- De ce este acest proces este un nume ciudat - osmoza inversă? Ce este osmoză și de ce este invers?
- Osmoza (din OSMOS greacă -.) - presiune axiali spontan proces de transfer de solvent (de preferință apă) printr-o membrană semipermeabilă (membrană) care separă cele două soluții cu concentrații diferite. De exemplu, apă pură și soluția de săruri. Dacă diafragma trece doar apa si nu trece soluți, apa va trece prin membrană spre soluția mai concentrată până la până la un echilibru și este aliniat presiune (sau concentrația) pe ambele părți ale membranei. Presiunea la care se produce acest echilibru, se numește presiunea osmotică a soluției.
Această presiune depinde de natura solut și concentrația acesteia. Osmoza joacă un rol foarte important în viața animalelor și a plantelor. Aceasta presiune osmotică în celulele atașate la rezistența și elasticitatea țesuturilor vegetale și animale vii. Tensiunea arterială la om este de 7,7 atm, iar în celulele de plante de desert - peste 100 atm. Prin plante osmoza poate absorbi apa si substantele nutritive dizolvate. Senzația de sete la om, de asemenea, cauzate de modificări ale presiunii osmotice arteriale. În ceea ce privește presiunea osmotică a fluidelor din sânge sunt împărțite în trei tipuri: hipotone, izotone și hipertone.
- soluție izotonică - este ceva din domeniul medicinei?
Procesul de osmoza inversa este filtrarea soluțiilor prin membrana semipermeabilă, la o presiune mai mare decât osmotic în timp ce în mod avantajos trece prin apa cu membrană și substanțe dizolvate rămân în soluție. Forța motrice în acest proces se aplică și diferența presiunilor osmotice.
- osmoza inversă se referă la separarea prin membrană prelucrează soluții componente și suspensii, așa cum are loc separarea în peretele semipermeabil, numit o membrană. Acest fapt este fundamental distinge de alte metode de purificare prin osmoză inversă. Folosirea membranelor pentru a separa una din celelalte componente ale soluției are o istorie foarte lungă, care datează din Aristotel, primul care a descoperit că apa de mare
desărează, în cazul în care ceara a trecut prin peretele vasului. Studiul acestui fenomen și alte procese cu membrană a început mult mai târziu, la începutul secolului al XVIII-lea, când Reaumur utilizate în scopuri științifice membranei semipermeabile de origine naturală.
Dar, până la mijlocul anilor 20-IES a secolului trecut, toate aceste procese au un interes pur teoretic, fără a merge dincolo de laborator. În 1927, firma germană „Sartorius“ a primit primele mostre de membrană artificială. După al doilea război mondial americanii folosind realizările germane, a stabilit producerea de membrane de acetat de celuloză și nitroceluloză. Numai la sfârșitul de 50 - începutul anilor 60, cu începutul unei producții largi de materiale polimerice sintetice au fost primele lucrări științifice care stau la baza utilizării industriale de osmoza inversa.
Primele sisteme de osmoză inversă industriale au apărut abia la începutul anilor '70. Prin urmare, osmoza inversă - tehnologia este relativ tânără în comparație cu același schimb ionic sau adsorbția pe cărbune activ. Cu toate acestea, metoda de osmoza inversa a devenit una dintre metodele cele mai economice, versatile și sigure de purificare a apei, ceea ce va permite reducerea concentrației constituenților coloidale și dizolvate în 96 - 99% și aproape 100% pentru a scăpa de microorganisme și viruși. Deoarece calitatea apei de la robinet la nivel mondial, după DDT fără discernământ deteriorat în mod semnificativ, o problemă de tratament eficient a apei într-un mediu intern dintr-o varietate de contaminanți. Prin urmare, pe baza sistemelor de curățare industriale și de consum disponibile pentru cartușe circuite au fost dezvoltate pentru uz casnic ieftin, fiabil și eficient inversă sistem de osmoza.
- Comparativ cu sistemele industriale, de uz casnic de osmoza inversa sunt proiectate mult mai simplu și mai compact. Dimensiuni permit să le plaseze sub o chiuvetă de bucătărie standard de. Pentru funcționarea normală este presiunea apei de la robinet suficientă (3,5 - 4 bar). Când presiunea apei este mai mică de 2 - 2,5 atmosfere este necesară pompa boost presiune. Filtre de uz casnic de osmoza inversa sunt echipate cu un acumulator mic, care elimină dezavantajele asociate cu o productivitate scăzută, precum și supapă automată cu diafragmă, opriți sistemul atunci când acesta este plin.
