Atvirkštinis osmosas (RO) yra membranos atskyrimo technologija, kuri gali pašalinti druską ir kitas ištirpusias medžiagas iš vandens naudojant slėgį. RO buvo plačiai naudojamas jūros vandens gėlinimui, sūraus vandens gėlinimui, geriamojo vandens valymui ir pakartotiniam nuotekų naudojimui.
Istorija už atvirkštinio osmoso membranos
Ar kada susimąstėte, kaip veikia atvirkštinio osmoso membrana? Kaip jis gali išfiltruoti druską ir kitas priemaišas iš vandens, kad būtų saugu ir švaru gerti? Na, o šio nuostabaus išradimo istorija yra gana patraukli ir apima keletą smalsių žuvėdrų.
Viskas prasidėjo šeštajame dešimtmetyje, kai Kalifornijos universitete Los Andžele dirbo mokslininkas, vardu Sidney Loebas. Jis domėjosi osmoso proceso tyrimu, kuris yra natūralus vandens judėjimas per pusiau pralaidžią membraną iš mažos tirpių medžiagų koncentracijos regiono į didelės tirpių medžiagų koncentracijos regioną. Jis norėjo rasti būdą, kaip pakeisti šį procesą ir priversti vandenį iš didelės tirpių medžiagų koncentracijos pereiti prie mažos tirpių medžiagų koncentracijos, naudojant išorinį slėgį. Tai leistų jam gėlinti jūros vandenį ir gaminti gėlą vandenį žmonėms vartoti.
Tačiau jis susidūrė su dideliu iššūkiu: rasti tinkamą membraną, kuri galėtų atlaikyti aukštą slėgį ir apsisaugoti nuo užteršimo druska ir kitais teršalais. Jis bandė įvairias medžiagas, tokias kaip celiuliozės acetatas ir polietilenas, tačiau nė viena iš jų nepasiteisino. Jis jau ruošėsi pasiduoti, kai pastebėjo kažką savito.
Vieną dieną jis vaikščiojo paplūdimiu ir pamatė virš vandenyno skrendantį žuvėdrų pulką. Jis pastebėjo, kad jie nertų į vandenį, sugautų žuvies ir tada išskristų į krantą. Jis stebėjosi, kaip jie gali gerti jūros vandenį nesusirgdami ar neišsausėję. Jis nusprendė tirti toliau ir išsiaiškino, kad žuvėdros prie akių turi specialią liauką, vadinamą druskos liauka. Ši liauka iš jų kraujo per šnerves išskiria druskos perteklių sūraus tirpalo pavidalu. Taip jie gali išlaikyti vandens balansą ir išvengti apsinuodijimo druska.
Nuo tada RO technologija pradėjo sparčiai vystytis ir palaipsniui judėjo komercializavimo link. 1965 m. Koalingoje, Kalifornijoje, buvo pastatyta pirmoji komercinė RO sistema, gaminanti 5000 galonų vandens per dieną. 1967 m. Cadotte'as išrado plonasluoksnę kompozitinę membraną, naudodamas paviršinės polimerizacijos metodą, kuris pagerino RO membranų veikimą ir stabilumą. 1977 m. „FilmTec Corporation“ pradėjo prekiauti sauso tipo membraniniais elementais, kurie turėjo ilgesnį laikymo laiką ir lengvesnį transportavimą.
Šiuo metu RO membranos yra įvairių tipų ir dydžių, priklausomai nuo tiekiamo vandens kokybės ir naudojimo reikalavimų. Paprastai tariant, yra du pagrindiniai RO membranų tipai: spiralės ir tuščiavidurio pluošto. Spiralinės membranos yra pagamintos iš plokščių lakštų, susuktų aplink perforuotą vamzdelį, suformuojant cilindrinį elementą. Tuščiavidurio pluošto membranos yra pagamintos iš plonų vamzdelių su tuščiaviduriais šerdimis, sudarančiomis ryšulio elementą. Spiralinės membranos dažniau naudojamos jūros ir sūroko vandens gėlinimui, o tuščiavidurio pluošto membranos labiau tinka žemo slėgio darbams, pavyzdžiui, geriamojo vandens valymui.
Norint pasirinkti tinkamą RO membraną konkrečiam pritaikymui, reikia atsižvelgti į keletą veiksnių, tokių kaip:
- Druskos atmetimas: druskos, kurią pašalina membrana, procentas. Didesnis druskos atmetimas reiškia geresnę vandens kokybę.
- Vandens srautas: vandens kiekis, praeinantis per membraną per ploto ir laiko vienetą. Didesnis vandens srautas reiškia didesnį našumą ir mažesnes energijos sąnaudas.
- Atsparumas užsiteršimui: membranos gebėjimas atsispirti organinių medžiagų, koloidų, mikroorganizmų ir pleiskanojančių mineralų užteršimui. Didesnis atsparumas užsiteršimui reiškia ilgesnį membranos tarnavimo laiką ir mažesnes priežiūros išlaidas.
- Darbinis slėgis: slėgis, reikalingas vandeniui varyti per membraną. Mažesnis darbinis slėgis reiškia mažesnes energijos sąnaudas ir įrangos sąnaudas.
- Darbinis pH: pH diapazonas, kurį membrana gali toleruoti nepažeisdama. Platesnis darbinis pH reiškia daugiau lankstumo ir suderinamumo su skirtingais vandens tiekimo šaltiniais.
Skirtingos RO membranos gali turėti skirtingus kompromisus tarp šių veiksnių, todėl svarbu palyginti jų veikimo duomenis ir pasirinkti tinkamiausią pagal konkrečias naudojimo sąlygas.
Paskelbimo laikas: 2023-11-02