11 març 2022
STARK:sistema d'osmosi inversa. Com funciona l'osmosi inversa?
Aquest article està dirigit a un públic que té poca o cap experiència amb l'aigua d'osmosi inversa i intentarà explicar els conceptes bàsics en termes senzills que haurien de deixar al lector una millor comprensió general de la tecnologia de l'aigua d'osmosi inversa i les seves aplicacions.
Entendre l'osmosi inversa
Reverse Osmosis, commonly referred to as RO, is a process where you demineralize or deionize water by pushing it under pressure through a semi-permeable Reverse Osmosis Membrana.
Com funciona l'osmosi inversa?
L'osmosi inversa funciona mitjançant l'ús d'una bomba d'alta pressió per augmentar la pressió al costat de la sal de l'ósmosi inversa i forçar l'aigua a través de la membrana d'ósmosi inversa semipermeable, deixant gairebé totes (al voltant del 95% al 99%) de les sals dissoltes enrere en el corrent de rebuig. La quantitat de pressió necessària depèn de la concentració de sal de l'aigua d'alimentació. Com més concentrada sigui l'aigua d'alimentació, més pressió es necessita per superar la pressió osmòtica.
L'aigua dessalinitzada que es desmineralitza o desionitza, s'anomena aigua permeada (o producte). El corrent d'aigua que transporta els contaminants concentrats que no van passar a través de la membrana RO s'anomena flux de rebuig (o concentrat).
A mesura que l'aigua d'alimentació entra a la membrana d'ósmosi inversa a pressió (pressió suficient per superar la pressió osmòtica), les molècules d'aigua passen a través de la membrana semipermeable i les sals i altres contaminants no es deixen passar i es descarreguen a través del flux de rebuig (també conegut com a flux de concentrat o salmorra), que va a drenar o es pot tornar a introduir al subministrament d'aigua d'alimentació en algunes circumstàncies per reciclar-se a través del sistema d'ósmosi inversa a estalviar aigua. L'aigua que passa per la membrana RO s'anomena aigua de permeat o producte i normalment té entre el 95% i el 99% de les sals dissoltes eliminades.
És important entendre que un sistema de RO utilitza filtració creuada en lloc de filtració estàndard on els contaminants es recullen dins del medi filtrant. Amb la filtració creuada, la solució passa pel filtre, o travessa el filtre, amb dues sortides: l'aigua filtrada va per un costat i l'aigua contaminada va per un altre. Per evitar l'acumulació de contaminants, la filtració de flux creuat permet que l'aigua escombri l'acumulació de contaminants i també permet prou turbulències per mantenir neta la superfície de la membrana.
Quins contaminants eliminarà l'osmosi inversa de l'aigua?
L'osmosi inversa és capaç d'eliminar fins al 99% + de les sals dissoltes (ions), partícules, col·loides, orgànics, bacteris i pirògens de l'aigua d'alimentació (tot i que no s'ha de confiar en un sistema d'ósmosi inversa per eliminar el 100% dels bacteris i virus). Una membrana RO rebutja els contaminants en funció de la seva mida i càrrega. Qualsevol contaminant que tingui un pes molecular superior a 200 és probablement rebutjat per un sistema d'ósmosi inversa que funcioni correctament (per comparació, una molècula d'aigua té un MW de 18). De la mateixa manera, com més gran sigui la càrrega iònica del contaminant, més probabilitats serà que no pugui passar a través de la membrana RO. Per exemple, un ió sodi només té una càrrega (monovalent) i no és rebutjat per la membrana RO tan bé com el calci, per exemple, que té dues càrregues. Així mateix, és per això que un sistema RO no elimina molt bé gasos com el CO2 perquè no estan altament ionitzats (carregats) mentre estan en solució i tenen un pes molecular molt baix. Com que un sistema d'ósmosi inversa no elimina gasos, l'aigua permeada pot tenir un nivell de pH lleugerament inferior al normal depenent dels nivells de CO2 a l'aigua d'alimentació a mesura que el CO2 es converteix en àcid carbònic.
L'osmosi inversa és molt eficaç en el tractament d'aigües salobres, superficials i subterrànies per a aplicacions de cabals grans i petits. Alguns exemples d'indústries que utilitzen aigua RO inclouen farmacèutica, aigua d'alimentació de calderes, aliments i begudes, acabats metàl·lics i fabricació de semiconductors, per citar-ne alguns.
Reverse Osmosis Performance & Design Calculations
Hi ha un grapat de càlculs que s'utilitzen per jutjar el rendiment d'un sistema RO i també per a consideracions de disseny. Un sistema de RO té instrumentació que mostra qualitat, cabal, pressió i, de vegades, altres dades com la temperatura o les hores de funcionament. Per mesurar amb precisió el rendiment d'un sistema RO, necessiteu com a mínim els paràmetres de funcionament següents:
Sistema d'osmosi inversa
Entendre l'osmosi inversa
Reverse Osmosis, commonly referred to as RO, is a process where you demineralize or deionize water by pushing it under pressure through a semi-permeable Reverse Osmosis Membrana.
