I. Introducere în membrana de osmoză inversă
RO înseamnăMembrană de osmoză inversă. În mod normal, apa curge de la o concentrație scăzută la o concentrație mare. Cu toate acestea, sub presiune, debitul se inversează de la concentrația mare până la o concentrație scăzută. Acesta este cunoscut ca principiul osmozei inverse.
Mărimea porilor membranelor RO este de aproximativ 0. 000 1 microni 1/5.000 dimensiunea bacteriilor sau a virușilor-astfel încât permite să treacă doar molecule de apă și unii ioni minerali benefici. Alte impurități și metale grele sunt descărcate prin priza de ape uzate. Membranele RO sunt utilizate pe scară largă în desalinizarea apei de mare și în reciclarea apei reziduale spațiale și, prin urmare, sunt adesea denumite rinichi artificiali de înaltă tehnologie.
Membranele RO sunt membrane semi-permeabile sintetice concepute pentru a imita membranele biologice. Sunt obținute în mod obișnuit din materiale polimerice precum acetat de celuloză, polihidrazidă aromatică sau poliamidă aromatică. Porii de pe suprafața membranei variază de obicei de la 0. 5 până la 10 nm, iar permeabilitatea lor depinde de structura chimică a membranei. Unele materiale resping sărurile bine, dar au o permeabilitate mai lentă a apei, în timp ce altele cu mai multe grupuri hidrofile permit un flux mai rapid de apă.
1.. Principiul osmozei inverse
Pentru a înțelege RO, mai întâi trebuie să știm care este „osmoza”: atunci când două soluții cu concentrații diferite de sare sunt separate printr-o membrană semi-permeabilă, apa curge în mod natural din partea cu o concentrație mai mică de sare în lateral cu o concentrație mai mare de sare. Sărurile în sine nu trec. Acest proces continuă până la atingerea echilibrului și este condus de presiunea osmotică.
Dacă presiunea mai mare decât presiunea osmotică este aplicată pe partea ridicată de salinitate, debitul de apă poate fi inversat-aceasta este osmoza inversă. În acest fel, moleculele de apă sunt forțate prin membrană spre cealaltă parte, lăsând săruri și impurități în urmă, purificând eficient apa.
2. Originea tehnologiei RO
În anii 1950, omul de știință american Dr. S. Sourirajan a descoperit o membrană subțire în corpul unui pescăruș, care ar putea separa apa dulce de apa de mare în interiorul corpului păsării folosind presiune. Acest concept a pus bazele teoriei RO.
În 1953, Universitatea din Florida a aplicat această tehnologie la echipamentele de desalinizare. În 1960, guvernul american a finanțat cercetările la UCLA Medical School, condusă de Dr. Sidney Lode și Dr. Sourirajan, pentru a dezvolta membrane RO pentru programe spațiale. Scopul a fost de a reduce nevoia de a transporta cantități mari de apă în spațiu. De -a lungul timpului, mai mulți cercetători s -au implicat, avansând foarte mult calitatea și cantitatea tehnologiei cu membrană RO și rezolvarea provocărilor cheie de purificare a apei pentru umanitate.
Ii. Introducere în membrana de ultrafiltrare
Membranele ultrafiltration (UF) au dimensiuni uniforme de pori, de la {{0}}. 001 până la 0,02 microni. Sub presiune, aceste membrane filtrează moleculele mai mari decât dimensiunea porilor, separarea eficientă a particulelor cu greutăți moleculare peste 500 de daltoni sau dimensiuni mai mari de 10 nm. Membranele UF au fost una dintre primele membrane de separare a polimerilor dezvoltate și au fost utilizate industrial încă din anii '60.
Filtrarea UF se bazează pe diferențele de presiune pentru a separa soluții și substanțele concentrate. Aceste membrane sunt de obicei fabricate din acetat de celuloză sau materiale polimerice similare. Sunt utile în special pentru separarea suspensiilor coloidale dificil de gestionat cu alte metode. Aplicațiile cu membrană UF continuă să se extindă.
Filtrarea membranei bazate pe presiune include trei tipuri principale:
Microfiltrare (MF): 0.02–10 μm
Ultrafiltration (UF): 0.001–0.02 μm
Osmoză inversă (RO): 0.0001–0.001 μm
Iii. Caracteristici ale membranelor RO
O rată ridicată de desalinizare chiar și la debituri mari
Rezistență mecanică puternică și viață lungă de serviciu
Performanță eficientă sub presiune de funcționare scăzută
Rezistent la reacții chimice și biochimice
Impact minim de la pH, temperatură și alți factori
Materii prime ușor de sursă, fabricație simplă și costuri reduse
Iv. Caracteristici ale membranelor UF
Nici o modificare de fază în timpul procesului UF; Funcționare stabilă la temperatura camerei
Proiectare compactă a echipamentelor, amprentă mică și ușor de operat
Proces de separare simplă cu un nivel ridicat de automatizare
Capabil să separe substanțele pe baza greutății moleculare
Adaptabilitate largă la diferite calități de apă și o gamă largă de aplicații
V. Aplicații ale membranelor RO
Membranele RO sunt utilizate în diferite industrii, inclusiv:
Generarea puterii
Petrochimic
Fabricarea oțelului
Electronică
Produse farmaceutice
Mâncare și băutură
Tratarea apei municipale și protecția mediului
Ei joacă roluri cheie în:
Desalinizarea apei de mare și a apei salubre
Producerea apei de alimentare a cazanului
Crearea apei pure industriale și a apei ultra-pure pentru electronice
Făcând apă potabilă
Tratarea apelor uzate
Procese specializate de separare și purificare
