Fordított ozmózis víztisztító a mindennapjainkban!
Bárki, aki átesett egy középiskolai természettudományos órán, valószínűleg ismeri az ozmózis kifejezést. A folyamatot először egy francia tudós írta le 1748-ban, és megállapította, hogy a víz spontán módon diffundál a sertéshólyag membránján keresztül az alkoholba. Több mint 200 évvel később ennek a folyamatnak a fordított ozmózisként ismert módosítása lehetővé teszi az emberek számára, hogy a nemkívánatos vizet megfizethető áron olyan vízzé alakítsák, amely gyakorlatilag mentes az egészségügyi vagy esztétikai szennyeződésektől. Fordított ozmózisos rendszerek találhatók, amelyek kezelt vizet biztosítanak egy magánlakás konyhapultjáról az emberes űrhajókban használt berendezésekhez.
A fordított ozmózis egy olyan technológia, amely gyakorlatilag mindenhol megtalálható, ahol tiszta vízre van szükség.
A gyakori felhasználások közé tartozik:
- Vizet fogyasztani
- Párásítás
- Jégkészítés
- Autómosó víz visszanyerése
- Öblítővizek
- Orvosbiológiai alkalmazások
- Laboratóriumi alkalmazások
- Fényképezés
- Gyógyszergyártás
- Vese dialízis
- A kémiai folyamatokban használt víz
- Kozmetikumok
- Állat eledel
- Keltetők
- Éttermek
- Üvegházak
- Fémbevonat alkalmazások
- Szennyvíztisztító
- Bojler Víz
- Akkumulátor víz
- Félvezető gyártás
Hogyan működik a fordított ozmózis
A féligáteresztő membrán, mint a sejtfal vagy a húgyhólyag membránja, válogatja, hogy mit enged át, és mit akadályoz meg. Ezek a membránok általában nagyon könnyen áteresztik a vizet kis molekulaméretük miatt: hanem sok más szennyezőanyag átjutását is megakadályozzák azok befogásával. A víz jellemzően a membrán mindkét oldalán van jelen, és mindkét oldalon eltérő koncentrációban vannak az oldott ásványi anyagok. Mivel a víz a kevésbé tömény oldat hígítani akarja a töményebb oldatot, a víz áthalad a membránon az alacsonyabb koncentrációjú oldalról a nagyobb koncentrációjú oldalra. Végül az ozmotikus nyomás (az alábbi diagramon a vízszintek különbsége által létrehozott nyomás) pontosan ellensúlyozza a diffúziós folyamatot, és egyensúly alakul ki.
A fordított ozmózis folyamata a nagyobb szennyezőanyag-koncentrációjú vizet (forrásvíz) egy rendkívül alacsony szennyezőanyag-koncentrációjú vizet tartalmazó tartályba (a feldolgozott víz) kényszeríti. A forrásoldali nagy víznyomást a természetes ozmotikus folyamat "visszafordítására" használják, a félig áteresztő membrán továbbra is lehetővé teszi a víz áthaladását, miközben a többi szennyezőanyag többségét elutasítja. Azt a specifikus folyamatot, amelyen keresztül ez megtörténik, ionkizárásnak nevezik, amelyben az ionok koncentrációja a membrán felületén olyan gátból származik, amely lehetővé teszi más vízmolekulák átjutását, miközben más anyagokat kizár.
A féligáteresztő membránok nagy utat tettek meg a korábbi ozmóziskísérletek során használt természetes sertéshólyagoktól. Az 1960-as évek előtt ezek a membránok túlságosan nem hatékonyak, drágák és megbízhatatlanok voltak a laboratóriumon kívüli gyakorlati alkalmazásokhoz. A szintetikus anyagok modern fejlődése általában megoldotta ezeket a problémákat, lehetővé téve, hogy a membránok rendkívül hatékonyak legyenek a szennyeződések visszaszorításában, és elég szívóssá váljanak ahhoz, hogy ellenálljanak a hatékony működéshez szükséges nagyobb nyomásoknak.
Még ezekkel a fejlesztésekkel is, a fordított ozmózisos (RO) rendszer forrásoldalán lévő "elutasított" vizet időszakonként át kell öblíteni, hogy ne legyen olyan koncentrált, hogy magára a membránra képződjön vízkő. Az RO-rendszereknél jellemzően szén-előszűrőre is szükség van a klór redukciójához, ami károsíthatja az RO-membránt; és mindig szükség van üledék-előszűrőre, hogy a forrásvízben lévő finom szuszpendált anyagok ne tömítsék el tartósan a membránt. A keménység csökkentése, akár vízlágyítással lakóegységeknél, akár vegyi lágyítással ipari használatra, szintén kívánatos lehet kemény vizű területeken.
Alacsony nyomású (lakósági) rendszerek
Az alacsony nyomású RO-rendszerek általában azokat a rendszereket jelentik, amelyeknél a víz betáplálási nyomása kisebb, mint 100 psig. Ezek a tipikus munkalapok vagy mosogató alatti lakossági rendszerek, amelyek elsősorban a természetes víznyomásra támaszkodnak a fordított ozmózisos folyamat működéséhez: az alábbiakban egy tipikus rendszert mutatunk be sematikusan.
