Osmoza inversă (RO) este o tehnologie de separare cu membrană care poate elimina sarea și alte substanțe dizolvate din apă prin aplicarea presiunii. RO a fost utilizată pe scară largă pentru desalinizarea apei de mare, desalinizarea apei sărate, purificarea apei potabile și reutilizarea apelor uzate.
Povestea din spatele membranei de osmoză inversă
V-ați întrebat vreodată cum funcționează o membrană de osmoză inversă? Cum poate filtra sarea și alte impurități din apă, făcând-o sigură și curată pentru băut? Ei bine, povestea din spatele acestei invenții uimitoare este destul de fascinantă și implică niște pescăruși curioși.
Totul a început în anii 1950, când un om de știință pe nume Sidney Loeb lucra la Universitatea din California, Los Angeles. El era interesat să studieze procesul de osmoză, care este mișcarea naturală a apei printr-o membrană semipermeabilă dintr-o regiune cu concentrație scăzută de solut într-o regiune cu concentrație ridicată de solut. El dorea să găsească o modalitate de a inversa acest proces și de a face apa să se deplaseze de la o concentrație ridicată de solut la una scăzută, folosind presiunea externă. Acest lucru i-ar permite să desalinizeze apa de mare și să producă apă dulce pentru consumul uman.
Totuși, s-a confruntat cu o provocare majoră: găsirea unei membrane adecvate care să reziste la presiunea ridicată și să reziste murdăririi cu sare și alți contaminanți. A încercat diverse materiale, cum ar fi acetatul de celuloză și polietilena, dar niciunul dintre ele nu a funcționat suficient de bine. Era pe punctul de a renunța când a observat ceva ciudat.
Într-o zi, se plimba pe plajă și a văzut un stol de pescăruși zburând deasupra oceanului. A observat că se scufundau în apă, prindeau niște pești și apoi zburau înapoi la țărm. Se întreba cum puteau bea apă de mare fără să se îmbolnăvească sau să se deshidrateze. A decis să investigheze mai departe și a descoperit că pescărușii au o glandă specială lângă ochi, numită glanda salina. Această glandă secretă excesul de sare din sânge, prin nări, sub forma unei soluții sărate. În acest fel, își pot menține echilibrul hidric și pot evita intoxicația cu sare.
De atunci, tehnologia RO a intrat într-o perioadă de dezvoltare rapidă și a evoluat treptat spre comercializare. În 1965, primul sistem comercial RO a fost construit în Coalinga, California, producând 5000 de galoane de apă pe zi. În 1967, Cadotte a inventat membrana compozită cu peliculă subțire folosind metoda polimerizării interfaciale, care a îmbunătățit performanța și stabilitatea membranelor RO. În 1977, FilmTec Corporation a început să vândă elemente de membrană de tip uscat, care aveau un timp de depozitare mai lung și un transport mai ușor.
În zilele noastre, membranele RO sunt disponibile în diverse tipuri și dimensiuni, în funcție de calitatea apei de alimentare și de cerințele aplicației. În general, există două tipuri principale de membrane RO: spiralate și cu fibre tubulare. Membranele spiralate sunt realizate din foi plate rulate în jurul unui tub perforat, formând un element cilindric. Membranele cu fibre tubulare sunt realizate din tuburi subțiri cu miez tubular, formând un element de fascicul. Membranele spiralate sunt mai frecvent utilizate pentru desalinizarea apei de mare și a apei sărate, în timp ce membranele cu fibre tubulare sunt mai potrivite pentru aplicații de joasă presiune, cum ar fi purificarea apei potabile.
Pentru a alege membrana RO potrivită pentru o anumită aplicație, trebuie luați în considerare mai mulți factori, cum ar fi:
- Respingerea sării: Procentul de sare care este eliminat de membrană. O respingere mai mare a sării înseamnă o calitate mai bună a apei.
- Flux de apă: Cantitatea de apă care trece prin membrană pe unitatea de suprafață și timp. Un flux de apă mai mare înseamnă o productivitate mai mare și un consum de energie mai mic.
- Rezistență la murdărire: Capacitatea membranei de a rezista murdăririi cu materie organică, coloizi, microorganisme și minerale de depunere a apei. O rezistență mai mare la murdărire înseamnă o durată de viață mai lungă a membranei și costuri de întreținere mai mici.
- Presiunea de funcționare: Presiunea necesară pentru a face apa să treacă prin membrană. O presiune de funcționare mai mică înseamnă un consum de energie și costuri ale echipamentelor mai mici.
- pH de funcționare: Intervalul de pH pe care membrana îl poate tolera fără deteriorare. Un pH de funcționare mai larg înseamnă mai multă flexibilitate și compatibilitate cu diferite surse de apă de alimentare.
Diferite membrane RO pot avea compromisuri diferite între acești factori, așa că este important să se compare datele lor de performanță și să se selecteze cea mai potrivită în funcție de condițiile specifice de aplicare.
Data publicării: 02 noiembrie 2023