Reversā osmoze (RO) ir membrānas atdalīšanas tehnoloģija, kas var noņemt sāli un citas izšķīdušās vielas no ūdens, izmantojot spiedienu. RO ir plaši izmantots jūras ūdens atsāļošanai, iesāļa ūdens atsāļošanai, dzeramā ūdens attīrīšanai un notekūdeņu atkārtotai izmantošanai.
Stāsts aiz reversās osmozes membrānas
Vai esat kādreiz domājuši, kā darbojas reversās osmozes membrāna? Kā tas var izfiltrēt sāli un citus piemaisījumus no ūdens, padarot to droši un tīru dzeramu? Stāsts par šo apbrīnojamo izgudrojumu ir diezgan aizraujošs, un tajā ir iesaistītas dažas ziņkārīgas kaijas.
Viss sākās 1950. gados, kad Kalifornijas Universitātē Losandželosā strādāja zinātnieks vārdā Sidnijs Lēbs. Viņš bija ieinteresēts pētīt osmozes procesu, kas ir dabiska ūdens kustība pa daļēji caurlaidīgu membrānu no zemas izšķīdušās vielas koncentrācijas reģiona uz reģionu ar augstu izšķīdušo koncentrāciju. Viņš vēlējās atrast veidu, kā mainīt šo procesu un likt ūdenim pārvietoties no augstas izšķīdušās vielas koncentrācijas uz zemu, izmantojot ārēju spiedienu. Tas ļautu viņam atsāļot jūras ūdeni un ražot saldūdeni lietošanai pārtikā.
Tomēr viņš saskārās ar lielu izaicinājumu: atrast piemērotu membrānu, kas varētu izturēt augstu spiedienu un pretoties piesārņojumam ar sāli un citiem piesārņotājiem. Viņš izmēģināja dažādus materiālus, piemēram, celulozes acetātu un polietilēnu, taču neviens no tiem nedarbojās pietiekami labi. Viņš jau grasījās padoties, kad pamanīja kaut ko savdabīgu.
Kādu dienu viņš pastaigājās pa pludmali un ieraudzīja kaiju baru, kas lidoja pāri okeānam. Viņš novēroja, ka viņi ienirt ūdenī, noķers zivis un pēc tam lidos atpakaļ uz krastu. Viņš prātoja, kā viņi var dzert jūras ūdeni, nesaslimstot vai nesaslimstot. Viņš nolēma turpināt izmeklēšanu un atklāja, ka kaiju tuvumā acu tuvumā ir īpašs dziedzeris, ko sauc par sāls dziedzeri. Šis dziedzeris izdala lieko sāli no viņu asinīm caur nāsīm sāļa šķīduma veidā. Tādā veidā viņi var saglabāt ūdens bilanci un izvairīties no saindēšanās ar sāli.
Kopš tā laika RO tehnoloģija ir iegājusi straujā attīstības periodā un pakāpeniski virzījusies uz komercializāciju. 1965. gadā Koalingā, Kalifornijā, tika uzbūvēta pirmā komerciālā RO sistēma, kas dienā saražoja 5000 galonu ūdens. 1967. gadā Cadotte izgudroja plānslāņa kompozītmateriālu membrānu, izmantojot saskarnes polimerizācijas metodi, kas uzlaboja RO membrānu veiktspēju un stabilitāti. 1977. gadā FilmTec Corporation sāka tirgot sausā tipa membrānas elementus, kuriem bija ilgāks uzglabāšanas laiks un vieglāka transportēšana.
Mūsdienās RO membrānas ir pieejamas dažādos veidos un izmēros atkarībā no barības ūdens kvalitātes un lietošanas prasībām. Vispārīgi runājot, ir divi galvenie RO membrānu veidi: spirālveida un dobās šķiedras. Spirāli uztītās membrānas ir izgatavotas no plakanām loksnēm, kas velmētas ap perforētu cauruli, veidojot cilindrisku elementu. Dobu šķiedru membrānas ir izgatavotas no plānām caurulēm ar dobiem serdeņiem, veidojot saišķa elementu. Spirālveida membrānas biežāk tiek izmantotas jūras ūdens un iesāļa ūdens atsāļošanai, savukārt dobu šķiedru membrānas ir vairāk piemērotas zema spiediena lietojumiem, piemēram, dzeramā ūdens attīrīšanai.
Lai izvēlētos pareizo RO membrānu konkrētam lietojumam, jāņem vērā vairāki faktori, piemēram:
- Sāls atgrūšana: sāls procentuālais daudzums, ko noņem membrāna. Lielāka sāls atgrūšana nozīmē augstāku ūdens kvalitāti.
- Ūdens plūsma: ūdens daudzums, kas iziet cauri membrānai laukuma vienībā un laikā. Lielāka ūdens plūsma nozīmē lielāku produktivitāti un mazāku enerģijas patēriņu.
- Izturība pret piesārņojumu: membrānas spēja pretoties organisko vielu, koloīdu, mikroorganismu un zvīņojošo minerālu piesārņojumam. Lielāka izturība pret piesārņojumu nozīmē ilgāku membrānas kalpošanas laiku un zemākas uzturēšanas izmaksas.
- Darba spiediens: spiediens, kas nepieciešams, lai izvadītu ūdeni caur membrānu. Zemāks darba spiediens nozīmē zemāku enerģijas patēriņu un aprīkojuma izmaksas.
- Darbības pH: pH diapazons, ko membrāna var panest bez bojājumiem. Plašāks darbības pH nozīmē lielāku elastību un savietojamību ar dažādiem barības ūdens avotiem.
Dažādām RO membrānām var būt dažādi kompromisi starp šiem faktoriem, tāpēc ir svarīgi salīdzināt to veiktspējas datus un izvēlēties piemērotāko atbilstoši konkrētajiem lietošanas apstākļiem.
Izlikšanas laiks: Nov-02-2023