Sistem standard de configurare a aparatului include cartuș pyatimikronny mecanic care protejează membrana împotriva contaminării și deteriorarea mecanică a particulelor, și un pre-filtru de carbon pentru a proteja de efectul dăunător al clorului rezidual. După pre-tratare a apei furnizate la membrana. Apa care a trecut prin membrana, membrana intră în rezervorul de stocare. Și unul care nu a trecut, se scurge în canalizare.
- Se pare că sistemul de osmoza inversa groapa de gunoi a apei. De ce nu poate fi filtrat toată apa?
- Prima instalare de laborator pe membrane plane care lucrează într-un mod de filtrare mort-end. Cu toate acestea, acest lucru duce la concentrația de substanțe dizolvate la suprafața membranei, ceea ce atrage după sine deteriorarea productivității și a calității apei epurate. Pe suprafața membranei se precipită compuși solubili (săruri, duritate, fier, compuși organici), care în cele din urmă ieșiri de membrana deteriorat. De aceea, procesul de osmoza inversa este întotdeauna efectuată în modul de filtrare tangențială (Fluxul transversal): mută flux partajat în direcția axială a canalelor intermembrane unități rola, iar filtratul a fost - prin spiralată, se scurge de material și intră în conducta de scurgere. Concentratul iese de cealaltă parte a modulului și fie totul merge pentru a reseta, sau o parte din acesta este returnat la intrarea sistemului. raport de curgere controlată, astfel încât să se evite apariția depunerilor de pe suprafața membranei. Cantitatea de apă evacuată este de obicei 30-45%.
Să ne întoarcem la unitatea de sistem. La ieșirea din rezervor trebuie să termine un filtru de carbon și un sterilizator cu ultraviolete. Filtrul de cărbune este utilizat pentru purificarea apei din compuși organici cu greutate moleculară scăzută, care pot penetra printr-o membrana de osmoza inversa sau a lua în apă curată din pere cauciuc rezervor de stocare, apă dând un miros neplăcut și gust.
- În cazul în care membrana nu poate trece microbi și viruși, sterilizator ultraviolete de ce? Mai ales în apa cu clor?
- Da, membrana de osmoza inversa este o bariera de netrecut pentru bacterii și viruși, iar apa a membranei obținută este practic steril. Cu toate acestea, pot exista situații în care membrana este deteriorat. Pe lângă înlocuirea cartușului nu se efectuează în condiții sterile. Contaminarea inversă posibilă de apă purificată din rezervorul de stocare printr-o valvă. Pe scurt, probabilitatea este întotdeauna diferit de zero. Prin urmare, prezența sterilizator UV este o garanție a calității apei purificate.
Unele sisteme sunt echipate cu o pompă de puternic, de control integrat al calității apei, precum și le pot lipsi capacitatea de stocare, deoarece acestea au o productivitate ridicată. Astfel de echipamente aparține deja la o clasă de electrocasnice de înaltă calitate, este foarte convenabil de a folosi, dar este în valoare de mult mai scump decât sistemul descris mai sus. Am adăuga că componentele sistemului care au un design de pliere (de exemplu, carcasa membranei, rezervor, sterilizator UV), mai flexibil și mai ieftin să funcționeze.
- În conversație vă referiți întotdeauna membrana semipermeabilă. De ce acestea permit doar apa? Care sunt acestea?
- inversă mecanism de osmoza până în prezent în mod fiabil cunoscut. RO membranei de la suprafața de lucru are un strat selectiv, care este implicată în separarea. Acest strat are pori foarte mici, proporționale în mărime cu moleculele substanțelor dizolvate. Conform teoriilor cele mai răspândite, la suprafața stratului selectiv al membranei și în porii ei un strat de apă legată, care este proprietăți foarte diferite de apă normală. apă legată are o solubilitate scăzută și formează o barieră pentru multe substanțe, dar nu pentru apa obișnuită. Membranele semipermeabile sunt o parte importantă a sistemelor de osmoza inversa, iar ele determină calitatea și cantitatea de apă purificată.
