უკუ ოსმოსის მემბრანების ისტორია, მათი მუშაობის წესი და სწორი არჩევანის გაკეთება.

უკუოსმოსი (RO) არის მემბრანული გამოყოფის ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია წყლიდან მარილისა და სხვა გახსნილი ნივთიერებების მოცილება წნევის გამოყენებით. RO ფართოდ გამოიყენება ზღვის წყლის გამტკნარებისთვის, მლაშე წყლის გამტკნარებისთვის, სასმელი წყლის გასაწმენდად და ჩამდინარე წყლების ხელახალი გამოყენებისთვის.

უკუ ოსმოსის მემბრანის ისტორია

ოდესმე დაფიქრებულხართ, როგორ მუშაობს უკუოსმოსის მემბრანა? როგორ შეუძლია მას წყლისგან მარილისა და სხვა მინარევების გაფილტვრა, რაც მას დასალევად უსაფრთხოს და სუფთას ხდის? ამ საოცარი გამოგონების ისტორია საკმაოდ მომხიბვლელია და მასში რამდენიმე ცნობისმოყვარე თოლიაც მონაწილეობს.

ყველაფერი 1950-იან წლებში დაიწყო, როდესაც მეცნიერი სიდნი ლოები კალიფორნიის უნივერსიტეტში, ლოს-ანჯელესში მუშაობდა. ის დაინტერესებული იყო ოსმოსის პროცესის შესწავლით, რაც წარმოადგენს წყლის ბუნებრივ გადაადგილებას ნახევრად გამტარ მემბრანაზე გახსნილი ნივთიერების დაბალი კონცენტრაციის რეგიონიდან გახსნილი ნივთიერების მაღალი კონცენტრაციის რეგიონში. მას სურდა ეპოვა გზა, რათა შეეცვალა ეს პროცესი და გარე წნევის გამოყენებით წყალი გადასულიყო გახსნილი ნივთიერების მაღალი კონცენტრაციიდან გახსნილი ნივთიერების დაბალ კონცენტრაციაზე. ეს მას საშუალებას მისცემდა, გაენეიტრალებინა ზღვის წყალი და მიეღო სუფთა წყალი ადამიანის მოხმარებისთვის.

თუმცა, მას დიდი გამოწვევის წინაშე დადგა: შესაფერისი მემბრანის პოვნა, რომელიც გაუძლებდა მაღალ წნევას და გაუძლებდა მარილითა და სხვა დამაბინძურებლებით დაბინძურებას. მან სცადა სხვადასხვა მასალა, როგორიცაა ცელულოზის აცეტატი და პოლიეთილენი, მაგრამ არცერთი მათგანი არ გამოდგა საკმარისად კარგად. ის დანებებას აპირებდა, როდესაც რაღაც უცნაური შენიშნა.

ერთ დღეს, ის სანაპიროზე სეირნობდა და დაინახა თოლიების გუნდი, რომლებიც ოკეანეზე დაფრინავდნენ. მან შენიშნა, რომ ისინი წყალში ყვინთავდნენ, თევზს იჭერდნენ და შემდეგ ნაპირზე ბრუნდებოდნენ. მას აინტერესებდა, როგორ შეეძლოთ ზღვის წყლის დალევა ავადმყოფობის ან გაუწყლოების გარეშე. მან გადაწყვიტა, უფრო ღრმად გამოეკვლია და აღმოაჩინა, რომ თოლიებს თვალებთან ახლოს აქვთ სპეციალური ჯირკვალი, რომელსაც მარილის ჯირკვალი ეწოდება. ეს ჯირკვალი სისხლიდან ნესტოების მეშვეობით მარილიანი ხსნარის სახით გამოყოფს ზედმეტ მარილს. ამ გზით მათ შეუძლიათ წყლის ბალანსის შენარჩუნება და მარილით მოწამვლის თავიდან აცილება.

