11. marec 2022
STARK: systém reverznej osmózy. Ako funguje reverzná osmóza?
Tento článok je zameraný na publikum, ktoré má malé alebo žiadne skúsenosti s vodou s reverznou osmózou a pokúsi sa vysvetliť základy jednoduchými slovami, ktoré by mali čitateľovi umožniť lepšie celkové pochopenie vodnej technológie reverznej osmózy a jej aplikácií.
Pochopenie reverznej osmózy
Reverzná osmóza, bežne označovaná ako RO, je proces, pri ktorom demineralizujete alebo deionizujete vodu tlačením pod tlakom cez polopriepustnú membránu reverznej osmózy.
Ako funguje reverzná osmóza?
Reverzná osmóza funguje tak, že pomocou vysokotlakového čerpadla zvyšuje tlak na soľnej strane RO a tlačí vodu cez polopriepustnú RO membránu, pričom takmer všetky (približne 95 % až 99 %) rozpustených solí zostanú v odmietnutom prúde. Potrebné množstvo tlaku závisí od koncentrácie soli v napájacej vode. Čím koncentrovanejšia je napájacia voda, tým väčší tlak je potrebný na prekonanie osmotického tlaku.
Odsolená voda, ktorá je demineralizovaná alebo deionizovaná, sa nazýva permeátová (alebo produktová) voda. Prúd vody, ktorý prenáša koncentrované kontaminanty, ktoré neprešli cez membránu RO, sa nazýva prúd odmietnutia (alebo koncentrátu).
Keď napájacia voda vstupuje do RO membrány pod tlakom (dostatočný tlak na prekonanie osmotického tlaku), molekuly vody prechádzajú cez polopriepustnú membránu a soli a iné kontaminanty nemôžu prechádzať a sú vypúšťané cez vyraďovací prúd (tiež známy ako koncentrát alebo prúd soľanky), ktorý ide do odtoku alebo sa môže za určitých okolností privádzať späť do prívodu napájacej vody, aby sa recykloval cez systém RO na šetriť vodou. Voda, ktorá prechádza cez membránu RO, sa nazýva permeátová alebo produktová voda a zvyčajne sa z nej odstráni približne 95 % až 99 % rozpustených solí.
Je dôležité pochopiť, že systém RO využíva skôr krížovú filtráciu ako štandardnú filtráciu, kde sa kontaminanty zhromažďujú vo filtračnom médiu. Pri krížovej filtrácii roztok prechádza filtrom alebo prechádza filtrom s dvoma výstupmi: filtrovaná voda ide jedným smerom a kontaminovaná voda iným smerom. Aby sa zabránilo hromadeniu nečistôt, krížová filtrácia umožňuje vode zmiesť nahromadené nečistoty a tiež umožňuje dostatočnú turbulenciu na udržanie čistého povrchu membrány.
Aké kontaminanty reverzná osmóza odstráni z vody?
Reverzná osmóza je schopná odstrániť až 99%+ rozpustených solí (iónov), častíc, koloidov, organických látok, baktérií a pyrogénov z napájacej vody (hoci na systém RO by sa nemalo spoliehať, že odstráni 100% baktérií a vírusov). Membrána RO odmieta kontaminanty na základe ich veľkosti a náboja. Akýkoľvek kontaminant, ktorý má molekulovú hmotnosť väčšiu ako 200, je pravdepodobne odmietnutý správne fungujúcim systémom RO (pre porovnanie, molekula vody má MW 18). Rovnako platí, že čím väčší je iónový náboj kontaminantu, tým je pravdepodobnejšie, že nebude schopný prejsť cez membránu RO. Napríklad sodíkový ión má iba jeden náboj (monovalentný) a nie je odmietnutý membránou RO, ako napríklad vápnik, ktorý má dva náboje. Rovnako to je dôvod, prečo systém RO neodstraňuje plyny, ako je CO2, veľmi dobre, pretože nie sú vysoko ionizované (nabité) v roztoku a majú veľmi nízku molekulovú hmotnosť. Pretože systém RO neodstraňuje plyny, permeátová voda môže mať o niečo nižšiu ako normálnu hladinu pH v závislosti od hladiny CO2 v napájacej vode, pretože CO2 sa premieňa na kyselinu uhličitu.
Reverzná osmóza je veľmi účinná pri úprave brakickej, povrchovej a podzemnej vody pre aplikácie s veľkými aj malými prietokmi. Niektoré príklady priemyselných odvetví, ktoré používajú RO vodu, zahŕňajú napríklad farmaceutickú vodu, napájaciu vodu kotlov, potraviny a nápoje, povrchovú úpravu kovov a výrobu polovodičov.
Výpočty výkonu a dizajnu reverznej osmózy
Existuje niekoľko výpočtov, ktoré sa používajú na posúdenie výkonu systému RO a tiež na konštrukčné úvahy. Systém RO má prístrojové vybavenie, ktoré zobrazuje kvalitu, prietok, tlak a niekedy aj ďalšie údaje, ako je teplota alebo prevádzkové hodiny. Na presné meranie výkonu systému RO potrebujete minimálne nasledujúce prevádzkové parametre:
Systém reverznej osmózy
Pochopenie reverznej osmózy
Reverzná osmóza, bežne označovaná ako RO, je proces, pri ktorom demineralizujete alebo deionizujete vodu tlačením pod tlakom cez polopriepustnú membránu reverznej osmózy.
