ആർ‌ഒ മെംബ്രൺ 99.9% ഉപ്പ് നിരസിക്കൽ എങ്ങനെ കൈവരിക്കും?

സ്വാഭാവിക ഓസ്മോട്ടിക് പ്രക്രിയയെ പ്രതിരോധിക്കുക എന്ന കാതലായ തത്വത്തിലാണ് റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് മെംബ്രൺ (RO മെംബ്രൺ) പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. അതിന്റെ പ്രവർത്തന സംവിധാനത്തിന്റെ ആഴത്തിലുള്ള വിശകലനം ഇതാ:

സ്വാഭാവിക ഓസ്മോസിസിന്റെയും റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസിന്റെയും ഭൗതിക താരതമ്യം

ഒരു സെമിപെർമെബിൾ മെംബ്രണിന്റെ ഇരുവശത്തും (ശുദ്ധജലം, ഉപ്പ് വെള്ളം പോലുള്ളവ) സാന്ദ്രത വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, ജല തന്മാത്രകൾ സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ ഭാഗത്ത് നിന്ന് ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഭാഗത്തേക്ക് സ്വയമേവ ഒഴുകി, ഇരുവശത്തുമുള്ള സാന്ദ്രതകൾ സന്തുലിതമാകുന്നതുവരെ ഒഴുകുന്നതാണ് സ്വാഭാവിക ഓസ്മോസിസ് പ്രതിഭാസം. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, ദ്രാവക പ്രതലത്തിന്റെ ഉയര വ്യത്യാസം മൂലമുണ്ടാകുന്ന മർദ്ദമാണ് ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദം.

ഒരു നേർപ്പിച്ച ലായനിയുടെ ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദം π ആണ്: π = iCRT (ഇവിടെ i എന്നത് ലായക തന്മാത്രകളുടെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന അയോണുകളുടെ എണ്ണമാണ്; C എന്നത് ലായകത്തിന്റെ മോളാർ സാന്ദ്രതയാണ്; R എന്നത് മോളാർ വാതക സ്ഥിരാങ്കമാണ്; T എന്നത് കേവല താപനിലയാണ്.)
ഉദാഹരണത്തിന്, സമുദ്രജലത്തിന്റെ ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദം 28 ബാർ വരെ ഉയർന്നതാണ്, ജലപ്രവാഹം തിരിച്ചുവിടാൻ കൂടുതൽ മർദ്ദം ആവശ്യമാണ്.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസിന്റെ "ഉയർന്ന മർദ്ദ കൌണ്ടർ-ഫ്ലോ" ഉപ്പുവെള്ളത്തിന്റെ വശത്ത് (> ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദം) മർദ്ദം ചെലുത്തുന്നതിലൂടെ ജല തന്മാത്രകളെ വിപരീത ദിശയിൽ ഒഴുകാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് "ഉപ്പുവെള്ളം→ശുദ്ധജലം" എന്നതിൽ നിന്ന് വിപരീത സാന്ദ്രത ഗ്രേഡിയന്റ് മൈഗ്രേഷൻ കൈവരിക്കുന്നു.

റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് സമയത്ത്, ലായകത്തിന്റെ ഓസ്മോട്ടിക് നിരക്ക്, അതായത്, ദ്രാവക പ്രവാഹ ഊർജ്ജം N, ആണ്: N=Kh(Δp-Δπ) (ഇവിടെ Kh എന്നത് ഹൈഡ്രോളിക് പെർമിയബിലിറ്റി കോഫിഫിഷ്യന്റ് ആണ്, ഇത് താപനിലയോടൊപ്പം ചെറുതായി വർദ്ധിക്കുന്നു; Δp എന്നത് സ്തരത്തിലുടനീളമുള്ള സ്റ്റാറ്റിക് മർദ്ദ വ്യത്യാസമാണ്; Δπ എന്നത് സ്തരത്തിലുടനീളമുള്ള ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദ വ്യത്യാസമാണ്).

