RO nosič permeátu membránových prvků: Srdce technologie reverzní osmózy

V moderní technologii úpravy vody, reverzní osmóza (RO) nosič permeátu membránového prvku hraje zásadní roli. Membránová technologie RO má široké uplatnění nejen v oblasti odsolování mořské vody, úpravy brakické vody a přípravy čisté vody, ale také hraje nezastupitelnou roli v mnoha průmyslových odvětvích, jako je medicína, elektronika, chemický průmysl a zpracování potravin.

Reverzní osmóza je obrácený proces přirozeného prostupu vody v přírodě. Tento proces je založen na selektivním zachycení semipermeabilních membrán, to znamená, že rozpuštěné látky a rozpouštědla v roztoku jsou odděleny pod tlakem. Když se stejný objem zředěného roztoku a koncentrovaného roztoku umístí na obě strany nádoby a uprostřed se zablokuje polopropustnou membránou, rozpouštědlo ve zředěném roztoku přirozeně projde polopropustnou membránou a proudí na stranu koncentrovaného roztoku, dokud dosáhne osmotického rovnovážného stavu. V tomto okamžiku, pokud je na stranu koncentrovaného roztoku aplikován tlak vyšší než osmotický tlak, směr toku rozpouštědla se obrátí a tento proces je reverzní osmóza.

Membránové prvky RO jsou základními součástmi systému reverzní osmózy, obvykle složených z více vrstev tenkých filmů různých materiálů a struktur. Nejkritičtější z těchto membrán je ultratenká odsolovací vrstva, jejíž hustota přímo určuje rychlost odsolování membrány. Mezi běžné RO membránové materiály patří membrána z acetátu celulózy a kompozitní membrána. Ačkoli membrána z acetátu celulózy byla v počátcích široce používána, byla postupně nahrazena kompozitními membránami s lepším výkonem díky omezené hydrolýze a rozsahu pH.

Hlavní nosnou strukturou kompozitní membrány je polyesterová netkaná textilie s vrstvou mikroporézního technického plastového polysulfonu na povrchu a bariérová vrstva je vyrobena z vysoce zesíťovaného aromatického polyamidu. Tato struktura nejen zlepšuje chemickou a biologickou stabilitu membrány, ale také výrazně zvyšuje její přenosový výkon. Kompozitní membrána nebude během provozu stlačena, takže produkce vody a rychlost odsolování jsou relativně stabilní a životnost je delší.

Propustným nosičem v membránovém prvku RO je most spojující surovou vodu a vodu vyrobenou. Je zodpovědný za transport vyčištěné vody po membránové filtraci z jedné strany membrány na druhou. Výkon propustného nosiče přímo ovlivňuje celkovou účinnost systému RO. Kvalitní propustné nosiče by měly mít vlastnosti vysoké propustnosti, nízké odolnosti, odolnosti proti korozi a dlouhé životnosti.

V praktických aplikacích propustné nosiče často čelí problémům, jako je vysoká teplota, vysoký tlak a složitá kvalita vody. Studie ukázaly, že dlouhodobé vystavení prostředí s vysokou teplotou a vysokým tlakem může způsobit fyzickou deformaci membrán RO, jako je zhutnění membrány a pronikání nosičů permeátu, což ovlivní propustnost membrány a rychlost odsolování. Při navrhování a výběru nosičů permeátu je proto nutné plně zvážit jejich materiály, konstrukce a pracovní prostředí, aby byl zajištěn jejich dlouhodobý stabilní provoz.

S pokrokem vědy a techniky se RO membránová technologie také neustále inovuje a vyvíjí. Zlepšením membránových materiálů a výrobních procesů lze dále zlepšit rychlost odsolování membrány a produkci vody; optimalizací konstrukčního řešení membránových komponent lze snížit spotřebu energie systému a provozní náklady; vývojem nových technologií předúpravy a následné úpravy lze prodloužit životnost membrány a snížit znečištění membrány.