Ako funguje reverzná osmóza?
Reverzná osmóza funguje tak, že pomocou vysokotlakového čerpadla zvyšuje tlak na soľnej strane RO a tlačí vodu cez polopriepustnú RO membránu, pričom takmer všetky (približne 95 % až 99 %) rozpustených solí zostanú v odmietnutom prúde. Potrebné množstvo tlaku závisí od koncentrácie soli v napájacej vode. Čím koncentrovanejšia je napájacia voda, tým väčší tlak je potrebný na prekonanie osmotického tlaku.
Odsolená voda, ktorá je demineralizovaná alebo deionizovaná, sa nazýva permeátová (alebo produktová) voda. Prúd vody, ktorý prenáša koncentrované kontaminanty, ktoré neprešli cez membránu RO, sa nazýva prúd odmietnutia (alebo koncentrátu).
Keď napájacia voda vstupuje do RO membrány pod tlakom (dostatočný tlak na prekonanie osmotického tlaku), molekuly vody prechádzajú cez polopriepustnú membránu a soli a iné kontaminanty nemôžu prechádzať a sú vypúšťané cez vyraďovací prúd (tiež známy ako koncentrát alebo prúd soľanky), ktorý ide do odtoku alebo sa môže za určitých okolností privádzať späť do prívodu napájacej vody, aby sa recykloval cez systém RO na šetriť vodou. Voda, ktorá prechádza cez membránu RO, sa nazýva permeátová alebo produktová voda a zvyčajne sa z nej odstráni približne 95 % až 99 % rozpustených solí.
Je dôležité pochopiť, že systém RO využíva skôr krížovú filtráciu ako štandardnú filtráciu, kde sa kontaminanty zhromažďujú vo filtračnom médiu. Pri krížovej filtrácii roztok prechádza filtrom alebo prechádza filtrom s dvoma výstupmi: filtrovaná voda ide jedným smerom a kontaminovaná voda iným smerom. Aby sa zabránilo hromadeniu nečistôt, krížová filtrácia umožňuje vode zmiesť nahromadené nečistoty a tiež umožňuje dostatočnú turbulenciu na udržanie čistého povrchu membrány.
Aké kontaminanty reverzná osmóza odstráni z vody?
Reverzná osmóza je schopná odstrániť až 99%+ rozpustených solí (iónov), častíc, koloidov, organických látok, baktérií a pyrogénov z napájacej vody (hoci na systém RO by sa nemalo spoliehať, že odstráni 100% baktérií a vírusov). Membrána RO odmieta kontaminanty na základe ich veľkosti a náboja. Akýkoľvek kontaminant, ktorý má molekulovú hmotnosť väčšiu ako 200, je pravdepodobne odmietnutý správne fungujúcim systémom RO (pre porovnanie, molekula vody má MW 18). Rovnako platí, že čím väčší je iónový náboj kontaminantu, tým je pravdepodobnejšie, že nebude schopný prejsť cez membránu RO. Napríklad sodíkový ión má iba jeden náboj (monovalentný) a nie je odmietnutý membránou RO, ako napríklad vápnik, ktorý má dva náboje. Rovnako to je dôvod, prečo systém RO neodstraňuje plyny, ako je CO2, veľmi dobre, pretože nie sú vysoko ionizované (nabité) v roztoku a majú veľmi nízku molekulovú hmotnosť. Pretože systém RO neodstraňuje plyny, permeátová voda môže mať o niečo nižšiu ako normálnu hladinu pH v závislosti od hladiny CO2 v napájacej vode, pretože CO2 sa premieňa na kyselinu uhličitu.
Reverzná osmóza je veľmi účinná pri úprave brakickej, povrchovej a podzemnej vody pre aplikácie s veľkými aj malými prietokmi. Niektoré príklady priemyselných odvetví, ktoré používajú RO vodu, zahŕňajú napríklad farmaceutickú vodu, napájaciu vodu kotlov, potraviny a nápoje, povrchovú úpravu kovov a výrobu polovodičov.
Výpočty výkonu a dizajnu reverznej osmózy
Existuje niekoľko výpočtov, ktoré sa používajú na posúdenie výkonu systému RO a tiež na konštrukčné úvahy. Systém RO má prístrojové vybavenie, ktoré zobrazuje kvalitu, prietok, tlak a niekedy aj ďalšie údaje, ako je teplota alebo prevádzkové hodiny. Na presné meranie výkonu systému RO potrebujete minimálne nasledujúce prevádzkové parametre:
- Prísuvný tlak
- Tlak permeátu
- Tlak koncentrátu
- Vodivosť krmiva
- Vodivosť permeátu
- Tok krmiva
- Tok permeátu
- Teplota
Systém reverznej osmózy