I. Uvod u reverzne osmoze membrane
Ro značiReverzna osmoza membrana. Obično voda teče iz niske koncentracije do visoke koncentracije. Međutim, pod pritiskom, protok preokreće - iz velike koncentracije do niske koncentracije. To je poznato kao princip reverzne osmoze.
Veličina porama RO membrane je oko 0 1 mikroni - oko 1/5000 veličine bakterija ili virusa - tako da omogućava samo molekuli vode i neke korisne mineralne ione. Ostale nečistoće i teški metali ispuštaju se kroz izlaz otpadnih voda. RO membrane široko se koriste u morskoj vodi i recikliranju razmaka otpadnih voda i stoga se često nazivaju visokotehnološkim umjetnim bubrezima.
RO membrane su sintetičke polupropusne membrane dizajnirane za oponašaju biološke membrane. Obično su izrađeni od polimernih materijala poput celuloznog acetata, aromatičnog polihidrazida ili aromatičnog poliamida. Pore na membranskoj površini obično se kreću od {1}}. 5 do 10 Nm, a njihova propusnost ovisi o hemijskoj strukturi membrane. Neki materijali odbijaju soli dobro, ali imaju sporije propusnost vode, dok drugi s više hidrofilnih grupa omogućavaju brži protok vode.
1. Princip obrnute osmoze
Da bismo razumjeli RO, prvo moramo znati šta je "osmoza": kada su dva rješenja s različitim koncentracijama soli odvojena polupropusna membrana, vodena prirodno teče sa manjom koncentracijom soli sa većem koncentracijom soli. Sami soli ne prolaze. Ovaj se proces nastavlja dok se ne postigne ravnotežnica i pokreće osmotski pritisak.
Ako se pritisak veći od osmotskog pritiska primjenjuje na bočnu vezu s visokom slanikom, protok vode se može obrnuti - ovo je obrnuta osmoza. Na taj se način molekuli vode prisiljeni kroz membranu na drugu stranu, ostavljajući soli i nečistoće iza, učinkovito pročišćavajući vodu.
2. Porijeklo RO tehnologije
1950-ih, američki naučnik dr. S. Sourirajan otkrio je tanku membranu u tijelu galeba, koji bi mogao odvojiti slatku vodu iz morske vode unutar ptičnog tijela koristeći pritisak. Ovaj je koncept postavio temelj za RO teoriju.
Godine 1953., Univerzitet u Floridi primijenio je ovu tehnologiju opremi za desalinizaciju. 1960. godine, američka vlada finansirala je istraživanje u medicinskoj školi UCLA, koju su vodili dr. Sidney Lode i dr. Sourirajan, za razvoj RO membrane za svemirske programe. Cilj je bio smanjiti potrebu za nošenjem velikih količina vode u svemir. S vremenom su se uključili više istraživača, uvelike napredujući kvalitet i količinu RO membranske tehnologije i rješavanja ključnih izazova za pročišćavanje vode za čovječanstvo.
II. Uvod u ultrafiltracijsku membranu
Ultrafiltracija (UF) membrane imaju ujednačene veličine pora u rasponu od {{0}}. 001 do 0,02 mikrona. Pod pritiskom, ove membrane filtriraju molekule veće od veličine pora, učinkovito odvajajući čestice molekularnim utezima preko 500 daltona ili veličina veće od 10 nm. UF membrane bile su jedna od prvih membrana za odvajanje polimera razvijena i korištena su industrijski od 1960-ih.
UF filtracija se oslanja na razlike u pritisku za odvojene rješenja i koncentrate supstanci. Te se membrane obično izrađuju od celuloznog acetata ili sličnih polimernih materijala. Posebno su korisni za odvajanje koloidnih suspenzija koje su teško rukovati s drugim metodama. UF aplikacije membrane i dalje se šire.
Membranska filtracija pod pritiskom uključuje tri glavne vrste:
Mikrofiltracija (MF): 0.02–10 μm
Ultrafiltracija (UF): 0.001–0.02 μm
Reverzna osmoza (RO): 0.0001–0.001 μm
III. Značajke RO membrane
Velika stopa desalinacije čak i pri visokim stopama protoka
Snažna mehanička čvrstoća i dug radni vijek
Učinkovite performanse u niskom radnom pritisku
Otporan na hemijske i biohemijske reakcije
Minimalni utjecaj pH, temperature i drugih faktora
Sirovine jednostavne do izvora, jednostavna proizvodnja i niska cijena
IV. Značajke UF membrana
Nema fazne promjene tokom UF procesa; Stabilan rad na sobnoj temperaturi
Dizajn kompaktne opreme, mali otisak i jednostavan za rukovanje
Jednostavan proces odvajanja s visokim nivoom automatizacije
Sposobni za odvajanje tvari na osnovu molekularne težine
Široka prilagodljivost različitim vodovodnim kvalitetama i širokom rasponu aplikacija
V. Primjene RO membrana
RO membrane koriste se u različitim industrijama, uključujući:
Generacija energije
Petrohemijski
Proizvodnja čelika
Elektronika
Farmaceuticals
Hrana i piće
Pročišćavanje općinske vode i zaštita okoliša
Igraju ključne uloge u:
Desalinirajući morsku vodu i bočastu vodu
Izrada bojlera za dovod vode
Stvaranje industrijske čiste vode i ultra čiste vode za elektroniku
Izrada pitke vode
Pročišćavanje otpadnih voda
Specijalizirani procesi odvajanja i pročišćavanja
