Reverzna osmoza (RO) je membranska ločevalna tehnologija, ki lahko s pritiskom odstrani sol in druge raztopljene snovi iz vode. RO se pogosto uporablja za razsoljevanje morske vode, razsoljevanje brakične vode, čiščenje pitne vode in ponovno uporabo odpadne vode.
Zgodba za membrano reverzne osmoze
Ste se kdaj vprašali, kako deluje membrana za reverzno osmozo? Kako lahko filtrira sol in druge nečistoče iz vode, zaradi česar je varna in čista za pitje? No, zgodba za tem neverjetnim izumom je precej fascinantna in vključuje nekaj radovednih galebov.
Vse se je začelo v petdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je znanstvenik Sidney Loeb delal na Univerzi v Kaliforniji v Los Angelesu. Zanimalo ga je preučevanje procesa osmoze, ki je naravno gibanje vode čez polprepustno membrano iz območja z nizko koncentracijo topljenca v območje z visoko koncentracijo topljenca. Želel je najti način, kako obrniti ta proces in s pomočjo zunanjega tlaka premakniti vodo iz območja z visoko koncentracijo topljenca v območje z nizko koncentracijo topljenca. To bi mu omogočilo razsoljevanje morske vode in proizvodnjo sladke vode za prehrano ljudi.
Vendar se je soočil z velikim izzivom: najti primerno membrano, ki bi lahko vzdržala visok tlak in bila odporna na obraščanje s soljo in drugimi onesnaževalci. Preizkusil je različne materiale, kot sta celulozni acetat in polietilen, vendar nobeden od njih ni deloval dovolj dobro. Že je hotel obupati, ko je opazil nekaj nenavadnega.
Nekega dne se je sprehajal po plaži in zagledal jato galebov, ki so leteli nad oceanom. Opazil je, da se potopijo v vodo, ujamejo nekaj rib in nato odletijo nazaj na obalo. Spraševal se je, kako lahko pijejo morsko vodo, ne da bi zboleli ali se dehidrirali. Odločil se je, da bo raziskal še naprej, in odkril, da imajo galebi v bližini oči posebno žlezo, imenovano solna žleza. Ta žleza izloča odvečno sol iz krvi skozi nosnice v obliki slane raztopine. Na ta način lahko ohranjajo vodno ravnovesje in se izognejo zastrupitvi s soljo.
Od takrat je tehnologija RO vstopila v obdobje hitrega razvoja in postopoma prešla v smeri komercializacije. Leta 1965 je bil v Coalingi v Kaliforniji zgrajen prvi komercialni sistem RO, ki je proizvedel 5000 galon vode na dan. Leta 1967 je Cadotte izumil tankoplastno kompozitno membrano z metodo medfazne polimerizacije, ki je izboljšala delovanje in stabilnost membran RO. Leta 1977 je podjetje FilmTec Corporation začelo prodajati suhe membranske elemente, ki so imeli daljši čas skladiščenja in lažji transport.
Dandanes so RO membrane na voljo v različnih vrstah in velikostih, odvisno od kakovosti dovodne vode in zahtev uporabe. Na splošno obstajata dve glavni vrsti RO membran: spiralno navite in votlovlaknate. Spiralno navite membrane so izdelane iz ravnih plošč, zvitih okoli perforirane cevi, ki tvorijo valjast element. Votlovlaknate membrane so izdelane iz tankih cevi z votlimi jedri, ki tvorijo snop. Spiralno navite membrane se pogosteje uporabljajo za razsoljevanje morske in brakične vode, medtem ko so votlovlaknate membrane bolj primerne za nizkotlačne aplikacije, kot je čiščenje pitne vode.
Za izbiro prave RO membrane za določeno uporabo je treba upoštevati več dejavnikov, kot so:
- Zaviranje soli: Odstotek soli, ki ga odstrani membrana. Večja zavrnitev soli pomeni višjo kakovost vode.
- Pretok vode: Količina vode, ki prehaja skozi membrano na enoto površine in časa. Večji pretok vode pomeni večjo produktivnost in manjšo porabo energije.
- Odpornost proti obraščanju: Sposobnost membrane, da se upre obraščanju z organskimi snovmi, koloidi, mikroorganizmi in minerali. Višja odpornost proti obraščanju pomeni daljšo življenjsko dobo membrane in nižje stroške vzdrževanja.
- Delovni tlak: Tlak, potreben za potiskanje vode skozi membrano. Nižji delovni tlak pomeni nižjo porabo energije in stroške opreme.
- Delovni pH: Območje pH, ki ga membrana lahko prenese brez poškodb. Širši delovni pH pomeni večjo prilagodljivost in združljivost z različnimi viri napajalne vode.
Različne RO membrane imajo lahko različne kompromise med temi dejavniki, zato je pomembno primerjati njihove podatke o delovanju in izbrati najprimernejšo glede na specifične pogoje uporabe.
Čas objave: 2. november 2023