემბრანების მოქმედება და სტაბილურობა. 1977 წელს FilmTec Corporation-მა დაიწყო მშრალი ტიპის მემბრანული ელემენტების გაყიდვა, რომლებსაც უფრო გრძელი შენახვის დრო და უფრო ადვილი ტრანსპორტირება ჰქონდათ.

დღესდღეობით, RO მემბრანები ხელმისაწვდომია სხვადასხვა ტიპისა და ზომის, რაც დამოკიდებულია საკვების წყლის ხარისხზე და გამოყენების მოთხოვნებზე. ზოგადად რომ ვთქვათ, არსებობს RO მემბრანების ორი ძირითადი ტიპი: სპირალური ჭრილობა და ღრუ ბოჭკოვანი. სპირალური ჭრილობის გარსები დამზადებულია ბრტყელი ფურცლებისაგან, რომლებიც შემოვიდა პერფორირებული მილის გარშემო, რომელიც ქმნის ცილინდრულ ელემენტს. ღრუ ბოჭკოვანი გარსები დამზადებულია თხელი მილებისაგან ღრუ ბირთვებით, რომლებიც ქმნიან შეკვრის ელემენტს. სპირალური ჭრილობის მემბრანები უფრო ხშირად გამოიყენება ზღვის წყლისა და მლაშე წყლების გასალაშებლად, ხოლო ღრუ ბოჭკოვანი მემბრანები უფრო შესაფერისია დაბალი წნევის გამოყენებისთვის, როგორიცაა სასმელი წყლის გაწმენდა.

კონკრეტული აპლიკაციისთვის სწორი RO მემბრანის არჩევისთვის, გასათვალისწინებელია რამდენიმე ფაქტორი, როგორიცაა:

- მარილის უარყოფა: მარილის პროცენტი, რომელიც ამოღებულია მემბრანის მიერ. მარილის უფრო მაღალი უარყოფა ნიშნავს წყლის მაღალ ხარისხს.

- წყლის ნაკადი: წყლის რაოდენობა, რომელიც გადის მემბრანაში ერთეულ ფართობზე და დროზე. უფრო მაღალი წყლის ნაკადი ნიშნავს უფრო მაღალ პროდუქტიულობას და ენერგიის ნაკლებ მოხმარებას.

- დაბინძურების წინააღმდეგობა: მემბრანის უნარი გაუძლოს ორგანული ნივთიერებების, კოლოიდების, მიკროორგანიზმების და მინერალების დაბინძურებას. დაბინძურების მაღალი წინააღმდეგობა ნიშნავს მემბრანის ხანგრძლივ სიცოცხლეს და შენარჩუნების დაბალ ღირებულებას.

- ოპერაციული წნევა: წნევა, რომელიც საჭიროა წყლის მემბრანაში გადაადგილებისთვის. დაბალი ოპერაციული წნევა ნიშნავს ენერგიის დაბალ მოხმარებას და აღჭურვილობის ღირებულებას.

- ოპერაციული pH: pH-ის დიაპაზონი, რომელსაც მემბრანა გაუძლებს დაზიანების გარეშე. უფრო ფართო მოქმედი pH ნიშნავს მეტ მოქნილობას და თავსებადობას სხვადასხვა საკვები წყლის წყაროებთან.

სხვადასხვა RO მემბრანას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული ურთიერთმიმართება ამ ფაქტორებს შორის, ამიტომ მნიშვნელოვანია მათი შესრულების მონაცემების შედარება და ყველაზე შესაფერისი აპლიკაციის კონკრეტული პირობების მიხედვით შერჩევა.