ഈ ഘട്ടത്തിൽ: ശുദ്ധജലത്തിന്റെ ഭാഗത്ത്: കടന്നുപോകുന്ന (വ്യാപിത) ജല തന്മാത്രകൾ ശേഖരിക്കൽ, സാന്ദ്രീകൃത ജലത്തിന്റെ ഭാഗത്ത്: ഉപ്പ്, ഘനലോഹങ്ങൾ, മറ്റ് മാലിന്യങ്ങൾ (സാന്ദ്രീകരിക്കൽ) എന്നിവ നിലനിർത്തൽ.

മെംബ്രൻ ഘടനയുടെ അങ്ങേയറ്റത്തെ കൃത്യത

സാൻഡ്‌വിച്ച് ഘടന:

പിന്തുണ പാളി: നോൺ-നെയ്ത തുണി (കനം ≈ 120 μm) - ഉയർന്ന മർദ്ദത്തെ ചെറുക്കുന്ന "സ്റ്റീൽ ഫ്രെയിം".

സുഷിര പാളി: പോളിസൾഫോൺ പദാർത്ഥം (സുഷിര വലിപ്പം 0.01-0.1 μm) - ചെളി, മണൽ, തുരുമ്പ് എന്നിവയെ തടയുന്ന "പ്രതിരോധത്തിന്റെ ആദ്യ നിര".

സജീവ പാളി: പോളിമൈഡ് ഫിലിം (കനം ≈ 200 nm) - യഥാർത്ഥ "മോളിക്യുലാർ റഫറി", 0.1-1 nm മാത്രം വലിപ്പമുള്ള (ജല തന്മാത്രകളുടെ ഇരട്ടി വലിപ്പം).

താരതമ്യ ഡാറ്റ:

വൈറസിന്റെ വ്യാസം (0.02-0.3 μm) > മെംബ്രൺ സുഷിരത്തിന്റെ വലിപ്പം 3000 മടങ്ങ്.

ബാക്ടീരിയയുടെ വലിപ്പം (0.5-5 μm) > മെംബ്രൺ പോർ വലുപ്പം 5000 മടങ്ങ്.

ക്ലാസിക്കൽ മോഡൽ സിദ്ധാന്തം

• പരിഹാര-വ്യാപന മാതൃക

കോർ അനുമാനം: സ്തര സുഷിരങ്ങളില്ലാത്ത ഒരു ഏകതാന ഘടനയാണ്, കൂടാതെ ലായകവും ലായകവും ലയനത്തിലൂടെ മെംബ്രൻ മെറ്റീരിയലിലേക്കും വ്യാപനത്തിലേക്കും മാറ്റപ്പെടുന്നു.

ട്രാൻസ്മിഷൻ പ്രക്രിയ:

ലയനം: ജല തന്മാത്രകളും ലായകങ്ങളും സ്തര പ്രതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും സ്തര വസ്തുക്കളിൽ ലയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു;
ഡിഫ്യൂഷൻ: കെമിക്കൽ പൊട്ടൻഷ്യൽ ഗ്രേഡിയന്റിന്റെ (മർദ്ദ വ്യത്യാസം) ചാലകശക്തിയിൽ, ജല തന്മാത്രകൾ മെംബ്രണിലൂടെ മുൻഗണനയോടെ വ്യാപിക്കുന്നു;

ഡീസോർപ്ഷൻ: സ്തരത്തിന്റെ മറുവശത്ത് ശുദ്ധജലമായി പുറത്തുവിടുന്നു.

ഗണിതശാസ്ത്ര എക്സ്പ്രഷൻ: വാട്ടർ ഫ്ലക്സ് Jw = A(ΔP - ഡിപി), ഇവിടെ A എന്നത് മെംബ്രൻ പെർമിയബിലിറ്റി കോഫിഫിഷ്യന്റ് ആണ്, കP എന്നത് പ്രയോഗിക്കപ്പെടുന്ന മർദ്ദമാണ്, കൂടാതെ ഡിപി ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദ വ്യത്യാസമാണ്.

