ಆರ್‌ಒ ಮೆಂಬರೇನ್ 99.9% ಉಪ್ಪು ತಿರಸ್ಕಾರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ?

ರಿವರ್ಸ್ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (RO ಮೆಂಬರೇನ್) ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಎದುರಿಸುವ ಮೂಲ ತತ್ವದ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಅದರ ಕಾರ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಆಳವಾದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಇಲ್ಲಿದೆ:

ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಮತ್ತು ರಿವರ್ಸ್ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್‌ನ ಭೌತಿಕ ಹೋಲಿಕೆ

ನೈಸರ್ಗಿಕ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ವಿದ್ಯಮಾನವೆಂದರೆ ಅರೆ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯ ಪೊರೆಯ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ (ಸಿಹಿ ನೀರು ಮತ್ತು ಉಪ್ಪು ನೀರು ಮುಂತಾದವು) ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಿದ್ದಾಗ, ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಬದಿಯಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಬದಿಗೆ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಸಮತೋಲನಗೊಳ್ಳುವವರೆಗೆ ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತವೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ದ್ರವ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಎತ್ತರದ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಒತ್ತಡ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಿದ ದ್ರಾವಣದ ಆಸ್ಮೋಟಿಕ್ ಒತ್ತಡ π: π = iCRT (ಇಲ್ಲಿ i ಎಂಬುದು ದ್ರಾವಕ ಅಣುಗಳ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅಯಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ; C ಎಂಬುದು ದ್ರಾವಕದ ಮೋಲಾರ್ ಸಾಂದ್ರತೆ; R ಎಂಬುದು ಮೋಲಾರ್ ಅನಿಲ ಸ್ಥಿರಾಂಕ; T ಎಂಬುದು ಸಂಪೂರ್ಣ ತಾಪಮಾನ.)
ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ಆಸ್ಮೋಟಿಕ್ ಒತ್ತಡವು 28 ಬಾರ್‌ಗಳಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ನೀರಿನ ಹರಿವನ್ನು ಹಿಮ್ಮುಖಗೊಳಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

ರಿವರ್ಸ್ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್‌ನ "ಅಧಿಕ-ಒತ್ತಡದ ಪ್ರತಿ-ಹರಿವು" ಲವಣಯುಕ್ತ ಬದಿಗೆ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ (> ಆಸ್ಮೋಟಿಕ್ ಒತ್ತಡ) ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಹಿಮ್ಮುಖವಾಗಿ ಹರಿಯುವಂತೆ ಒತ್ತಾಯಿಸುತ್ತದೆ, "ಲವಣಯುಕ್ತ ನೀರು → ಶುದ್ಧ ನೀರಿನಿಂದ" ಹಿಮ್ಮುಖ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ವಲಸೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಹಿಮ್ಮುಖ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ದ್ರಾವಕದ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ದರ, ಅಂದರೆ, ದ್ರವ ಹರಿವಿನ ಶಕ್ತಿ N, ಇದಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ: N=Kh(Δp-Δπ) (ಇಲ್ಲಿ Kh ಎಂಬುದು ಹೈಡ್ರಾಲಿಕ್ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯ ಗುಣಾಂಕವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ; Δp ಎಂಬುದು ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ; Δπ ಎಂಬುದು ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಆಸ್ಮೋಟಿಕ್ ಒತ್ತಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ).

ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ: ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ಬದಿಯಲ್ಲಿ: ಹಾದುಹೋಗುವ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು (ವ್ಯಾಪಿಸುವುದು), ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ನೀರಿನ ಬದಿಯಲ್ಲಿ: ಉಪ್ಪು, ಭಾರ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು (ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸುವುದು) ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು.

ಪೊರೆಯ ರಚನೆಯ ತೀವ್ರ ನಿಖರತೆ

ಸ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಚ್ ರಚನೆ:

ಆಧಾರ ಪದರ: ನಾನ್-ನೇಯ್ದ ಬಟ್ಟೆ (ದಪ್ಪ ≈ 120 μm) - ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳುವ "ಉಕ್ಕಿನ ಚೌಕಟ್ಟು".

ಸರಂಧ್ರ ಪದರ: ಪಾಲಿಸಲ್ಫೋನ್ ವಸ್ತು (ರಂಧ್ರದ ಗಾತ್ರ 0.01-0.1 μm) - ಮಣ್ಣು, ಮರಳು ಮತ್ತು ತುಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುವ "ರಕ್ಷಣೆಯ ಮೊದಲ ಸಾಲು".

ಸಕ್ರಿಯ ಪದರ: ಪಾಲಿಯಮೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ (ದಪ್ಪ ≈ 200 nm) - ನಿಜವಾದ "ಆಣ್ವಿಕ ರೆಫರಿ", ಕೇವಲ 0.1-1 nm (ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ಗಾತ್ರಕ್ಕಿಂತ ≈ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು) ರಂಧ್ರದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

ಹೋಲಿಕೆ ಡೇಟಾ:

ವೈರಸ್ ವ್ಯಾಸ (0.02-0.3 μm) > ಪೊರೆಯ ರಂಧ್ರದ ಗಾತ್ರ 3000 ಪಟ್ಟು.

ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಗಾತ್ರ (0.5-5 μm) > ಪೊರೆಯ ರಂಧ್ರದ ಗಾತ್ರ 5000 ಪಟ್ಟು.

ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಮಾದರಿ ಸಿದ್ಧಾಂತ

• ಪರಿಹಾರ-ಪ್ರಸರಣ ಮಾದರಿ

ಕೋರ್ ಊಹೆ: ಪೊರೆಯು ರಂಧ್ರಗಳಿಲ್ಲದ ಏಕರೂಪದ ರಚನೆಯಾಗಿದ್ದು, ದ್ರಾವಕ ಮತ್ತು ದ್ರಾವಕವನ್ನು ಪೊರೆಯ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಕರಗುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಸರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ:

ಕರಗುವಿಕೆ: ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ದ್ರಾವಕಗಳು ಪೊರೆಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪೊರೆಯ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುತ್ತವೆ;
ಪ್ರಸರಣ: ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭವದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ (ಒತ್ತಡದ ವ್ಯತ್ಯಾಸ) ನ ಚಾಲನಾ ಶಕ್ತಿಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಆದ್ಯತೆಯಾಗಿ ಹರಡುತ್ತವೆ;

ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ: ಪೊರೆಯ ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧ ನೀರಿನಂತೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಗಣಿತದ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿ: ನೀರಿನ ಹರಿವು Jw = A(ΔP - ಡಿಪಿ), ಇಲ್ಲಿ A ಎಂಬುದು ಪೊರೆಯ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆಯ ಗುಣಾಂಕವಾಗಿದೆ, ಕP ಎಂಬುದು ಅನ್ವಯಿಕ ಒತ್ತಡ, ಮತ್ತು ಡಿಪಿ ಆಸ್ಮೋಟಿಕ್ ಒತ್ತಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ.

• ಆದ್ಯತೆಯ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ-ಕ್ಯಾಪಿಲರಿ ಹರಿವಿನ ಮಾದರಿ

ಮೂಲ ಊಹೆ: ಪೊರೆಯ ಮೇಲ್ಮೈ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಇದು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ಆದ್ಯತೆಯಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು "ಬಂಧಿತ ನೀರಿನ" ಏಕಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಸರಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ:

ಆಯ್ದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ: ಪೊರೆಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳ ಮೂಲಕ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ಆಯ್ದವಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (ಉದಾ. ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅಸಿಟೇಟ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಕಾರ್ಬೊನಿಲ್ ಆಮ್ಲಜನಕ);

ಚಾನಲ್ ಸಾಗಣೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ಬಂಧಿತ ನೀರು "ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ಜಿಗಿತ"ದ ಮೂಲಕ ಚಾನಲ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಗಾತ್ರ ಹೊರಗಿಡುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರದರ್ಶನ:

ಉಪ್ಪು ತಿರಸ್ಕಾರ ದರ: 98%-99.9% (ಉಪ್ಪನ್ನು ತೆಗೆಯುವ ನಂತರ TDS

ಭಾರ ಲೋಹ ತೆಗೆಯುವ ದರ: >99.9% (ಸೀಸ, ಆರ್ಸೆನಿಕ್, ಇತ್ಯಾದಿ).

ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶಗಳು

ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಒತ್ತಡ
ದ್ರಾವಣದ ಆಸ್ಮೋಟಿಕ್ ಒತ್ತಡವು > ಇರಬೇಕು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ 60-80 ಬಾರ್ (ಡೀಸಲಿನೇಷನ್), ಮತ್ತು ಗೃಹಬಳಕೆಗೆ 2-4 ಬಾರ್.

ತಾಪಮಾನ: 5-45℃ (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು ಪೊರೆಯ ರಂಧ್ರ ವಿರೂಪಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ)

pH ಶ್ರೇಣಿ: 4-11 (ಪಾಲಿಯಮೈಡ್ ಪೊರೆ), 5-6 (ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅಸಿಟೇಟ್ ಪೊರೆ).

ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳ ವಿಧಗಳು

ಅಜೈವಿಕ ಸ್ಕೇಲಿಂಗ್ (ಉದಾ. CaCO₃): pH=2 ನಲ್ಲಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆ ಅಗತ್ಯವಿದೆ

ಜೈವಿಕ ಮಾಲಿನ್ಯ (ಉದಾ. ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಪದರಗಳು): DBNPA ಸ್ಯಾನಿಟೈಸರ್‌ನಿಂದ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸನ್ನಿವೇಶಗಳು ಮತ್ತು ಪೊರೆಯ ಪ್ರಕಾರದ ಆಯ್ಕೆ

ಸಮುದ್ರ ನೀರಿನ ಉಪ್ಪು ತೆಗೆಯುವಿಕೆ ಪಾಲಿಯಮೈಡ್ ಸಂಯೋಜಿತ ಪೊರೆ (TFC) ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರತಿರೋಧ (＞:60 ಬಾರ್), 99% ಉಪ್ಪು ತೆಗೆಯುವ ದರ

ಮನೆ ನೀರಿನ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಸಂಯೋಜಿತ ಪೊರೆಯು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ (2-4 ಬಾರ್), 30% ಇಂಧನ ಉಳಿತಾಯ.

ಕೈಗಾರಿಕಾ ಶುದ್ಧ ನೀರು (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಚಿಪ್ಸ್) ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ ಸಂಯೋಜಿತ ಪೊರೆ ಉತ್ಪನ್ನ ನೀರಿನ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ 18 MΩ·cm.