Odwrócona osmoza (RO) to technologia separacji membranowej, która może usuwać sól i inne rozpuszczone substancje z wody poprzez zastosowanie ciśnienia. RO jest szeroko stosowana do odsalania wody morskiej, odsalania wody słonawej, oczyszczania wody pitnej i ponownego wykorzystywania ścieków.
Historia stojąca za membraną odwróconej osmozy
Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak działa membrana odwróconej osmozy? Jak może filtrować sól i inne zanieczyszczenia z wody, czyniąc ją bezpieczną i czystą do picia? Cóż, historia stojąca za tym niesamowitym wynalazkiem jest dość fascynująca i wiąże się z kilkoma ciekawskimi mewami.
Wszystko zaczęło się w latach 50. XX wieku, kiedy naukowiec o nazwisku Sidney Loeb pracował na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles. Interesowało go badanie procesu osmozy, czyli naturalnego ruchu wody przez półprzepuszczalną błonę z obszaru o niskim stężeniu substancji rozpuszczonej do obszaru o wysokim stężeniu substancji rozpuszczonej. Chciał znaleźć sposób na odwrócenie tego procesu i sprawić, aby woda przemieszczała się z obszaru o wysokim stężeniu substancji rozpuszczonej do obszaru o niskim stężeniu substancji rozpuszczonej, wykorzystując ciśnienie zewnętrzne. Pozwoliłoby mu to na odsalanie wody morskiej i produkcję świeżej wody do spożycia przez ludzi.
Jednak stanął przed poważnym wyzwaniem: znalezieniem odpowiedniej membrany, która wytrzymałaby wysokie ciśnienie i byłaby odporna na zanieczyszczenie solą i innymi zanieczyszczeniami. Wypróbował różne materiały, takie jak octan celulozy i polietylen, ale żaden z nich nie działał wystarczająco dobrze. Już miał się poddać, gdy zauważył coś dziwnego.
Pewnego dnia spacerował po plaży i zobaczył stado mew lecących nad oceanem. Zauważył, że nurkują w wodzie, łowią ryby, a następnie wracają na brzeg. Zastanawiał się, jak mogą pić wodę morską, nie chorując ani nie odwadniając się. Postanowił zbadać to dokładniej i odkrył, że mewy mają specjalny gruczoł w pobliżu oczu, zwany gruczołem solnym. Gruczoł ten wydziela nadmiar soli z krwi przez nozdrza w postaci słonego roztworu. W ten sposób mogą utrzymać równowagę wodną i uniknąć zatrucia solą.
Od tego czasu technologia RO weszła w okres szybkiego rozwoju i stopniowo zmierzała w kierunku komercjalizacji. W 1965 r. w Coalinga w Kalifornii zbudowano pierwszy komercyjny system RO, produkujący 5000 galonów wody dziennie. W 1967 r. Cadotte wynalazł cienkowarstwową membranę kompozytową przy użyciu metody polimeryzacji międzyfazowej, co poprawiło wydajność i stabilność membran RO. W 1977 r. FilmTec Corporation zaczęła sprzedawać elementy membranowe typu suchego, które miały dłuższy czas przechowywania i łatwiejszy transport.
Obecnie membrany RO są dostępne w różnych typach i rozmiarach, w zależności od jakości wody zasilającej i wymagań aplikacji. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa główne typy membran RO: spiralnie zwijane i z włókien pustych. Membrany spiralnie zwijane są wykonane z płaskich arkuszy zwiniętych wokół perforowanej rury, tworząc element cylindryczny. Membrany z włókien pustych są wykonane z cienkich rurek z rdzeniami pustymi, tworząc element wiązki. Membrany spiralnie zwijane są powszechniej stosowane do odsalania wody morskiej i słonawej, podczas gdy membrany z włókien pustych są bardziej odpowiednie do zastosowań niskociśnieniowych, takich jak oczyszczanie wody pitnej.
Aby wybrać odpowiednią membranę odwróconej osmozy (RO) do konkretnego zastosowania, należy wziąć pod uwagę kilka czynników, takich jak:
- Odrzucenie soli: Procent soli, który jest usuwany przez membranę. Większe odrzucenie soli oznacza wyższą jakość wody.
- Strumień wody: Ilość wody, która przechodzi przez membranę na jednostkę powierzchni i czasu. Większy strumień wody oznacza wyższą produktywność i niższe zużycie energii.
- Odporność na zanieczyszczenia: Zdolność membrany do opierania się zanieczyszczeniom przez materię organiczną, koloidy, mikroorganizmy i minerały powodujące osadzanie się kamienia. Większa odporność na zanieczyszczenia oznacza dłuższą żywotność membrany i niższe koszty konserwacji.
- Ciśnienie robocze: Ciśnienie wymagane do przepuszczenia wody przez membranę. Niższe ciśnienie robocze oznacza niższe zużycie energii i koszt sprzętu.
- pH robocze: zakres pH, który membrana może tolerować bez uszkodzenia. Szersze pH robocze oznacza większą elastyczność i kompatybilność z różnymi źródłami wody zasilającej.
Różne membrany odwróconej osmozy (RO) mogą mieć różne kompromisy pomiędzy tymi czynnikami, dlatego ważne jest porównanie ich danych dotyczących wydajności i wybranie najbardziej odpowiedniej membrany w oparciu o konkretne warunki zastosowania.
Czas publikacji: 02-11-2023