Omgekeerde osmose (RO) is een membraanscheidingstechnologie die zout en andere opgeloste stoffen uit water kan verwijderen door druk uit te oefenen. RO wordt op grote schaal gebruikt voor de ontzilting van zeewater, ontzilting van brak water, drinkwaterzuivering en hergebruik van afvalwater.
Het verhaal achter het omgekeerde osmosemembraan
Heeft u zich ooit afgevraagd hoe een membraan voor omgekeerde osmose werkt? Hoe kan het zout en andere onzuiverheden uit water filteren, waardoor het veilig en schoon is om te drinken? Welnu, het verhaal achter deze verbazingwekkende uitvinding is behoorlijk fascinerend, en er zijn een aantal nieuwsgierige meeuwen bij betrokken.
Het begon allemaal in de jaren vijftig, toen een wetenschapper genaamd Sidney Loeb werkte aan de Universiteit van Californië, Los Angeles. Hij was geïnteresseerd in het bestuderen van het proces van osmose, de natuurlijke beweging van water over een semi-permeabel membraan van een gebied met een lage concentratie opgeloste stoffen naar een gebied met een hoge concentratie opgeloste stoffen. Hij wilde een manier vinden om dit proces om te keren en water van een hoge concentratie opgeloste stoffen naar een lage concentratie opgeloste stoffen te laten bewegen, met behulp van externe druk. Hierdoor zou hij zeewater kunnen ontzilten en zoet water voor menselijke consumptie kunnen produceren.
Hij stond echter voor een grote uitdaging: het vinden van een geschikt membraan dat bestand was tegen de hoge druk en bestand was tegen vervuiling door zout en andere verontreinigingen. Hij probeerde verschillende materialen, zoals celluloseacetaat en polyethyleen, maar geen enkele werkte goed genoeg. Hij stond op het punt het op te geven, toen hij iets vreemds opmerkte.
Op een dag liep hij langs het strand en zag hij een zwerm meeuwen over de oceaan vliegen. Hij zag dat ze het water in doken, wat vis vingen en dan terug naar de kust vlogen. Hij vroeg zich af hoe ze zeewater konden drinken zonder ziek te worden of uit te drogen. Hij besloot verder onderzoek te doen en ontdekte dat meeuwen een speciale klier bij hun ogen hebben, de zoutklier. Deze klier scheidt overtollig zout uit hun bloed, via hun neusgaten, in de vorm van een zoute oplossing. Zo kunnen ze hun waterbalans op peil houden en zoutvergiftiging voorkomen.
Sindsdien is de RO-technologie een snelle ontwikkelingsperiode ingegaan en geleidelijk in de richting van commercialisering gegaan. In 1965 werd het eerste commerciële RO-systeem gebouwd in Coalinga, Californië, dat 5000 liter water per dag produceerde. In 1967 vond Cadotte het dunnefilmcomposietmembraan uit met behulp van de grensvlakpolymerisatiemethode, die de prestaties en stabiliteit van RO-membranen verbeterde. In 1977 begon FilmTec Corporation met de verkoop van droge membraanelementen, die een langere opslagtijd en gemakkelijker transport hadden.
Tegenwoordig zijn RO-membranen verkrijgbaar in verschillende soorten en maten, afhankelijk van de voedingswaterkwaliteit en toepassingseisen. Over het algemeen zijn er twee hoofdtypen RO-membranen: spiraalgewonden en holle vezels. Spiraalgewonden membranen zijn gemaakt van vlakke platen die rond een geperforeerde buis zijn gerold en zo een cilindrisch element vormen. Hollevezelmembranen zijn gemaakt van dunne buizen met holle kernen, die een bundelelement vormen. Spiraalgewonden membranen worden vaker gebruikt voor de ontzilting van zeewater en brak water, terwijl holle vezelmembranen geschikter zijn voor lagedruktoepassingen zoals drinkwaterzuivering.
Om het juiste RO-membraan voor een specifieke toepassing te kiezen, moeten verschillende factoren in overweging worden genomen, zoals:
- Zoutafstoting: Het percentage zout dat door het membraan wordt verwijderd. Een hogere zoutafstoting betekent een hogere waterkwaliteit.
- Waterflux: de hoeveelheid water die per oppervlakte-eenheid en tijd door het membraan stroomt. Een hogere waterstroom betekent een hogere productiviteit en een lager energieverbruik.
- Bestand tegen vervuiling: het vermogen van het membraan om vervuiling door organisch materiaal, colloïden, micro-organismen en kalkmineralen te weerstaan. Een hogere vervuilingsweerstand betekent een langere levensduur van het membraan en lagere onderhoudskosten.
- Bedrijfsdruk: De druk die nodig is om het water door het membraan te drijven. Een lagere werkdruk betekent een lager energieverbruik en lagere apparatuurkosten.
- Bedrijfs-pH: het pH-bereik dat het membraan zonder schade kan verdragen. Een bredere pH betekent meer flexibiliteit en compatibiliteit met verschillende voedingswaterbronnen.
Verschillende RO-membranen kunnen verschillende afwegingen tussen deze factoren hebben, dus het is belangrijk om hun prestatiegegevens te vergelijken en de meest geschikte te selecteren op basis van de specifieke toepassingsomstandigheden.
Posttijd: 02-nov-2023