Osmosis terbalik (RO) ialah teknologi pemisahan membran yang boleh mengeluarkan garam dan bahan terlarut lain daripada air dengan menggunakan tekanan. RO telah digunakan secara meluas untuk penyahgaraman air laut, penyahgaraman air payau, pembersihan air minuman dan penggunaan semula air sisa.
Kisah Di Sebalik Membran Osmosis Songsang
Pernahkah anda terfikir bagaimana membran osmosis songsang berfungsi? Bagaimanakah ia boleh menapis garam dan kekotoran lain daripada air, menjadikannya selamat dan bersih untuk diminum? Nah, kisah di sebalik ciptaan yang menakjubkan ini agak menarik, dan ia melibatkan beberapa burung camar yang ingin tahu.
Semuanya bermula pada tahun 1950-an, apabila seorang saintis bernama Sidney Loeb bekerja di Universiti California, Los Angeles. Beliau berminat untuk mengkaji proses osmosis, iaitu pergerakan semula jadi air merentasi membran separa telap dari kawasan kepekatan zat terlarut rendah ke kawasan kepekatan zat terlarut tinggi. Dia ingin mencari cara untuk membalikkan proses ini, dan membuat air bergerak dari kepekatan terlarut tinggi ke kepekatan terlarut rendah, menggunakan tekanan luar. Ini akan membolehkannya menyahsinasi air laut, dan menghasilkan air tawar untuk kegunaan manusia.
Walau bagaimanapun, dia menghadapi cabaran besar: mencari membran yang sesuai yang boleh menahan tekanan tinggi dan menahan kotoran oleh garam dan bahan cemar lain. Dia mencuba pelbagai bahan, seperti selulosa asetat dan polietilena, tetapi tidak satu pun daripada mereka berfungsi dengan baik. Dia hampir menyerah, apabila dia perasan sesuatu yang aneh.
Pada suatu hari, dia berjalan di sepanjang pantai, dan dia melihat sekumpulan burung camar terbang di atas lautan. Dia memerhatikan bahawa mereka akan menyelam ke dalam air, menangkap ikan, dan kemudian terbang kembali ke pantai. Dia tertanya-tanya bagaimana mereka boleh minum air laut tanpa sakit atau dehidrasi. Dia memutuskan untuk menyiasat lebih lanjut, dan dia mendapati bahawa burung camar mempunyai kelenjar khas berhampiran mata mereka, dipanggil kelenjar garam. Kelenjar ini merembeskan garam berlebihan daripada darah mereka, melalui lubang hidung mereka, dalam bentuk larutan masin. Dengan cara ini, mereka dapat mengekalkan keseimbangan air dan mengelakkan keracunan garam.
Sejak itu, teknologi RO telah memasuki tempoh pembangunan yang pesat dan secara beransur-ansur bergerak ke arah pengkomersilan. Pada tahun 1965, sistem RO komersial pertama telah dibina di Coalinga, California, menghasilkan 5000 gelen air setiap hari. Pada tahun 1967, Cadotte mencipta membran komposit filem nipis menggunakan kaedah pempolimeran antara muka, yang meningkatkan prestasi dan kestabilan membran RO. Pada tahun 1977, FilmTec Corporation mula menjual elemen membran jenis kering, yang mempunyai masa penyimpanan yang lebih lama dan pengangkutan yang lebih mudah.
Pada masa kini, membran RO boleh didapati dalam pelbagai jenis dan saiz, bergantung pada kualiti air suapan dan keperluan aplikasi. Secara umumnya, terdapat dua jenis utama membran RO: luka lingkaran dan gentian berongga. Membran lilitan-luka diperbuat daripada kepingan rata yang digulung di sekeliling tiub berlubang, membentuk unsur silinder. Membran gentian berongga diperbuat daripada tiub nipis dengan teras berongga, membentuk unsur berkas. Membran lilitan-luka lebih biasa digunakan untuk penyahgaraman air laut dan air payau, manakala membran gentian berongga lebih sesuai untuk aplikasi tekanan rendah seperti pembersihan air minuman.
Untuk memilih membran RO yang betul untuk aplikasi tertentu, beberapa faktor harus dipertimbangkan, seperti:
- Penolakan garam: Peratusan garam yang dikeluarkan oleh membran. Penolakan garam yang lebih tinggi bermakna kualiti air yang lebih tinggi.
- Fluks air: Jumlah air yang melalui membran per unit luas dan masa. Fluks air yang lebih tinggi bermakna produktiviti yang lebih tinggi dan penggunaan tenaga yang lebih rendah.
- Rintangan fouling: Keupayaan membran untuk menahan kotoran oleh bahan organik, koloid, mikroorganisma dan mineral bersisik. Rintangan fouling yang lebih tinggi bermakna hayat membran yang lebih lama dan kos penyelenggaraan yang lebih rendah.
- Tekanan operasi: Tekanan yang diperlukan untuk memacu air melalui membran. Tekanan operasi yang lebih rendah bermakna penggunaan tenaga dan kos peralatan yang lebih rendah.
- pH operasi: Julat pH yang boleh diterima oleh membran tanpa kerosakan. pH operasi yang lebih luas bermakna lebih fleksibiliti dan keserasian dengan sumber air suapan yang berbeza.
Membran RO yang berbeza mungkin mempunyai pertukaran yang berbeza antara faktor-faktor ini, jadi adalah penting untuk membandingkan data prestasi mereka dan memilih yang paling sesuai mengikut keadaan aplikasi tertentu.
Masa siaran: Nov-02-2023