Ters Ozmoz Teknolojisi

1748’de bir Fransız bilim adamı Abbe Nollett, suyun bir domuz mesane zarından doğal olarak alkole yayıldığını kaydetti. Sonunda, yarı geçirgen bir zar, farklı konsantrasyonlarda iki çözeltiyi ayırdığında, seyreltik çözeltinin her zaman konsantre çözeltiye doğru aktığı bulundu.
Bu doğal su akışına Osmosis denir. Yarı geçirgen zarlar, belirli şeylerin içlerinden geçmesine izin verirken diğerlerini bloke eden çok ince malzeme katmanlarıdır. Hücre zarları, örneğin, Oksijen, su, Karbon Dioksit, Amonyak, Glikoz, amino asitler vb. Gibi küçük moleküllerin geçmesine izin verdikleri, ancak Sükroz, Nişasta, protein vb. Gibi daha büyük moleküllere izin vermedikleri için yarı geçirgendir. .
Konsantre bir çözeltinin sudan yarı geçirgen bir zarla ayrıldığını düşünün. Konsantre tarafta, çözünen partiküller sürekli olarak birbirleriyle çarpışır (Brown hareketi), membran yüzeyi de dahil olmak üzere her tarafa basınç uygular. Bazı su molekülleri membrandan akmayı başarır, ancak büyük ölçüde çözünen parçacıkların kaosu tarafından sınırlanır. Membranın diğer tarafında, rasgele hareket çok daha azdır ve hidrostatik basınç (özgül ağırlık) o ozmotik akışı engelleyene kadar membrandan yüksek konsantrasyon tarafına doğru daha fazla su molekülünün akmasına izin verir. Suyun akışının zarın her iki tarafında olduğunu, ancak NET akışının düşük konsantrasyondan daha yüksek konsantrasyona doğru olduğunu unutmayın. Şimdi, daha yüksek konsantrasyonun olduğu tarafa sabit bir ters basınç uygulanırsa, net akış (ozmotik akış), ters basınç onu tamamen durdurana kadar azalmaya başlayacaktır. Bu olduğunda, herhangi bir yönde net su akışı yoktur ve duruma Ozmotik Denge denir. Ozmotik akışı durdurmak veya dengelemek (ve böylece ozmotik dengeyi sağlamak) için gereken basınca ozmotik basınç denir.

Baskı şimdi daha da artarsa ne olur?

Ozmotik basınçtan daha büyük artan kuvvet, moleküllerin daha yüksek konsantrasyon tarafından daha düşük konsantrasyon tarafına hareketini zorlayacaktır.
Başka bir deyişle, akış doğal ozmotik akışın ters yönündedir ve bu nedenle Ters Ozmoz (RO) olarak adlandırılır. Bu, ters ozmoz teknolojisinin temel konseptidir. RO tersinir bir termodinamik süreçtir ve basitçe ifade etmek gerekirse, besleme suyunu yarı geçirgen bir membrandan geçirerek yüksek TDS besleme suyundan düşük TDS (Toplam Çözünmüş Katılar) su üretmek için kavramsal olarak tasarlanmıştır. Elde edilen düşük TDS suyu, neredeyse koloidal, askıda ve çözünmüş madde içermeyen Ürün Suyu veya Geçirgenlik olarak adlandırılır. Membranın fit kare başına geçirilebilen su miktarı Akı olarak adlandırılır ve günde fit kare başına galon (GFD) olarak ölçülür.

RO membranı son derece küçük gözeneklere sahiptir, <0,001 mikron (1 mikron = 1/1000 mm), bakteri, virüs ve çözünmüş tuzlardan bile daha küçüktür. Besleme suyu doğrudan membrandan geçerse, gözenekleri kısa sürede tıkayacaktır. Bu nedenle RO, çıkmaz filtrelemenin aksine çapraz akış filtrasyonu olarak kullanılır. Geleneksel çıkmaz filtrelemede, su akışı filtre yüzeyine diktir. Çapraz akışlı filtrasyonda su, membran ile aynı yönde akar ve membran yüzeyinde kir ve tuz birikmesini engeller.
Ham suyun bir kısmı permeat olarak toplanırken, kalan suyun geri kalanı Reddetme suyu olarak sistemden dışarı akar. Böylece, besleme suyu ‘Ürün Suyu’ ve ‘Suyu Reddet’ (drenaj) arasında bölünür. Reddetme oranı artarsa, nüfuz azalır ve bunun tersi de geçerlidir, ancak ikisi birlikte her zaman besleme suyunu oluşturur.

Ön Arıtma

Çapraz akış filtrasyonunda bile, RO membranları, sonunda başarısızlıkla sonuçlanan çeşitli kirleticiler tarafından bozunmaya karşı hassastır. Bu bozulmaya genellikle Kirlenme adı verilir. En yaygın kirleticiler şunlardır:
a) Sertlik
b) Metal oksitler
c) Askıda Katılar
d) Kolloidler
e) Mikrobiyolojik Safsızlıklar
f) Yağ ve Gres
Bu kontaminantlar membrandan önce uzaklaştırılmalı veya muhafaza edilmelidir ve birlikte Ön İşlemi oluşturur. Bu nedenle ön arıtma, besleme suyu kalitesine bağlı olarak bulanıklığın, metal oksitlerin, sertliğin, klor vb. Giderilmesi etrafında inşa edilir ve tasarlanır. Rainfresh sistemlerinde, ön arıtma, bir tortu kartuşu ön filtresi (genellikle 5 veya 1 mikron) ve klor ve organikleri uzaklaştırmak için bir karbon ön filtresi ile gerçekleştirilir. Basitçe söylemek gerekirse, ön işlem ne kadar iyi olursa, zar o kadar iyi performans gösterir ve o kadar uzun süre dayanır.