I. Johdanto käänteisosmoosikalvoon
Ro tarkoittaaKäänteisosmoosikalvo. Normaalisti vesi virtaa matalasta pitoisuudesta korkeaan pitoisuuteen. Paineessa virtaus kuitenkin kääntää korkean pitoisuuden alhaiseen pitoisuuteen. Tätä kutsutaan käänteisosmoosin periaatteeksi.
RO-membraanien huokoskoko on noin 0. 000 1 mikronit-ympäri 1/5000 bakteerien tai virusten kokoinen, joten se antaa vain vesimolekyylien ja joidenkin hyödyllisten mineraali-ionien läpi. Muut epäpuhtaudet ja raskasmetallit puretaan jätevesien läpi. RO-kalvoja käytetään laajasti meriveden suolanpoisto- ja avaruusjäteveden kierrätyksessä, ja siksi niitä kutsutaan usein korkean teknologian keinotekoisiksi munuaisiksi.
RO-membraanit ovat synteettisiä puolijohtavia kalvoja, jotka on suunniteltu jäljittelemään biologisia kalvoja. Ne on yleisesti valmistettu polymeerimateriaaleista, kuten selluloosa -asetaatti, aromaattinen polydratsidi tai aromaattinen polyamidi. Kalvon pinnan huokoset vaihtelevat tyypillisesti 0. 5 - 10 nm, ja niiden läpäisevyys riippuu kalvon kemiallisesta rakenteesta. Jotkut materiaalit hylkäävät suolat hyvin, mutta niillä on hitaampi veden läpäisevyys, kun taas toiset, joilla on enemmän hydrofiilisiä ryhmiä, sallivat nopeamman veden virtauksen.
1. käänteisosmoosin periaate
RO: n ymmärtämiseksi meidän on ensin tiedettävä, mikä "osmoosi" on: Kun kaksi liuosta, joilla on erilainen suolakonsentraatio, erotetaan puoliläpäisellä kalvolla, vesi virtaa luonnollisesti sivulta, jolla on alempi suolapitoisuus sivulle, jolla on korkeampi suolakonsentraatio. Suolat itse eivät läpäise läpi. Tämä prosessi jatkuu, kunnes tasapaino on saavutettu ja sitä ohjaa osmoottinen paine.
Jos paine, joka on suurempi kuin osmoottinen paine, kohdistetaan korkean suolaisuuden puolelle, veden virtaus voidaan kääntää-tämä on käänteisosmoosi. Tällä tavoin vesimolekyylit pakotetaan kalvon läpi toiselle puolelle, jättäen suolat ja epäpuhtaudet taakse, puhdistaen tehokkaasti vettä.
2. RO -tekniikan alkuperä
1950 -luvulla amerikkalainen tiedemies Dr. S. Sourirajan löysi ohut kalvon lokin kehosta, joka voisi erottaa makean veden merivedestä lintukehon sisällä paineen avulla. Tämä käsite loi perustan RO -teorialle.
Vuonna 1953 Floridan yliopisto sovelsi tätä tekniikkaa suolanpoistolaitteisiin. Vuonna 1960 Yhdysvaltain hallitus rahoitti tutkimusta UCLA Medical Schoolissa, jota johtavat tohtori Sidney Lode ja tohtori Sourirajan, RO -kalvojen kehittämiseksi avaruusohjelmiin. Tavoitteena oli vähentää tarvetta kuljettaa suuria määriä vettä avaruuteen. Ajan myötä enemmän tutkijoita osallistui, edistäen huomattavasti RO -membraanitekniikan laatua ja määrää ja ratkaista ihmiskunnan keskeisten vedenpuhdistushaasteiden ratkaiseminen.
II. Johdanto ultrasuodatuskalvoon
Ultrafiltraation (UF) kalvoilla on yhtenäiset huokoskoot {{0}}. 001 - 0,02 mikronia. Paineessa nämä kalvot suodattavat huokoskoon suuremmat molekyylit, erottaen tehokkaasti hiukkaset, joiden molekyylipaino on yli 500 daltonia tai koot yli 10 nm. UF -kalvot olivat yksi ensimmäisistä polymeerin erotuskalvoista, ja niitä on käytetty teollisesti 1960 -luvulta lähtien.
UF -suodatus riippuu paine -eroista liuenneiden aineiden ja konsentraattisten aineiden suhteen. Nämä kalvot valmistetaan yleensä selluloosa -asetaatista tai vastaavista polymeerimateriaaleista. Ne ovat erityisen hyödyllisiä kolloidisten suspensioiden erottamisessa, joita on vaikea käsitellä muiden menetelmien kanssa. UF -membraanisovellukset laajenevat edelleen.
Painepohjainen kalvojen suodatus sisältää kolme päätyyppiä:
Mikrofiltraatio (MF): 0.02–10 μm
Ultrasuodatus (UF): 0.001–0.02 μm
Käänteinen osmoosi (RO): 0.0001–0.001 μm
III. RO -kalvojen ominaisuudet
Korkea suolanpoistoaste jopa korkeilla virtausnopeuksilla
Vahva mekaaninen vahvuus ja pitkä käyttöikä
Tehokas suorituskyky alhaisella käyttöpaineella
Kemiallisten ja biokemiallisten reaktioiden kestävyys
PH: n, lämpötilan ja muiden tekijöiden minimaalinen vaikutus
Helppolähteen raaka-aineet, yksinkertainen valmistus ja alhaiset kustannukset
Iv. UF -kalvojen ominaisuudet
Ei vaihemuutosta UF -prosessin aikana; Vakaa toiminta huoneenlämpötilassa
Kompakti laitteiden suunnittelu, pieni jalanjälki ja helppo käyttää
Yksinkertainen erotusprosessi, jolla on korkea automatisointi
Pystyy erottamaan aineet molekyylipainon perusteella
Laaja sopeutumiskyky erilaisiin vesimuotoihin ja monenlaisia sovelluksia
V. RO -kalvojen sovellukset
RO -kalvoja käytetään eri toimialoilla, mukaan lukien:
Sähköntuotanto
Petrokemian
Teräksenvalmistus
Elektroniikka
Lääkkeet
Ruoka ja juoma
Kunnallinen vedenkäsittely ja ympäristönsuojelu
He pelaavat avainrooleja:
Suolanpoisto merivettä ja murtovettä
Tuottaa kattilan syöttövettä
Luomalla teollista puhdasta vettä ja ultra-puhtaana vettä elektroniikalle
Juomaveden tekeminen
Jäteveden hoito
Erikoistuneet erottelu- ja puhdistusprosessit
