Uvod v princip delovanja membrane za reverzno osmozo (RO):
RO je okrajšava za Reverse Osmosis v angleščini in pomeni anti-osmoza v kitajščini.Na splošno je gibanje molekul vode od nizke koncentracije do visoke koncentracije.Ko pa se na vstopni strani izvaja pritisk, se smer gibanja vodnih molekul obrne, od visoke koncentracije k nizki koncentraciji, od tod tudi ime reverzna osmoza.
Načelo RO membrane: RO membrana, znana tudi kot membrana za reverzno osmozo, je tehnologija, ki ločuje tekočine, večje od velikosti por membrane, s pomočjo razlike v tlaku kot gonilne sile.Tekočina, ki je podvržena membranski filtraciji, je izpostavljena tlaku.Ko tlak preseže osmotski tlak RO membrane, bo tekočina pronicala v nasprotni smeri.Tekočina, ki je manjša od velikosti por, bo izpuščena med postopkom prepustnosti, medtem ko bo tekočina z višjo koncentracijo od velikosti por blokirana z membrano in izpuščena skozi kanal za koncentrirano vodo.Ta dejanja služijo čiščenju, ločevanju in koncentriranju prvotne tekočine.
Ključni kazalniki učinkovitosti RO membrane so stopnja razsoljevanja, pretok vode in stopnja obnovitve.Stopnja razsoljevanja se nanaša na stopnjo čistosti, pri kateri membrana prestreže ione, pri čemer je višja stopnja razsoljevanja dosežena, ko prestreže ione učinkoviteje.Drugi ključni kazalnik učinkovitosti je pretok, ki se nanaša na količino vodnih molekul, ki lahko prehajajo skozi enoto površine membrane.Večji kot je pretok, boljša je učinkovitost membrane.Po drugi strani se stopnja obnovitve nanaša na razmerje med sladko vodo in koncentratom, medtem ko membrana deluje, pri čemer višje razmerje kaže na boljšo učinkovitost membrane.
Zaradi teh treh ključnih značilnosti RO membran je bil razvoj RO membran usmerjen v doseganje prebojev v visoki stopnji razsoljevanja, veliki proizvodnji vode in visoki stopnji predelave, od katerih bi lahko vsaka ustvarila pomembne gospodarske koristi.
Pri membranskih elementih z reverzno osmozo v večini primerov vir vode ne more vstopiti neposredno v elemente, ker lahko vsebovane nečistoče onesnažijo membrano in vplivajo na stabilno delovanje sistema in življenjsko dobo membranskega elementa.Predobdelava je postopek obdelave surove vode glede na značilnosti nečistoč v njej z ustreznimi postopki, tako da lahko izpolnjuje zahteve za vnos v membranske elemente reverzne osmoze.Ker se nahaja pred reverzno osmozo v celotnem procesu čiščenja vode, se imenuje predobdelava.
Namen predobdelave v sistemih z reverzno osmozo je: 1) preprečiti kontaminacijo površine membrane, tj. preprečiti, da bi se suspendirane nečistoče, mikroorganizmi, koloidne snovi itd. prilepile na površino membrane ali zamašile vodni kanal membranskega elementa;2) preprečite nastanek vodnega kamna na površini membrane.Med delovanjem naprave za reverzno osmozo se lahko zaradi koncentracije vode na površini membrane odlagajo nekatere težko topne soli, kot so CaCO3, CaSO4, BaSO4, SrSO4, CaF2, zato je treba preprečiti nastanek teh težko topljivih soli. soli za raztapljanje;
3) zagotoviti, da membrana ni izpostavljena mehanskim ali kemičnim poškodbam, tako da ima membrana dobro delovanje in zadostno življenjsko dobo.
Izbira postopkov predhodne obdelave za sisteme reverzne osmoze je naslednja:
1) Za površinsko vodo z vsebnostjo suspendiranih trdnih delcev manj kot 50 mg/L se lahko uporabi metoda neposredne koagulacijske filtracije;
2) Za površinsko vodo z vsebnostjo suspendiranih trdnih snovi nad 50 mg/L se lahko uporabi metoda koagulacije, bistrenja in filtracije;
3) Za podtalnico z vsebnostjo železa manj kot 0,3 mg/L in vsebnostjo suspendiranih trdnih snovi manj kot 20 mg/L se lahko uporabi metoda neposredne filtracije;
4) Za podtalnico z vsebnostjo železa manj kot 0,3 mg/L in vsebnostjo suspendiranih trdnih snovi več kot 20 mg/L se lahko uporabi metoda neposredne koagulacijske filtracije;
5) Pri podzemni vodi z vsebnostjo železa nad 0,3 mg/L je treba razmisliti o oksidaciji in odstranitvi železa, čemur sledi postopek neposredne filtracije ali neposredne koagulacijske filtracije.Kadar je vsebnost organske snovi v surovi vodi visoka, se lahko za čiščenje uporabijo kloriranje, koagulacija, bistrenje in filtracija.Kadar ta obdelava ne zadostuje, lahko za odstranitev organskih snovi uporabimo tudi filtracijo z aktivnim ogljem.Če je trdota surove vode visoka in se bo CaCO3 po obdelavi še vedno usedal na površini membrane za reverzno osmozo, lahko uporabite mehčanje ali obdelavo z apnom.Kadar se druge težko topne soli obarjajo in tvorijo vodni kamen v RO sistemu, je treba uporabiti sredstva proti vodnemu kamnu.Omeniti velja, da barij in stroncij nista vedno prisotna v analizi surove vode.Vendar pa lahko tudi pri zelo nizkih koncentracijah zlahka tvorijo luske na površini membrane, dokler je vsebnost sulfata v vodi večja od 0,01 mg/L.Te luske je težko očistiti, zato jih je treba čim bolj preprečiti, da bi nastali na površini membrane.
Ko je vsebnost silicijevega dioksida v surovi vodi visoka, lahko za obdelavo dodamo apno, magnezijev oksid (ali bel prah).Če je koncentracija silicijevega dioksida v RO napajalni vodi večja od 20 mg/L, je treba narediti oceno nagnjenosti k skaliranju.Ker je kremenčev kamen težko očistiti, je zelo pomembno, da preprečimo njegovo nastajanje na membrani.
Čas objave: 1. avgusta 2023