Зворотний осмос (RO) – це технологія мембранного розділення, яка може видаляти сіль та інші розчинені речовини з води шляхом застосування тиску. RO широко використовується для опріснення морської води, опріснення солонуватої води, очищення питної води та повторного використання стічних вод.
Історія створення мембрани зворотного осмосу
Ви коли-небудь замислювалися, як працює мембрана зворотного осмосу? Як вона може фільтрувати сіль та інші домішки з води, роблячи її безпечною та чистою для пиття? Що ж, історія цього дивовижного винаходу досить захоплива, і вона пов'язана з деякими цікавими чайками.
Все почалося в 1950-х роках, коли вчений на ім'я Сідні Лоеб працював в Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі. Він був зацікавлений у вивченні процесу осмосу, який є природним рухом води через напівпроникну мембрану з області з низькою концентрацією розчинених речовин в область з високою концентрацією. Він хотів знайти спосіб змінити цей процес і змусити воду рухатися з високої концентрації розчинених речовин до низької, використовуючи зовнішній тиск. Це дозволило б йому опріснювати морську воду та виробляти прісну воду для споживання людиною.
Однак, він зіткнувся з серйозною проблемою: знайти відповідну мембрану, яка могла б витримувати високий тиск і протистояти забрудненню сіллю та іншими забруднювачами. Він спробував різні матеріали, такі як ацетат целюлози та поліетилен, але жоден з них не працював достатньо добре. Він вже збирався здатися, коли помітив щось дивне.
Одного разу він прогулювався пляжем і побачив зграю чайок, що летіли над океаном. Він помітив, що вони пірнали у воду, ловили рибу, а потім летіли назад до берега. Він задумався, як вони можуть пити морську воду, не хворіючи та не зневоднюючи організм. Він вирішив дослідити це питання далі і виявив, що у чайок є особлива залоза біля очей, яка називається сольовою залозою. Ця залоза виділяє надлишок солі з їхньої крові через ніздрі у вигляді солоного розчину. Таким чином, вони можуть підтримувати водний баланс і уникати отруєння сіллю.
Відтоді технологія зворотного осмосу (RO) вступила в період швидкого розвитку та поступово рухалася до комерціалізації. У 1965 році в Коалінгі, Каліфорнія, було побудовано першу комерційну систему RO, яка виробляла 5000 галонів води на день. У 1967 році Кадотт винайшов тонкоплівкову композитну мембрану з використанням методу міжфазної полімеризації, що покращило продуктивність та стабільність мембран RO. У 1977 році корпорація FilmTec почала продавати сухі мембранні елементи, які мали довший термін зберігання та легше транспортування.
Сьогодні мембрани зворотного осмосу доступні в різних типах і розмірах, залежно від якості живильної води та вимог застосування. Загалом кажучи, існує два основних типи мембран зворотного осмосу: спірально намотані та порожнисто-волокнисті. Спірально-намотані мембрани виготовляються з плоских листів, намотаних навколо перфорованої трубки, утворюючи циліндричний елемент. Порожнисто-волокнисті мембрани виготовляються з тонких трубок з порожнистими сердечниками, що утворюють пучок. Спірально-намотані мембрани частіше використовуються для опріснення морської та солонуватої води, тоді як порожнисто-волокнисті мембрани більше підходять для застосувань низького тиску, таких як очищення питної води.
Щоб вибрати правильну мембрану зворотного осмосу для конкретного застосування, слід враховувати кілька факторів, таких як:
- Солевідштовхування: відсоток солі, що видаляється мембраною. Вищий рівень солевідштовхування означає вищу якість води.
- Потік води: кількість води, що проходить через мембрану за одиницю площі та часу. Більший потік води означає вищу продуктивність та менше споживання енергії.
- Стійкість до забруднення: здатність мембрани протистояти забрудненню органічними речовинами, колоїдами, мікроорганізмами та мінеральними відкладеннями. Вища стійкість до забруднення означає довший термін служби мембрани та нижчі витрати на обслуговування.
- Робочий тиск: Тиск, необхідний для проштовхування води через мембрану. Нижчий робочий тиск означає менше споживання енергії та вартість обладнання.
- Робочий pH: діапазон pH, який мембрана може витримувати без пошкоджень. Ширший робочий pH означає більшу гнучкість та сумісність з різними джерелами живильної води.
Різні мембрани зворотного осмосу можуть мати різні компроміси між цими факторами, тому важливо порівняти їхні дані про продуктивність та вибрати найбільш підходящу відповідно до конкретних умов застосування.
Час публікації: 02 листопада 2023 р.