Com funciona l'osmosi inversa?
L'osmosi inversa funciona mitjançant l'ús d'una bomba d'alta pressió per augmentar la pressió al costat de la sal de l'ósmosi inversa i forçar l'aigua a través de la membrana d'ósmosi inversa semipermeable, deixant gairebé totes (al voltant del 95% al 99%) de les sals dissoltes enrere en el corrent de rebuig. La quantitat de pressió necessària depèn de la concentració de sal de l'aigua d'alimentació. Com més concentrada sigui l'aigua d'alimentació, més pressió es necessita per superar la pressió osmòtica.
L'aigua dessalinitzada que es desmineralitza o desionitza, s'anomena aigua permeada (o producte). El corrent d'aigua que transporta els contaminants concentrats que no van passar a través de la membrana RO s'anomena flux de rebuig (o concentrat).
A mesura que l'aigua d'alimentació entra a la membrana d'ósmosi inversa a pressió (pressió suficient per superar la pressió osmòtica), les molècules d'aigua passen a través de la membrana semipermeable i les sals i altres contaminants no es deixen passar i es descarreguen a través del flux de rebuig (també conegut com a flux de concentrat o salmorra), que va a drenar o es pot tornar a introduir al subministrament d'aigua d'alimentació en algunes circumstàncies per reciclar-se a través del sistema d'ósmosi inversa a estalviar aigua. L'aigua que passa per la membrana RO s'anomena aigua de permeat o producte i normalment té entre el 95% i el 99% de les sals dissoltes eliminades.
És important entendre que un sistema de RO utilitza filtració creuada en lloc de filtració estàndard on els contaminants es recullen dins del medi filtrant. Amb la filtració creuada, la solució passa pel filtre, o travessa el filtre, amb dues sortides: l'aigua filtrada va per un costat i l'aigua contaminada va per un altre. Per evitar l'acumulació de contaminants, la filtració de flux creuat permet que l'aigua escombri l'acumulació de contaminants i també permet prou turbulències per mantenir neta la superfície de la membrana.
Quins contaminants eliminarà l'osmosi inversa de l'aigua?
L'osmosi inversa és capaç d'eliminar fins al 99% + de les sals dissoltes (ions), partícules, col·loides, orgànics, bacteris i pirògens de l'aigua d'alimentació (tot i que no s'ha de confiar en un sistema d'ósmosi inversa per eliminar el 100% dels bacteris i virus). Una membrana RO rebutja els contaminants en funció de la seva mida i càrrega. Qualsevol contaminant que tingui un pes molecular superior a 200 és probablement rebutjat per un sistema d'ósmosi inversa que funcioni correctament (per comparació, una molècula d'aigua té un MW de 18). De la mateixa manera, com més gran sigui la càrrega iònica del contaminant, més probabilitats serà que no pugui passar a través de la membrana RO. Per exemple, un ió sodi només té una càrrega (monovalent) i no és rebutjat per la membrana RO tan bé com el calci, per exemple, que té dues càrregues. Així mateix, és per això que un sistema RO no elimina molt bé gasos com el CO2 perquè no estan altament ionitzats (carregats) mentre estan en solució i tenen un pes molecular molt baix. Com que un sistema d'ósmosi inversa no elimina gasos, l'aigua permeada pot tenir un nivell de pH lleugerament inferior al normal depenent dels nivells de CO2 a l'aigua d'alimentació a mesura que el CO2 es converteix en àcid carbònic.
L'osmosi inversa és molt eficaç en el tractament d'aigües salobres, superficials i subterrànies per a aplicacions de cabals grans i petits. Alguns exemples d'indústries que utilitzen aigua RO inclouen farmacèutica, aigua d'alimentació de calderes, aliments i begudes, acabats metàl·lics i fabricació de semiconductors, per citar-ne alguns.
Reverse Osmosis Performance & Design Calculations
Hi ha un grapat de càlculs que s'utilitzen per jutjar el rendiment d'un sistema RO i també per a consideracions de disseny. Un sistema de RO té instrumentació que mostra qualitat, cabal, pressió i, de vegades, altres dades com la temperatura o les hores de funcionament. Per mesurar amb precisió el rendiment d'un sistema RO, necessiteu com a mínim els paràmetres de funcionament següents:
- Pressió d'alimentació
- Pressió de permeat
- Pressió de concentració
- Conductivitat de l'alimentació
- Conductivitat del permeat
- Flux d'alimentació
- Flux de permeat
- Temperatura
Sistema d'osmosi inversa