Omvänd osmos (RO) är en membranseparationsteknik som kan avlägsna salt och andra lösta ämnen från vatten genom att applicera tryck. RO har använts i stor utsträckning för avsaltning av havsvatten, avsaltning av bräckvatten, rening av dricksvatten och återanvändning av avloppsvatten.
Historien bakom det omvända osmosmembranet
Har du någonsin undrat hur ett omvänd osmos-membran fungerar? Hur kan det filtrera bort salt och andra föroreningar från vatten, vilket gör det säkert och rent att dricka? Tja, historien bakom denna fantastiska uppfinning är ganska fascinerande, och den involverar några nyfikna måsar.
Allt började på 1950-talet, när en vetenskapsman vid namn Sidney Loeb arbetade vid University of California, Los Angeles. Han var intresserad av att studera osmosprocessen, som är den naturliga rörelsen av vatten över ett semipermeabelt membran från ett område med låg koncentration av lösta ämnen till ett område med hög koncentration av lösta ämnen. Han ville hitta ett sätt att vända denna process och få vatten att flytta från en hög koncentration av lösta ämnen till en låg koncentration av lösta ämnen, med hjälp av yttre tryck. Detta skulle göra det möjligt för honom att avsalta havsvatten och producera färskvatten för mänsklig konsumtion.
Men han stod inför en stor utmaning: att hitta ett lämpligt membran som kunde stå emot det höga trycket och motstå nedsmutsning av salt och andra föroreningar. Han provade olika material, som cellulosaacetat och polyeten, men inget av dem fungerade tillräckligt bra. Han höll på att ge upp, när han märkte något märkligt.
En dag gick han längs stranden och såg en flock måsar flyga över havet. Han observerade att de skulle dyka i vattnet, fånga lite fisk och sedan flyga tillbaka till stranden. Han undrade hur de kunde dricka havsvatten utan att bli sjuka eller uttorkade. Han bestämde sig för att undersöka ytterligare, och han upptäckte att måsar har en speciell körtel nära sina ögon, kallad saltkörteln. Denna körtel utsöndrar överskott av salt från deras blod, genom näsborrarna, i form av en saltlösning. På så sätt kan de behålla sin vattenbalans och undvika saltförgiftning.
Sedan dess har RO-teknologin gått in i en snabb utvecklingsperiod och gradvis gått mot kommersialisering. 1965 byggdes det första kommersiella RO-systemet i Coalinga, Kalifornien, som producerade 5000 liter vatten per dag. 1967 uppfann Cadotte tunnfilmskompositmembranet med användning av gränssnittspolymerisationsmetoden, vilket förbättrade prestanda och stabilitet hos RO-membran. 1977 började FilmTec Corporation sälja torra membranelement, som hade längre lagringstid och enklare transport.
Numera finns RO-membran i olika typer och storlekar, beroende på matarvattnets kvalitet och applikationskrav. Generellt sett finns det två huvudtyper av RO-membran: spirallindade och ihåliga fibrer. Spirallindade membran är gjorda av platta ark rullade runt ett perforerat rör, som bildar ett cylindriskt element. Hålfibermembran är gjorda av tunna rör med ihåliga kärnor som bildar ett buntelement. Spirallindade membran används oftare för avsaltning av havsvatten och bräckt vatten, medan hålfibermembran är mer lämpade för lågtrycksapplikationer som rening av dricksvatten.
För att välja rätt RO-membran för en specifik tillämpning bör flera faktorer beaktas, såsom:
- Saltavvisning: Procentandelen salt som avlägsnas av membranet. Högre saltavvisning innebär högre vattenkvalitet.
- Vattenflöde: Mängden vatten som passerar genom membranet per ytenhet och tidsenhet. Högre vattenflöde innebär högre produktivitet och lägre energiförbrukning.
- Nedsmutsningsbeständighet: Membranets förmåga att motstå nedsmutsning av organiskt material, kolloider, mikroorganismer och avlagringar av mineraler. Högre nedsmutsningsmotstånd betyder längre membranlivslängd och lägre underhållskostnader.
- Driftstryck: Det tryck som krävs för att driva vattnet genom membranet. Lägre drifttryck innebär lägre energiförbrukning och utrustningskostnad.
- Drifts-pH: Det pH-intervall som membranet kan tolerera utan att skadas. Bredare drift-pH betyder mer flexibilitet och kompatibilitet med olika matarvattenkällor.
Olika RO-membran kan ha olika avvägningar mellan dessa faktorer, så det är viktigt att jämföra deras prestandadata och välja det mest lämpliga enligt de specifika applikationsförhållandena.
Posttid: 2023-november