Omgekeerde osmose (RO) is een membraanscheidingstechnologie die zout en andere opgeloste stoffen uit water kan verwijderen door middel van druk. RO wordt veel gebruikt voor het ontzilten van zeewater, het ontzilten van brak water, de zuivering van drinkwater en het hergebruik van afvalwater.
Het verhaal achter het omgekeerde-osmosemembraan
Heb je je ooit afgevraagd hoe een omgekeerde-osmosemembraan werkt? Hoe kan het zout en andere onzuiverheden uit water filteren, waardoor het veilig en schoon wordt om te drinken? Nou, het verhaal achter deze geweldige uitvinding is behoorlijk fascinerend, en het gaat over een aantal nieuwsgierige meeuwen.
Het begon allemaal in de jaren 50, toen wetenschapper Sidney Loeb werkte aan de Universiteit van Californië in Los Angeles. Hij was geïnteresseerd in het bestuderen van het proces van osmose, de natuurlijke verplaatsing van water door een semi-permeabel membraan van een gebied met een lage concentratie opgeloste stoffen naar een gebied met een hoge concentratie opgeloste stoffen. Hij wilde een manier vinden om dit proces om te keren en water van een hoge concentratie opgeloste stoffen naar een lage concentratie opgeloste stoffen te laten bewegen, met behulp van externe druk. Dit zou hem in staat stellen zeewater te ontzilten en zoet water te produceren voor menselijke consumptie.
Hij stond echter voor een grote uitdaging: het vinden van een geschikt membraan dat bestand was tegen de hoge druk en bestand was tegen vervuiling door zout en andere verontreinigingen. Hij probeerde verschillende materialen, zoals celluloseacetaat en polyethyleen, maar geen van allen werkte goed genoeg. Hij stond op het punt het op te geven, toen hij iets vreemds opmerkte.
Op een dag liep hij langs het strand en zag hij een zwerm meeuwen over de oceaan vliegen. Hij zag dat ze het water in doken, wat vis vingen en vervolgens terugvlogen naar de kust. Hij vroeg zich af hoe ze zeewater konden drinken zonder ziek te worden of uit te drogen. Hij besloot verder onderzoek te doen en ontdekte dat meeuwen een speciale klier bij hun ogen hebben, de zoutklier. Deze klier scheidt overtollig zout uit hun bloed af, via hun neusgaten, in de vorm van een zoute oplossing. Zo kunnen ze hun waterbalans op peil houden en zoutvergiftiging voorkomen.
Sindsdien heeft de RO-technologie zich razendsnel ontwikkeld en is deze geleidelijk richting commercialisering gegaan. In 1965 werd het eerste commerciële RO-systeem gebouwd in Coalinga, Californië, dat 19.000 liter water per dag produceerde. In 1967 vond Cadotte het dunnefilmcomposietmembraan uit met behulp van grensvlakpolymerisatie, wat de prestaties en stabiliteit van RO-membranen verbeterde. In 1977 begon FilmTec Corporation met de verkoop van droge membraanelementen, die een langere opslagtijd en gemakkelijker transport mogelijk maakten.
Tegenwoordig zijn RO-membranen verkrijgbaar in verschillende soorten en maten, afhankelijk van de kwaliteit van het voedingswater en de toepassingsvereisten. Over het algemeen zijn er twee hoofdtypen RO-membranen: spiraalgewonden en hollevezelmembranen. Spiraalgewonden membranen zijn gemaakt van platte platen die rond een geperforeerde buis zijn gewikkeld en zo een cilindrisch element vormen. Hollevezelmembranen zijn gemaakt van dunne buizen met holle kernen die een bundelelement vormen. Spiraalgewonden membranen worden vaker gebruikt voor de ontzilting van zeewater en brak water, terwijl hollevezelmembranen geschikter zijn voor lagedruktoepassingen zoals drinkwaterzuivering.
Om het juiste RO-membraan voor een specifieke toepassing te kiezen, moeten verschillende factoren in overweging worden genomen, zoals:
- Zoutretentie: Het percentage zout dat door het membraan wordt verwijderd. Een hogere zoutretentie betekent een hogere waterkwaliteit.
- Waterstroom: De hoeveelheid water die per oppervlakte-eenheid en tijd door het membraan stroomt. Een hogere waterstroom betekent een hogere productiviteit en een lager energieverbruik.
- Vervuilingsweerstand: Het vermogen van het membraan om vervuiling door organisch materiaal, colloïden, micro-organismen en schilferende mineralen te weerstaan. Een hogere vervuilingsweerstand betekent een langere levensduur van het membraan en lagere onderhoudskosten.
- Bedrijfsdruk: De druk die nodig is om het water door het membraan te drijven. Een lagere bedrijfsdruk betekent een lager energieverbruik en lagere apparatuurkosten.
- Bedrijfs-pH: Het pH-bereik dat het membraan zonder schade kan verdragen. Een bredere bedrijfs-pH betekent meer flexibiliteit en compatibiliteit met verschillende voedingswaterbronnen.
Verschillende RO-membranen kunnen verschillende afwegingen maken tussen deze factoren. Daarom is het belangrijk om hun prestatiegegevens te vergelijken en het meest geschikte membraan te selecteren op basis van de specifieke toepassingsomstandigheden.
Plaatsingstijd: 02-11-2023