den 11 mar 2022
STARK: system för omvänd osmos. Hur fungerar omvänd osmos?
Den här artikeln riktar sig till en publik som har liten eller ingen erfarenhet av vatten med omvänd osmos och kommer att försöka förklara grunderna i enkla termer som bör ge läsaren en bättre övergripande förståelse för vattenteknik för omvänd osmos och dess tillämpningar.
Förstå omvänd osmos
Omvänd osmos, vanligen kallad RO, är en process där du demineraliserar eller avjoniserar vatten genom att trycka det under tryck genom ett semipermeabelt membran för omvänd osmos.
Hur fungerar omvänd osmos?
Omvänd osmos fungerar genom att använda en högtryckspump för att öka trycket på saltsidan av RO och tvinga vattnet över det semipermeabla RO-membranet, vilket lämnar nästan alla (cirka 95 % till 99 %) av upplösta salter kvar i rejektströmmen. Hur mycket tryck som krävs beror på saltkoncentrationen i matarvattnet. Ju mer koncentrerat matarvattnet är, desto mer tryck krävs för att övervinna det osmotiska trycket.
Det avsaltade vattnet som är demineraliserat eller avjoniserat kallas permeat (eller produkt) vatten. Vattenströmmen som transporterar de koncentrerade föroreningarna som inte passerade genom RO-membranet kallas rejektströmmen (eller koncentratet).
När matarvattnet kommer in i RO-membranet under tryck (tillräckligt tryck för att övervinna osmotiskt tryck) passerar vattenmolekylerna genom det semipermeabla membranet och salterna och andra föroreningar får inte passera och släpps ut genom rejektströmmen (även känd som koncentratet eller saltvattenströmmen), som går till avlopp eller kan matas tillbaka in i matarvattenförsörjningen under vissa omständigheter för att återvinnas genom RO-systemet till Spara vatten. Vattnet som tar sig igenom RO-membranet kallas permeat- eller produktvatten och har vanligtvis cirka 95 % till 99 % av de upplösta salterna avlägsnade från sig.
Det är viktigt att förstå att ett RO-system använder korsfiltrering snarare än standardfiltrering där föroreningarna samlas upp i filtermediet. Med korsfiltrering passerar lösningen genom filtret, eller korsar filtret, med två utlopp: det filtrerade vattnet går åt ett håll och det förorenade vattnet går åt ett annat håll. För att undvika uppbyggnad av föroreningar gör korsflödesfiltrering det möjligt för vatten att sopa bort föroreningar som byggs upp och tillåter också tillräckligt med turbulens för att hålla membranytan ren.
Vilka föroreningar kommer omvänd osmos att ta bort från vatten?
Omvänd osmos kan ta bort upp till 99%+ av de upplösta salterna (joner), partiklar, kolloider, organiska ämnen, bakterier och pyrogener från matarvattnet (även om man inte bör lita på ett RO-system för att avlägsna 100 % av bakterier och virus). Ett RO-membran avvisar föroreningar baserat på deras storlek och laddning. Alla föroreningar som har en molekylvikt större än 200 avvisas sannolikt av ett korrekt fungerande RO-system (som jämförelse har en vattenmolekyl en MW på 18). På samma sätt, ju större jonisk laddning föroreningen har, desto mer sannolikt är det att den inte kommer att kunna passera genom RO-membranet. Till exempel har en natriumjon bara en laddning (monovalent) och stöts inte bort av RO-membranet samt kalcium till exempel, som har två laddningar. På samma sätt är det därför ett RO-system inte avlägsnar gaser som CO2 särskilt bra eftersom de inte är högjoniserade (laddade) medan de är i lösning och har en mycket låg molekylvikt. Eftersom ett RO-system inte tar bort gaser kan permeatvattnet ha ett pH-värde som är något lägre än normalt beroende på CO2-nivåerna i matarvattnet eftersom CO2 omvandlas till kolsyra.
Omvänd osmos är mycket effektiv vid behandling av bräckt, yt- och grundvatten för både stora och små flödesapplikationer. Några exempel på industrier som använder RO-vatten är läkemedel, matarvatten till pannor, mat och dryck, metallbearbetning och halvledartillverkning för att nämna några.
Omvänd Osmos Prestanda och Designberäkningar
Det finns en handfull beräkningar som används för att bedöma prestandan hos ett RO-system och även för designöverväganden. Ett RO-system har instrumentering som visar kvalitet, flöde, tryck och ibland andra data som temperatur eller drifttimmar. För att exakt mäta prestandan hos ett RO-system behöver du minst följande driftsparametrar:
System för omvänd osmos
Förstå omvänd osmos
Omvänd osmos, vanligen kallad RO, är en process där du demineraliserar eller avjoniserar vatten genom att trycka det under tryck genom ett semipermeabelt membran för omvänd osmos.
