I. Вступ до мембрани зворотного осмосу
RO означаєМембрана зворотного осмосу. Зазвичай вода тече від низької концентрації до високої концентрації. Однак під тиском потік повертається від високої концентрації до низької концентрації. Це відоме як принцип зворотного осмосу.
Розмір пор мембран RO становить приблизно 0. 000 1 мікрони-5000 розміром бактерій або вірусів. Інші домішки та важкі метали викидаються через торговельну точку стічних вод. Мембрани RO широко використовуються при опрісненні морської води та переробці водоймних стічних вод, і тому їх часто називають високотехнологічними штучними нирками.
Мембрани RO-це синтетичні напівпроникні мембрани, розроблені для імітації біологічних мембран. Вони зазвичай виготовлені з полімерних матеріалів, таких як ацетат целюлози, ароматичний полігідразид або ароматичний поліамід. Пори на поверхні мембрани зазвичай коливаються від 0. 5 до 10 нм, а їх проникність залежить від хімічної структури мембрани. Деякі матеріали добре відкидають солі, але мають повільну проникність води, а інші з більш гідрофільними групами дозволяють швидше потік води.
1. Принцип зворотного осмосу
Щоб зрозуміти RO, ми спочатку повинні знати, що таке "осмос": Коли два розчини з різними концентраціями солі відокремлені напівпроникною мембраною, вода природно протікає з боку з нижчою концентрацією солі збоку з більшою концентрацією солі. Самі солі не проходять. Цей процес триває до досягнення рівноваги і не буде зумовлений осмотичним тиском.
Якщо тиск, більший за осмотичний тиск, застосовується на сторону високої солоності, потік води може бути зворотним-це зворотне осмос. Таким чином, молекули води вимушуються через мембрану з іншого боку, залишаючи солі та домішки позаду, ефективно очищаючи воду.
2. Походження технології RO
У 1950 -х роках американський вчений доктор С. Суріраян виявив тонку мембрану в тілі чайки, яка могла відокремити прісну воду від морської води всередині тіла птаха, використовуючи тиск. Ця концепція заклала основу для теорії RO.
У 1953 році університет Флориди застосував цю технологію до обладнання для знесолення. У 1960 році уряд США фінансував дослідження в медичній школі UCLA на чолі з доктором Сідні Лоде та доктором Суріраяном, щоб розробити мембрани RO для космічних програм. Метою було зменшити необхідність перенести велику кількість води в космос. З часом більше дослідників залучається, значно просуваючи якість та кількість технології мембрани RO та вирішуючи ключові проблеми з очищенням води для людства.
Ii. Вступ до ультрафільтраційної мембрани
Мембрани ультрафільтрації (UF) мають рівномірні розміри пор, починаючи від {{0}}. 001 до 0,02 мкм. Під тиском ці мембрани фільтрують молекули, більші за розміри пор, ефективно відокремлюючи частинки з молекулярними вагами понад 500 дальтонів або розмірів більше 10 нм. Мембрани UF були однією з перших мембран розділення полімерів, розроблених і використовувались промислово з 1960 -х років.
Фільтрація UF спирається на відмінності тиску для розділення розчинних речовин та концентратних речовин. Ці мембрани зазвичай виготовляються з ацетату целюлози або подібних полімерних матеріалів. Вони особливо корисні для відокремлення колоїдних суспензій, які важко впоратися з іншими методами. Застосування мембрани UF продовжує розширюватися.
Фільтрація мембран, керованої тиском, включає три основні типи:
Мікрофільтрація (MF): 0.02–10 μm
Ультрафільтрація (UF): 0.001–0.02 μm
Зворотний осмос (RO): 0.0001–0.001 μm
Iii. Особливості мембран RO
Висока швидкість опріснення навіть при високій швидкості
Сильна механічна сила та тривалий термін служби
Ефективна продуктивність при низькому робочому тиску
Стійкі до хімічних та біохімічних реакцій
Мінімальний вплив від рН, температури та інших факторів
Легка в джерелах сировина, просте виробництво та низька вартість
Iv. Особливості мембран UF
Немає зміни фази під час процесу UF; стабільна робота при кімнатній температурі
Дизайн компактного обладнання, невеликий слід та простий в експлуатації
Простий процес розділення з високим рівнем автоматизації
Здатний відокремлювати речовини на основі молекулярної маси
Широка пристосованість до різних якостей води та широкого спектру застосувань
V. Застосування мембран RO
Мембрани RO використовуються в різних галузях, включаючи:
Генерація живлення
Нафтохімічний
Виробництво сталі
Електроніка
Фармацевтичні препарати
Їжа та напої
Муніципальна очищення води та захист навколишнього середовища
Вони грають ключові ролі в:
Залишення морської води та солоної води
Виробництво кормової води котла
Створення промислової чистої води та надильної води для електроніки
Виготовлення питної води
Очищення стічних вод
Спеціалізовані процеси розділення та очищення