• പ്രിഫറൻഷ്യൽ അഡോർപ്ഷൻ-കാപ്പിലറി ഫ്ലോ മോഡൽ

കാതലായ അനുമാനം: സ്തര ഉപരിതലത്തിൽ നാനോസ്കെയിൽ ചാനലുകൾ ഉണ്ട്, അവ ജല തന്മാത്രകളെ മുൻഗണനാപരമായി ആഗിരണം ചെയ്ത് "ബന്ധിത ജലത്തിന്റെ" ഒരു ഏകപാളി രൂപപ്പെടുത്തുന്നു, അതേസമയം ലായകങ്ങൾ പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു.

ട്രാൻസ്മിഷൻ സംവിധാനം:

സെലക്ടീവ് അഡോർപ്ഷൻ: മെംബ്രൺ ഉപരിതലം ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ വഴി ജല തന്മാത്രകളെ തിരഞ്ഞെടുത്ത് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു (ഉദാ: സെല്ലുലോസ് അസറ്റേറ്റിലെ കാർബോണൈൽ ഓക്സിജൻ);

ചാനൽ ഗതാഗതം: ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിൽ, ബന്ധിത ജലം "ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ട് ജമ്പിംഗ്" വഴി ചാനലുകളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു, അതേസമയം വലിപ്പം ഒഴിവാക്കൽ കാരണം ലായകങ്ങൾ നിലനിർത്തുന്നു.

പ്രകടനം:

ഉപ്പ് നിരസിക്കൽ നിരക്ക്: 98%-99.9% (ഉപ്പുനീക്കത്തിന് ശേഷം TDS

ഹെവി മെറ്റൽ നീക്കം ചെയ്യൽ നിരക്ക്: >99.9% (ലെഡ്, ആർസെനിക്, മുതലായവ).

പ്രധാന സ്വാധീന ഘടകങ്ങൾ

പ്രവർത്തന സമ്മർദ്ദം
ലായനിയിലെ ഓസ്മോട്ടിക് മർദ്ദം ആയിരിക്കണം, സാധാരണയായി വ്യാവസായിക ആവശ്യങ്ങൾക്ക് 60-80 ബാർ (ഡീസാലിനേഷൻ), ഗാർഹിക ഉപയോഗത്തിന് 2-4 ബാർ.

താപനില: 5-45℃ (ഉയർന്ന താപനില മെംബ്രൺ സുഷിര രൂപഭേദം വരുത്തുന്നു)

pH പരിധി: 4-11 (പോളിമൈഡ് മെംബ്രൺ), 5-6 (സെല്ലുലോസ് അസറ്റേറ്റ് മെംബ്രൺ).

മലിനീകരണത്തിന്റെ തരം

അജൈവ സ്കെയിലിംഗ് (ഉദാ. CaCO₃): pH=2 ൽ സിട്രിക് ആസിഡ് വൃത്തിയാക്കൽ ആവശ്യമാണ്.

ജൈവ മലിനീകരണം (ഉദാ: ബാക്ടീരിയൽ പാളികൾ): DBNPA സാനിറ്റൈസർ ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിക്കുക.

ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളും മെംബ്രൺ തരം തിരഞ്ഞെടുപ്പും

കടൽവെള്ള ഡീസലൈനേഷൻ പോളിഅമൈഡ് കോമ്പോസിറ്റ് മെംബ്രൺ (TFC) ഉയർന്ന മർദ്ദ പ്രതിരോധം (＞: ＞ മിനിമലിസ്റ്റ് ＞60 ബാർ), 99% ഡീസലൈനേഷൻ നിരക്ക്

വീട്ടിലെ ജലശുദ്ധീകരണം സ്പൈറൽ കോമ്പോസിറ്റ് മെംബ്രൺ ലോ പ്രഷർ ഓപ്പറേഷൻ (2-4 ബാർ), ഊർജ്ജ ലാഭം 30%.

വ്യാവസായിക ശുദ്ധജലം (ഇലക്ട്രോണിക് ചിപ്പുകൾ) അൾട്രാ-ലോ പ്രഷർ കോമ്പോസിറ്റ് മെംബ്രൺ ഉൽപ്പന്നം ജല പ്രതിരോധശേഷി 18 MΩ·cm.