Зворотний осмос (RO) — це мембранна технологія розділення, яка може видаляти сіль та інші розчинені речовини з води шляхом застосування тиску. RO широко використовується для опріснення морської води, солонуватої води, очищення питної води та повторного використання стічних вод.
Історія зворотньоосмотичної мембрани
Ви коли-небудь замислювалися, як працює мембрана зворотного осмосу? Як він може фільтрувати сіль та інші домішки з води, роблячи її безпечною та чистою для пиття? Що ж, історія цього дивовижного винаходу досить захоплююча, і в ній беруть участь деякі цікаві чайки.
Все почалося в 1950-х роках, коли вчений на ім'я Сідні Леб працював в Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі. Він був зацікавлений у вивченні процесу осмосу, який є природним рухом води через напівпроникну мембрану з області низької концентрації розчиненої речовини в область високої концентрації розчиненої речовини. Він хотів знайти спосіб повернути цей процес назад і змусити воду рухатися від високої концентрації розчиненої речовини до низької концентрації розчиненої речовини, використовуючи зовнішній тиск. Це дозволить йому опріснювати морську воду та виробляти прісну воду для споживання людиною.
Однак він зіткнувся з серйозною проблемою: знайти відповідну мембрану, яка могла б витримати високий тиск і протистояти забрудненню сіллю та іншими забрудненнями. Він пробував різні матеріали, такі як ацетат целюлози та поліетилен, але жоден із них не працював достатньо добре. Він уже збирався здатися, коли помітив щось дивне.
Одного разу він гуляв по пляжу і побачив зграю чайок, що летіли над океаном. Він помітив, що вони пірнають у воду, ловлять рибу, а потім повертаються на берег. Він дивувався, як вони можуть пити морську воду, не хворіючи та не зневоднюючись. Він вирішив продовжити дослідження і виявив, що біля очей чайок є особлива залоза, яка називається соляною. Ця залоза виділяє надлишок солі з крові через ніздрі у вигляді солоного розчину. Таким чином вони можуть підтримувати водний баланс і уникнути отруєння сіллю.
З тих пір технологія RO вступила в період швидкого розвитку і поступово рухалася до комерціалізації. У 1965 році в Коалінгі, Каліфорнія, була побудована перша комерційна система RO, яка виробляла 5000 галонів води на день. У 1967 році Cadotte винайшов тонкоплівкову композитну мембрану, використовуючи метод міжфазної полімеризації, який покращив продуктивність і стабільність RO мембран. У 1977 році корпорація FilmTec почала продавати мембранні елементи сухого типу, які мали довший час зберігання та легшу транспортування.
В даний час RO мембрани доступні в різних типах і розмірах, залежно від якості живильної води та вимог застосування. Взагалі кажучи, існує два основних типи RO мембран: спірально намотані та порожнисті волокна. Спірально намотані мембрани виготовляються з плоских листів, згорнутих навколо перфорованої труби, утворюючи циліндричний елемент. Порожнисті мембрани виготовляються з тонких трубок з порожнистими сердечниками, що утворюють пучковий елемент. Спіральні мембрани частіше використовуються для опріснення морської та солонуватої води, тоді як мембрани з порожнистими волокнами більше підходять для застосувань із низьким тиском, таких як очищення питної води.
Щоб вибрати правильну RO мембрану для конкретного застосування, слід враховувати кілька факторів, таких як:
- Відмова від солі: відсоток солі, який видаляється мембраною. Більше відторгнення солі означає кращу якість води.
- Потік води: кількість води, яка проходить через мембрану на одиницю площі та часу. Вищий потік води означає вищу продуктивність і менше споживання енергії.
- Стійкість до забруднення: здатність мембрани протистояти забрудненню органічними речовинами, колоїдами, мікроорганізмами та мінеральними накипами. Вища стійкість до забруднення означає довший термін служби мембрани та менші витрати на обслуговування.
- Робочий тиск: тиск, необхідний для проходження води через мембрану. Нижчий робочий тиск означає менше споживання енергії та вартість обладнання.
- Робочий рН: діапазон рН, який може витримати мембрана без пошкоджень. Ширший робочий pH означає більшу гнучкість і сумісність з різними джерелами живильної води.
Різні мембрани зворотного осмосу можуть мати різні компроміси між цими факторами, тому важливо порівняти їх дані щодо ефективності та вибрати найбільш підходящу відповідно до конкретних умов застосування.
Час публікації: 02 листопада 2023 р