Fiecare membrană are parametri: selectivitate (gradul de reținere) a unei anumite componente și performanță. De obicei, membrana însăși sub forma unui film sunt utilizate numai pentru producția de module cu membrane. Modulele de membrană poate avea o varietate de proiectare, dar în prezent cele mai comune module de membrană cu role pe bază de compozit cu peliculă subțire prin osmoza inversa (TF) membrane.
- Fabricarea altor sisteme de apă potabilă susțin că o astfel de baut apa demineralizată este dăunătoare pentru organism, deoarece acesta este, practic, nu exista minerale benefice.
- În primul rând, minerale dizolvate în cantități în care acestea sunt conținute în apa obișnuită, nu este necesar să le furnizeze în corpul uman, la un consum normal de apa.
În al doilea rând, forma în care acestea sunt prezente în apă, rău facilitează absorbția lor. Corpul uman este folosit pentru a absorbi ionii și oligoelemente în forma în care acestea sunt prezente în plante și animale de nutriție, t. E. Sub formă de complecși organici.
Și a patra: Ai bea o mulțime de apă?
- Asta e, asta de cafea. Datorita extractului sale ridicate (elimina) proprietățile acestei apă este potrivit pentru gătit, precum și o varietate de băuturi: cafea, ceai, cocktail-uri (Apă pentru băutura preferată). Supe și borș sunt mai bogăție și delicioase, ceai și cafea (pe unele apă pentru a găti supă?) - mai parfumat și bogat. Când spălarea cu apă a eliminat această reacție alergică din partea pielii sensibile.
Această apă este adesea utilizat în industria alimentară. De exemplu, aceleași pachete în sucurile de fructe. Aceste sucuri din planta Ostankinsky Lianozovo sau diluat numai din concentrat. Sau lapte și produse lactate standardizate fabricate din lapte praf. Alți consumatori de apă curată - întreprinderea pentru producția de bere, băuturi răcoritoare, băuturi alcoolice, mese apă îmbuteliată și multe altele.
- Cu producția de alimente este clar. Unde altundeva ai vrea să apă desalinizată?
- În plus față de produsele alimentare produce sisteme de osmoză inversă furniza apă pentru medicină, microelectronicii, produse farmaceutice, parfumuri, produse chimice și de căldură.
- În sistemul de alimentare? Un schimb ionic?
sisteme de osmoză inversă sunt practic lipsite de aceste neajunsuri. Ele sunt capabile să opereze 24 de ore pe zi, mai convenabil de a utiliza, necesită mult mai puține consumabile (inhibitori, soluții de detergent) sunt ape uzate necoroziv.
- Din cuvintele tale se dovedește că osmoza inversă poate rezolva toate problemele legate de purificare a apei. Este într-adevăr?
- Și așa, nu este așa. În principal pe posibila instalarea unei osmoza inversa pentru a purifica apa de orice calitate. Cu toate acestea, calitatea apei sursă va depinde de productivitatea plantelor și a resurselor acesteia. De exemplu, în cazul în care sursa de apa este foarte greu sau conține o cantitate mare de fier sau mangan, inversa unitate de osmoza a funcționat pentru o perioadă scurtă de timp, iar apa poate eșua. Deoarece pompa rotoarele suprafață de înaltă presiune și membrane formate depuneri reduc semnificativ performanțele sistemului. Prin urmare, există un număr de cerințe pentru calitatea apei netratate, în care este prevăzută o operațiune pe termen lung fără înlocuirea sau spălarea membranelor.
De obicei, apa brută trece precurățarea. Sistemul de pretratament Compoziția este determinată de calitatea apei sursă: atunci când operează pe apa de la robinet, set de filtre de carbon cu clor. Apa freatică conține frecvent fier și mangan, care a lovit în sistemul de osmoza inversa este inacceptabilă. Pentru reținerea lor set obezzhelezivateli. Uneori, o pompă dozatoare care livrează apă la soluția de inhibitor inițial, prevenind formarea depunerilor. Pentru a preveni creșterea bacteriilor în apă sterilă ajustat sterilizator UV sau Ozonizer. Prin urmare, de obicei, problema obținerii apei pure demineralizata pentru a rezolva complexe, care implică alte metode de purificare a apei.
- Există și alte tehnici de separare cu membrană, în plus față de osmoza inversa?
- Desigur: microfiltrare, ultrafiltrare, nanofiltrare, electrodializă, pervaporatie, și multe altele. Dar acesta este un subiect pentru o altă discuție.
Intervievat de Cyril Ivanov