Hur fungerar omvänd osmos?
Omvänd osmos fungerar genom att använda en högtryckspump för att öka trycket på saltsidan av RO och tvinga vattnet över det semipermeabla RO-membranet, vilket lämnar nästan alla (cirka 95 % till 99 %) av upplösta salter kvar i rejektströmmen. Hur mycket tryck som krävs beror på saltkoncentrationen i matarvattnet. Ju mer koncentrerat matarvattnet är, desto mer tryck krävs för att övervinna det osmotiska trycket.
Det avsaltade vattnet som är demineraliserat eller avjoniserat kallas permeat (eller produkt) vatten. Vattenströmmen som transporterar de koncentrerade föroreningarna som inte passerade genom RO-membranet kallas rejektströmmen (eller koncentratet).
När matarvattnet kommer in i RO-membranet under tryck (tillräckligt tryck för att övervinna osmotiskt tryck) passerar vattenmolekylerna genom det semipermeabla membranet och salterna och andra föroreningar får inte passera och släpps ut genom rejektströmmen (även känd som koncentratet eller saltvattenströmmen), som går till avlopp eller kan matas tillbaka in i matarvattenförsörjningen under vissa omständigheter för att återvinnas genom RO-systemet till Spara vatten. Vattnet som tar sig igenom RO-membranet kallas permeat- eller produktvatten och har vanligtvis cirka 95 % till 99 % av de upplösta salterna avlägsnade från sig.
Det är viktigt att förstå att ett RO-system använder korsfiltrering snarare än standardfiltrering där föroreningarna samlas upp i filtermediet. Med korsfiltrering passerar lösningen genom filtret, eller korsar filtret, med två utlopp: det filtrerade vattnet går åt ett håll och det förorenade vattnet går åt ett annat håll. För att undvika uppbyggnad av föroreningar gör korsflödesfiltrering det möjligt för vatten att sopa bort föroreningar som byggs upp och tillåter också tillräckligt med turbulens för att hålla membranytan ren.
Vilka föroreningar kommer omvänd osmos att ta bort från vatten?
Omvänd osmos kan ta bort upp till 99%+ av de upplösta salterna (joner), partiklar, kolloider, organiska ämnen, bakterier och pyrogener från matarvattnet (även om man inte bör lita på ett RO-system för att avlägsna 100 % av bakterier och virus). Ett RO-membran avvisar föroreningar baserat på deras storlek och laddning. Alla föroreningar som har en molekylvikt större än 200 avvisas sannolikt av ett korrekt fungerande RO-system (som jämförelse har en vattenmolekyl en MW på 18). På samma sätt, ju större jonisk laddning föroreningen har, desto mer sannolikt är det att den inte kommer att kunna passera genom RO-membranet. Till exempel har en natriumjon bara en laddning (monovalent) och stöts inte bort av RO-membranet samt kalcium till exempel, som har två laddningar. På samma sätt är det därför ett RO-system inte avlägsnar gaser som CO2 särskilt bra eftersom de inte är högjoniserade (laddade) medan de är i lösning och har en mycket låg molekylvikt. Eftersom ett RO-system inte tar bort gaser kan permeatvattnet ha ett pH-värde som är något lägre än normalt beroende på CO2-nivåerna i matarvattnet eftersom CO2 omvandlas till kolsyra.
Omvänd osmos är mycket effektiv vid behandling av bräckt, yt- och grundvatten för både stora och små flödesapplikationer. Några exempel på industrier som använder RO-vatten är läkemedel, matarvatten till pannor, mat och dryck, metallbearbetning och halvledartillverkning för att nämna några.
Omvänd Osmos Prestanda och Designberäkningar
Det finns en handfull beräkningar som används för att bedöma prestandan hos ett RO-system och även för designöverväganden. Ett RO-system har instrumentering som visar kvalitet, flöde, tryck och ibland andra data som temperatur eller drifttimmar. För att exakt mäta prestandan hos ett RO-system behöver du minst följande driftsparametrar:
- Drivtryck
- Permeat-tryck
- Tryck på koncentratet
- Matningsförmåga
- Permeat konduktivitet
- Flöde av matning
- Permeatflöde
- Temperatur
System för omvänd osmos