Membrana RO çawa redkirina xwêyê %99.9 pêk tîne?

Membrana osmoza berevajî (membrana RO) li ser prensîba bingehîn a dijberkirina pêvajoya osmoza xwezayî dixebite. Li vir analîzek kûr a mekanîzmaya xebata wê heye:

Berawirdkirina Fizîkî ya Osmoza Xwezayî û Osmoza Berevajî

Diyardeya Osmoza Xwezayî ew e ku dema li her du aliyên parzûnek nîv-derbasbar (wek ava şirîn û ava şor) cudahîyek di konsantrasyonê de hebe, molekulên avê bi awayekî xweber ji aliyê konsantrasyona nizm ber bi aliyê konsantrasyona bilind ve diherikin heta ku konsantrasyonên li her du aliyan hevseng bibin. Di vê nuqteyê de, zexta ku ji ber cudahiya bilindahiya rûyê şilekê çêdibe, zexta osmotîk e.

Zeexta osmotîk π ya çareseriyeke zirav ev e: π = iCRT (ku i hejmara îyonên ku ji hêla elektroliza molekulên madeyê ve çêdibin e; C rêjeya molar a madeyê ye; R sabîta gaza molar e; T germahiya mutleq e.)
Bo nimûne, zexta osmotîk a ava deryayê digihîje 28 bar, ji ber vê yekê ji bo berevajîkirina herikîna avê zextek mezintir hewce dike.

"Herikîna Dijber a Zexta Bilind" a Osmoza Berevajî ew e ku zext li aliyê şor (>zexta osmotîk) tê sepandin û molekulên avê neçar dike ku berevajî biherikin, û koçberiya berevajî ya gradyana konsantrasyonê ji "ava şor → ava paqij" pêk tîne.

Di dema osmoza berevajî de, rêjeya osmotîk a çareserkerê, ango enerjiya herikîna şilavê N, ev e: N=Kh(Δp-Δπ) (ku Kh katsayiya permeabilîteya hîdrolîk e, ku bi germahiyê re hinekî zêde dibe; Δp cudahiya zexta statîk li seranserê parzûnê ye; Δπ cudahiya zexta osmotîk li seranserê parzûnê ye).

Di vê nuqteyê de: Li aliyê ava paqij: Berhevkirina molekulên avê yên ku derbas dibin (diherikin), Li aliyê ava konsantre: Ragirtina xwê, metalên giran û qirêjiyên din (konsantre).

Rastbûna Zêde ya Avahiya Membranê

Pêkhateya sendwîçê:

Qata piştgirîyê: Qumaşê ne-tevnkirî (stûrî ≈ 120 μm) - "çarçoveya pola" ku li hember zexta bilind berxwe dide.

Qata poroz: Materyalê polîsulfonê (mezinahiya poran 0.01-0.1 μm) - "xeta yekem a parastinê" ku li dijî heriyê, qûm û zeng derdikeve.

Çîna çalak: Fîlma polîamîdê (stûrî ≈ 200 nm) - "hakemê molekulî" yê rastîn, bi mezinahiya porê tenê 0,1-1 nm (≈ du qat ji mezinahiya molekulên avê mezintir).

Daneyên berawirdkirinê:

Qûtra vîrusî (0.02-0.3 μm) > mezinahiya kunên parzûnê 3000 caran zêdetir e.

Mezinahiya bakteriyan (0.5-5 μm) > 5000 caran mezinahiya kunên parzûnê.

Teoriya modela klasîk

• Modela Çareserî-Belavbûnê

Texmîna bingehîn: Parzûn avahiyek homojen bê kun e, û madeya çareserker û çareserker bi rêya helandinê û belavbûnê veguhezînin nav materyalê parzûnê.

Pêvajoya Veguhestinê:

Hilweşîn: Molekulên avê û madeyên çareserkirî li ser rûyê parzûnê têne mêzandin û di nav materyalê parzûnê de dihelin;
Belavbûn: Di bin hêza ajotinê ya gradyana potansiyela kîmyewî (cudahîya zextê), molekulên avê bi tercîhî di nav parzûnê re belav dibin;

Desorpsiyon: Wekî ava paqij li aliyê din ê parzûnê tê berdan.

Derbirîna matematîkî: Herikîna avê Jw = A(ΔP − Dp), ku A katsayiya permeabilîteya membranê ye, DP zexta sepandî ye, û Dp cudahiya zexta osmotîk e.

• Modela Herikîna Kapîlar a Adsorpsiyonê ya Tercîhkirî

Pêşbîniya bingehîn: Rûyê parzûnê kanalên nanopî hene, ku bi tercîhî molekulên avê dikişînin da ku tebeqeyek yekalî ya "ava girêdayî" çêbikin, di heman demê de madeyên çareserkirî têne dûrxistin.

Mekanîzma veguhestinê:

Adsorpsiyona bijartî: Rûyê parzûnê molekulên avê bi rêya girêdanên hîdrojenê bi awayekî bijartî adsorpsiyon dike (mînak, oksîjena karbonîl di asetata selulozê de);

Veguhestina kanalê: Di bin zexta bilind de, ava girêdayî bi rêya "bazdana girêdana hîdrojenê" di kanalan re derbas dibe, di heman demê de madeyên çareserkirî ji ber nehiştina mezinahîyê têne parastin.

Birêvebirinî:

Rêjeya redkirina xwêyê: 98%-99.9% (TDS

Rêjeya rakirina metalên giran: >99.9% (serşok, arsenîk, hwd.).

Faktorên sereke yên bandorker

Zexta Xebatê
Divê zexta osmotîk a çareseriyê, bi gelemperî 60-80 bar ji bo sepanên pîşesaziyê (bêxwêkirin), û 2-4 bar ji bo karanîna malê be.

Germahî: 5-45℃ (germahiya bilind dibe sedema deformasyona porên perdeyê)

Rêzeya pH: 4-11 (parzûna polîamîd), 5-6 (parzûna asetata selulozê).

Cureyê gemaran

Pîvandina neorganîk (mînak, CaCO3₃): Paqijkirina bi asîda sîtrîk di pH=2 de hewce dike

Gemarbûna biyolojîk (mînak, fîlmên bakterî): Bi dezenfektana DBNPA hatiye dermankirin.

Senaryoyên Serlêdanê û Hilbijartina Cureyê Membranê

Xwêkirina ava deryayê Membrana kompozît a polîamîdê (TFC) Berxwedana li hember zexta bilind (>60 bar), rêjeya bêxwêkirinê ya %99

Paqijkirina ava malê Membrana kompozît a spiral Xebata bi zexta nizm (2-4 bar), teserûfa enerjiyê %30.

Ava paqij a pîşesaziyê (çîpên elektronîkî) Parzûna kompozît a zexta pir kêm Berxwedana avê ya berhemê 18 MΩ·cm.