I. Úvod do reverznej osmózy membrány
RO znamenáMembrána reverznej osmózy. Normálne voda prúdi z nízkej koncentrácie na vysokú koncentráciu. Avšak pod tlakom prietok odvráti vysokú koncentráciu na nízku koncentráciu. Toto je známe ako princíp reverznej osmózy.
Veľkosť pórov RO membrán je o 0. 000 1 mikrónov 1/5 000 veľkosť baktérií alebo vírusov, takže umožňuje prechádzať iba molekuly vody a niektoré prospešné minerálne ióny. Ďalšie nečistoty a ťažké kovy sú prepustené z vývodu odpadovej vody. RO membrány sa široko používajú pri recyklácii odsoľovania morskej vody a odpadovej vody, a preto sa často označujú ako high-tech umelé obličky.
RO membrány sú syntetické polo-pôsobivé membrány určené na napodobňovanie biologických membrán. Bežne sa vyrábajú z polymérnych materiálov, ako je octancetát celulózy, aromatický polyhydrazid alebo aromatický polyamid. Póry na povrchu membrány sa zvyčajne pohybujú od 0. 5 až 10 nm a ich priepustnosť závisí od chemickej štruktúry membrány. Niektoré materiály dobre odmietajú soli, ale majú pomalšiu priepustnosť vody, zatiaľ čo iné s hydrofilnejšími skupinami umožňujú rýchlejší prietok vody.
1. Princíp reverznej osmózy
Aby sme pochopili RO, musíme najprv vedieť, čo je „osmóza“: keď sú dva roztoky s rôznymi koncentráciami soli oddelené poloprodukovateľnými membránou, voda prirodzene tečie zo strany s nižšou koncentráciou soli na stranu s vyššou koncentráciou soli. Samotné soli neprechádzajú. Tento proces pokračuje, kým sa nedosiahne rovnováha a je poháňaná osmotickým tlakom.
Ak sa tlak väčší ako osmotický tlak aplikuje na stranu s vysokou slanosťou, prietok vody sa môže zvrátiť-je to reverzná osmóza. Týmto spôsobom sú molekuly vody nútené cez membránu na druhú stranu, pričom soli a nečistoty sú za sebou a účinne čistia vodu.
2. Pôvod technológie RO
V 50. rokoch 20. storočia americký vedec Dr. S. Sourirajan objavil tenkú membránu v tele čajky, ktorá by mohla oddeliť sladkú vodu od morskej vody vo vnútri tela vtáka pomocou tlaku. Tento koncept položil základ pre teóriu RO.
V roku 1953 University of Florida použila túto technológiu na odsoľovacie vybavenie. V roku 1960 vláda USA financovala výskum na lekárskej fakulte UCLA pod vedením Dr. Sidneyho Lodeho a Dr. Sourirajana na vývoj Membrán RO pre vesmírne programy. Cieľom bolo znížiť potrebu preniesť veľké množstvo vody do vesmíru. Postupom času sa zapojilo viac vedcov, čo výrazne presadzuje kvalitu a množstvo technológie Membrány RO a riešili kľúčové výzvy na čistenie vody pre ľudstvo.
II. Úvod do ultrafiltračnej membrány
Ultrafiltration (UF) membrány majú jednotné veľkosti pórov v rozsahu od {{0}}. 001 až 0,02 mikrónov. Pod tlakom tieto membrány odfiltrujú molekuly väčšie ako veľkosť pórov, čím účinne oddeľujú častice s molekulovou hmotnosťou viac ako 500 daltónov alebo veľkostí väčších ako 10 nm. UF membrány boli jednou z prvých membrán separácie polymérov, ktoré sa vyvíjali a používajú sa priemyselne od 60. rokov 20. storočia.
Filtrácia UF sa spolieha na tlakové rozdiely na oddelenie rozpustených látok a koncentrácie látok. Tieto membrány sa zvyčajne vyrábajú z octanu celulózy alebo z podobných polymérnych materiálov. Sú užitočné najmä na oddelenie koloidných suspenzií, ktoré je ťažké zvládnuť s inými metódami. Membránové aplikácie UF sa naďalej rozširujú.
Filtrácia membrány zameraná na tlaku obsahuje tri hlavné typy:
Mikrofiltrácia (MF): 0.02–10 μm
Ultrafiltrácia (UF): 0.001–0.02 μm
Reverzná osmóza (RO): 0.0001–0.001 μm
III. Vlastnosti Membrán RO
Vysoká miera odsoľovania aj pri vysokých prietokoch
Silná mechanická sila a dlhá životnosť
Efektívny výkon pri nízkom prevádzkovom tlaku
Rezistentné na chemické a biochemické reakcie
Minimálny vplyv pH, teploty a ďalších faktorov
Ľahko zdrojové suroviny, jednoduché výroby a nízke náklady
Iv. Funkcie membrán UF
Žiadna fázová zmena počas procesu UF; stabilná prevádzka pri izbovej teplote
Dizajn kompaktného zariadenia, malá stopa a ľahko ovládateľná
Jednoduchý proces separácie s vysokou úrovňou automatizácie
Schopný oddeliť látky na základe molekulovej hmotnosti
Široká prispôsobivosť na rôzne vodné vlastnosti a širokú škálu aplikácií
V. Aplikácie Membrán RO
Membrány RO sa používajú v rôznych odvetviach vrátane:
Generovanie energie
Petrochemický
Výroba ocele
Elektronika
Farmaceutiká
Jedlo a nápoje
Úprava mestskej vody a ochrana životného prostredia
Hrajú kľúčové úlohy v:
ODSALINÁCIA MORESKÁ VODA A BRAKOVANÁ VODA
Výroba kŕmenia kotla
Vytváranie priemyselnej čistej vody a ultra-buríkovej vody pre elektroniku
Výroba pitnej vody
Čistenie odpadu
Špecializované procesy separácie a čistenia
