Omvendt osmose (RO) er en membranseparasjonsteknologi som kan fjerne salt og andre oppløste stoffer fra vann ved å påføre trykk. RO har blitt mye brukt til avsalting av sjøvann, avsalting av brakkvann, rensing av drikkevann og gjenbruk av avløpsvann.
Historien bak omvendt osmosemembran
Har du noen gang lurt på hvordan en omvendt osmosemembran fungerer? Hvordan kan den filtrere ut salt og andre urenheter fra vann, slik at det blir trygt og rent å drikke? Vel, historien bak denne fantastiske oppfinnelsen er ganske fascinerende, og den involverer noen nysgjerrige måker.
Det hele startet på 1950-tallet, da en forsker ved navn Sidney Loeb jobbet ved University of California, Los Angeles. Han var interessert i å studere osmoseprosessen, som er den naturlige bevegelsen av vann over en semipermeabel membran fra et område med lav konsentrasjon av løsemidler til et område med høy konsentrasjon av løsemidler. Han ønsket å finne en måte å reversere denne prosessen på, og få vann til å bevege seg fra en høy konsentrasjon av løsemidler til en lav konsentrasjon av løsemidler, ved hjelp av eksternt trykk. Dette ville tillate ham å avsalte sjøvann og produsere ferskvann til menneskelig konsum.
Han sto imidlertid overfor en stor utfordring: å finne en passende membran som kunne tåle det høye trykket og motstå tilsmussing fra salt og andre forurensninger. Han prøvde forskjellige materialer, som celluloseacetat og polyetylen, men ingen av dem fungerte godt nok. Han var i ferd med å gi opp da han la merke til noe merkelig.
En dag gikk han langs stranden og så en flokk måker fly over havet. Han observerte at de stupte ned i vannet, fanget litt fisk og deretter fløy tilbake til kysten. Han lurte på hvordan de kunne drikke sjøvann uten å bli syke eller dehydrerte. Han bestemte seg for å undersøke nærmere, og han oppdaget at måker har en spesiell kjertel i nærheten av øynene, kalt saltkjertelen. Denne kjertelen skiller ut overflødig salt fra blodet, gjennom neseborene, i form av en saltløsning. På denne måten kan de opprettholde vannbalansen og unngå saltforgiftning.
Siden den gang har RO-teknologien gått inn i en rask utviklingsperiode og gradvis beveget seg mot kommersialisering. I 1965 ble det første kommersielle RO-systemet bygget i Coalinga, California, og produserte 5000 gallon vann per dag. I 1967 oppfant Cadotte tynnfilmskomposittmembranen ved hjelp av grenseflatepolymerisasjonsmetoden, noe som forbedret ytelsen og stabiliteten til RO-membraner. I 1977 begynte FilmTec Corporation å selge tørrtypemembranelementer, som hadde lengre lagringstid og enklere transport.
I dag er RO-membraner tilgjengelige i forskjellige typer og størrelser, avhengig av kvaliteten på matevannet og brukskravene. Generelt sett finnes det to hovedtyper RO-membraner: spiralviklede og hulfibermembraner. Spiralviklede membraner er laget av flate ark rullet rundt et perforert rør, som danner et sylindrisk element. Hulfibermembraner er laget av tynne rør med hule kjerner, som danner et buntelement. Spiralviklede membraner brukes oftere til avsalting av sjøvann og brakkvann, mens hulfibermembraner er mer egnet for lavtrykksapplikasjoner som rensing av drikkevann.
For å velge riktig RO-membran for en spesifikk applikasjon, bør flere faktorer vurderes, for eksempel:
- Saltavvisning: Prosentandelen salt som fjernes av membranen. Høyere saltavvisning betyr høyere vannkvalitet.
- Vannstrøm: Mengden vann som passerer gjennom membranen per arealenhet og tidsenhet. Høyere vannstrøm betyr høyere produktivitet og lavere energiforbruk.
- Motstand mot tilsmussing: Membranens evne til å motstå tilsmussing fra organisk materiale, kolloider, mikroorganismer og avskallingsmineraler. Høyere motstand mot tilsmussing betyr lengre levetid for membranen og lavere vedlikeholdskostnader.
- Driftstrykk: Trykket som kreves for å drive vannet gjennom membranen. Lavere driftstrykk betyr lavere energiforbruk og utstyrskostnader.
- Drifts-pH: pH-området som membranen kan tolerere uten å bli skadet. Bredere drifts-pH betyr mer fleksibilitet og kompatibilitet med ulike vannkilder.
Ulike RO-membraner kan ha forskjellige avveininger mellom disse faktorene, så det er viktig å sammenligne ytelsesdataene deres og velge den mest passende i henhold til de spesifikke bruksforholdene.
Publisert: 02. november 2023