Reverzná osmóza (RO) je membránová separačná technológia, ktorá dokáže odstrániť soľ a iné rozpustené látky z vody pôsobením tlaku. RO sa široko používa na odsoľovanie morskej vody, odsoľovanie brakickej vody, čistenie pitnej vody a opätovné použitie odpadových vôd.
Príbeh za membránou reverznej osmózy
Zamysleli ste sa niekedy nad tým, ako funguje membrána s reverznou osmózou? Ako dokáže odfiltrovať soľ a iné nečistoty z vody, aby bola bezpečná a čistá na pitie? No, príbeh tohto úžasného vynálezu je celkom fascinujúci a zahŕňa niekoľko zvedavých čajok.
Všetko sa to začalo v 50. rokoch minulého storočia, keď vedec menom Sidney Loeb pôsobil na Kalifornskej univerzite v Los Angeles. Zaujímal sa o štúdium procesu osmózy, čo je prirodzený pohyb vody cez polopriepustnú membránu z oblasti s nízkou koncentráciou rozpustenej látky do oblasti s vysokou koncentráciou rozpustenej látky. Chcel nájsť spôsob, ako zvrátiť tento proces a prinútiť vodu, aby sa presunula z vysokej koncentrácie rozpustenej látky na nízku koncentráciu rozpustenej látky pomocou vonkajšieho tlaku. To by mu umožnilo odsoľovať morskú vodu a vyrábať sladkú vodu na ľudskú spotrebu.
Čelil však veľkej výzve: nájsť vhodnú membránu, ktorá by odolala vysokému tlaku a odolala znečisteniu soľou a inými nečistotami. Skúšal rôzne materiály, ako je acetát celulózy a polyetylén, ale žiadny z nich nefungoval dostatočne dobre. Už to chcel vzdať, keď si všimol niečo zvláštne.
Jedného dňa sa prechádzal po pláži a uvidel kŕdeľ čajok letieť nad oceánom. Všimol si, že sa ponoria do vody, chytia nejaké ryby a potom letia späť na breh. Zaujímalo ho, ako môžu piť morskú vodu bez toho, aby ochoreli alebo dehydrovali. Rozhodol sa ďalej skúmať a zistil, že čajky majú v blízkosti očí špeciálnu žľazu, ktorá sa nazýva soľná žľaza. Táto žľaza vylučuje prebytočnú soľ z krvi cez ich nosné dierky vo forme slaného roztoku. Týmto spôsobom si môžu udržať vodnú rovnováhu a vyhnúť sa otrave soľou.
Odvtedy technológia RO vstúpila do obdobia rýchleho rozvoja a postupne smerovala ku komercializácii. V roku 1965 bol v Coalinga v Kalifornii postavený prvý komerčný RO systém, ktorý produkoval 5000 galónov vody denne. V roku 1967 Cadotte vynašiel tenkovrstvovú kompozitnú membránu pomocou metódy medzifázovej polymerizácie, ktorá zlepšila výkon a stabilitu RO membrán. V roku 1977 začala spoločnosť FilmTec Corporation predávať suché membránové prvky, ktoré mali dlhší čas skladovania a jednoduchšiu prepravu.
V súčasnosti sú RO membrány dostupné v rôznych typoch a veľkostiach v závislosti od kvality napájacej vody a požiadaviek aplikácie. Vo všeobecnosti existujú dva hlavné typy membrán RO: špirálovito vinuté a duté vlákna. Špirálovo vinuté membrány sú vyrobené z plochých plechov zvinutých okolo perforovanej rúrky, ktoré tvoria valcový prvok. Membrány z dutých vlákien sú vyrobené z tenkých rúrok s dutými jadrami, ktoré tvoria zväzok. Špirálovo vinuté membrány sa častejšie používajú na odsoľovanie morskej a brakickej vody, zatiaľ čo membrány z dutých vlákien sú vhodnejšie pre nízkotlakové aplikácie, ako je čistenie pitnej vody.
Pri výbere správnej RO membrány pre konkrétnu aplikáciu je potrebné zvážiť niekoľko faktorov, ako napríklad:
- Odmietanie soli: Percento soli, ktoré je odstránené membránou. Vyššie odmietnutie soli znamená vyššiu kvalitu vody.
- Tok vody: Množstvo vody, ktoré prejde membránou za jednotku plochy a času. Vyšší prietok vody znamená vyššiu produktivitu a nižšiu spotrebu energie.
- Odolnosť voči znečisteniu: Schopnosť membrány odolávať znečisteniu organickou hmotou, koloidmi, mikroorganizmami a usadzovaním minerálov. Vyššia odolnosť voči znečisteniu znamená dlhšiu životnosť membrány a nižšie náklady na údržbu.
- Prevádzkový tlak: Tlak potrebný na pretlačenie vody cez membránu. Nižší prevádzkový tlak znamená nižšiu spotrebu energie a náklady na zariadenie.
- Prevádzkové pH: Rozsah pH, ktorý membrána znesie bez poškodenia. Širšie prevádzkové pH znamená väčšiu flexibilitu a kompatibilitu s rôznymi zdrojmi napájacej vody.
Rôzne RO membrány môžu mať rôzne kompromisy medzi týmito faktormi, preto je dôležité porovnať ich výkonové údaje a vybrať tú najvhodnejšiu podľa konkrétnych podmienok aplikácie.
Čas uverejnenia: 2. novembra 2023