მას შემდეგ, RO ტექნოლოგიამ სწრაფი განვითარების პერიოდი დაიწყო და თანდათანობით კომერციალიზაციისკენ წავიდა. 1965 წელს, კალიფორნიის შტატის ქალაქ კოალინგაში აშენდა პირველი კომერციული RO სისტემა, რომელიც დღეში 5000 გალონ წყალს აწარმოებდა. 1967 წელს, კადოტმა გამოიგონა თხელი ფირის კომპოზიტური მემბრანა, რომელიც ფაზათაშორისი პოლიმერიზაციის მეთოდის გამოყენებით შეიქმნა, რამაც გააუმჯობესა RO მემბრანების მუშაობა და სტაბილურობა. 1977 წელს, FilmTec Corporation-მა დაიწყო მშრალი ტიპის მემბრანული ელემენტების გაყიდვა, რომლებსაც უფრო ხანგრძლივი შენახვის ვადა და ტრანსპორტირების სიმარტივე ჰქონდათ.

დღესდღეობით, RO მემბრანები ხელმისაწვდომია სხვადასხვა ტიპისა და ზომის, რაც დამოკიდებულია წყლის ხარისხსა და გამოყენების მოთხოვნებზე. ზოგადად, RO მემბრანების ორი ძირითადი ტიპი არსებობს: სპირალურად ჭრილი და ღრუ ბოჭკოვანი. სპირალურად ჭრილი მემბრანები დამზადებულია ბრტყელი ფურცლებისგან, რომლებიც შემოხვეულია პერფორირებულ მილზე და ქმნის ცილინდრულ ელემენტს. ღრუ ბოჭკოვანი მემბრანები დამზადებულია თხელი მილებისგან ღრუ ბირთვით, რომლებიც ქმნიან შეკვრის ელემენტს. სპირალურად ჭრილი მემბრანები უფრო ხშირად გამოიყენება ზღვის წყლისა და მლაშე წყლის გამტკნარებისთვის, ხოლო ღრუ ბოჭკოვანი მემბრანები უფრო შესაფერისია დაბალი წნევის აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა სასმელი წყლის გაწმენდა.

კონკრეტული გამოყენებისთვის სწორი RO მემბრანის შესარჩევად, გასათვალისწინებელია რამდენიმე ფაქტორი, როგორიცაა:

- მარილის გამოდევნა: მარილის პროცენტული მაჩვენებელი, რომელიც მემბრანამ გამოიდევნება. მარილის გამოდევნის მაღალი მაჩვენებელი წყლის უფრო მაღალ ხარისხს ნიშნავს.

- წყლის ნაკადი: წყლის რაოდენობა, რომელიც გადის მემბრანაში ფართობის ერთეულსა და დროს. წყლის უფრო მაღალი ნაკადი ნიშნავს უფრო მაღალ პროდუქტიულობას და ენერგიის დაბალ მოხმარებას.

- დაბინძურებისადმი მდგრადობა: მემბრანის უნარი, გაუძლოს ორგანული ნივთიერებებით, კოლოიდებით, მიკროორგანიზმებით და მინერალური ფხვიერი მასებით დაბინძურებას. დაბინძურებისადმი მაღალი მდგრადობა ნიშნავს მემბრანის ხანგრძლივ სიცოცხლეს და ნაკლებ მოვლა-პატრონობის ხარჯებს.

- სამუშაო წნევა: მემბრანაში წყლის გასატარებლად საჭირო წნევა. სამუშაო წნევის შემცირება ნიშნავს ენერგიის მოხმარებისა და აღჭურვილობის ღირებულების შემცირებას.

- ოპერაციული pH: pH-ის დიაპაზონი, რომლის ატანაც მემბრანას შეუძლია დაზიანების გარეშე. უფრო ფართო ოპერაციული pH ნიშნავს მეტ მოქნილობას და თავსებადობას სხვადასხვა წყლის წყაროსთან.

სხვადასხვა RO მემბრანებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული კომპრომისები ამ ფაქტორებს შორის, ამიტომ მნიშვნელოვანია მათი მუშაობის მონაცემების შედარება და ყველაზე შესაფერისის შერჩევა კონკრეტული გამოყენების პირობების მიხედვით.