Tipikus használati pont fordított ozmózis rendszer
Az asztali egységek jellemzően nyomásmentes tárolótartállyal rendelkeznek; A süllyesztőegységek jellemzően túlnyomásos tárolótartállyal rendelkeznek, ahol a víznyomás a tartály megtelésével nő. Ez a túlnyomásos rendszer elegendő nyomást biztosít ahhoz, hogy a víz a mosogató alatti tárolótartályból a csapba kerüljön. Sajnos ez ellennyomást is létrehoz a membránra, ami csökkentheti annak hatékonyságát. Egyes egységek ezt úgy oldják meg, hogy nyomásmentes tartályokat használnak szivattyúval, hogy a kezelt vizet a szükséges helyre szállítsák.
Az alacsony nyomású egységek általában napi 24-35 gallon vizet biztosítanak (a Pure-Pro rendszer 50-80 gallont kínál naponta), a víz tisztasága elérheti a visszautasítás 95 százalékát is. Ezek a rendszerek rendkívül kedvező árúak lehetnek, a süllyesztő egységek körülbelül 500 USD-tól kezdődnek. Ezek az egységek gallononként akár öt cent áron állítanak elő vizet, ha a karbantartási és vízköltségeket beleszámítjuk. A karbantartás általában megköveteli az elő- vagy utószűrők cseréjét (általában évente 1-4 alkalommal); és a fordított ozmózisú patront két-három évente egyszer, a használattól függően. Keresd a PPW-otthoni fordított ozmózis rendszer olyan termékek megtalálásához, amelyeket sikeresen teszteltek az ipari teljesítmény szabványoknak megfelelően; és minősített vízügyi szakembereknek (CWS IV), minősített értékesítési képviselőknek (CSR) és minősített telepítőknek (CI), hogy tanácsot adhassanak az Ön vízszükségleteivel és a berendezések telepítésével kapcsolatban.
Nagynyomású (kereskedelmi/ipari) rendszerek
A nagynyomású rendszerek jellemzően 100 és 1000 psig közötti nyomáson működnek, a választott membránoktól és a kezelendő víztől függően. Ezeket a rendszereket általában ipari vagy kereskedelmi alkalmazásokban használják, ahol nagy mennyiségű, nagy tisztaságú tisztított vízre van szükség.
A legtöbb kereskedelmi és ipari rendszer több, párhuzamosan elhelyezett membránt használ a szükséges vízmennyiség biztosítására. A kezelés első szakaszából származó feldolgozott víz ezután további membránmodulokon vezethető át a kész víz magasabb szintű kezelésének elérése érdekében. A selejt vizet az egymást követő membránmodulokba is be lehet vezetni a nagyobb hatékonyság érdekében (lásd az alábbi ábrát), bár az öblítés akkor is szükséges, ha a koncentráció eléri azt a szintet, amelynél valószínű a szennyeződés előfordulása.
A nagynyomású ipari egységek jellemzően napi 10 gallontól több ezer gallonig terjedő mennyiségű vizet biztosítanak, 1-9 gallon selejt víz per gallon kezelt víz hatékonyságával. A víz tisztasága elérheti a 95 százalékot is. Ezek a rendszerek általában nagyobbak és bonyolultabbak, mint az alacsony nyomású rendszerek, és ez tükröződik a költségeikben is, amelyek 1000 USD-tól több tízezer dollárig terjednek egy nagy, több modulból álló egység esetében, amely képes sótalan ivóvizet biztosítani egy üdülőhely számára. létesítmény vagy vízpalackozó üzem.
Mit kezel a fordított ozmózis
A fordított ozmózis sokféle egészségügyi és esztétikai szennyeződést képes kezelni. A hatékonyan tervezett RO berendezések sokféle esztétikai szennyeződést képesek kezelni, amelyek kellemetlen íz-, szín- és szagproblémákat okoznak, mint például a kloridok vagy szulfátok által okozott sós vagy szódaíz.Az RO hatékony lehet olyan egészségügyi szennyező anyagok kezelésében is, mint az arzén, azbeszt, az atrazin (gyomirtó/peszticidek). fluor, ólom, higany, nitrát és rádium. Megfelelő szén-előszűrő alkalmazása esetén (amely általában a legtöbb RO-rendszerhez tartozik), további kezelést lehet biztosítani az olyan "illékony" szennyező anyagok esetében is, mint a benzol, triklór-etilén, trihalogén-metánok és radon. Egyes RO berendezések képesek a biológiai szennyeződések, például a Cryptosporidium kezelésére is . A Water Quality Association (WQA) azonban felhívja a figyelmet arra, hogy bár az RO membránok jellemzően gyakorlatilag az összes ismert mikroorganizmust és a legtöbb egyéb egészségügyi szennyeződést eltávolítják, a tervezési megfontolások megakadályozhatják, hogy az egység biztonságos védelmet nyújtson, ha beépítik a fogyasztói ivóvízrendszerbe.
Ha egy adott egészségügyi szennyezőanyag kezelésére szolgáló terméket keres, ügyeljen arra, hogy olyan termékeket találjon, amelyeket ilyen célra sikeresen teszteltek egy minőségvizsgáló laboratóriumban.
Következtetés
A fordított ozmózis egy viszonylag új, de nagyon hatékony alkalmazása egy megalapozott tudományos eljárásnak. Akár egy tipikus négytagú család szükségleteinek kielégítésére, akár egy napi több ezer gallont igénylő ipari tevékenységre használják, költséghatékony lehet a szükséges mennyiségű, jól kezelt víz biztosítása. A rendszer- és membrántervezés folyamatos fejlődésével, amely növeli a hatékonyságot és a megbízhatóságot, az RO várhatóan az elkövetkező években jelentős szerepet fog játszani a vízkezelésben.
