¿Qué es osmosis inversa?

La tecnología de membranas de ósmosis inversa se ha empleado ampliamente en el tratamiento de purificación del agua tanto industrial como doméstica en Europa y Estados Unidos desde la década de 1980. A mediados y finales de la década de 1990, la tecnología de membrana ro comenzó a ser ampliamente utilizada en China. La tecnología de membrana ro se utiliza principalmente en el tratamiento de agua de alimentación de calderas de centrales eléctricas, el tratamiento de aguas alimentarias y farmacéuticas, y el tratamiento de agua potable embotellada. En los últimos años, los dispositivos de reutilización de aguas residuales industriales emergentes y el agua de proceso en la industria química han hecho de la tecnología de membrana ro el proceso central.

Comprensión de la ósmosis inversa

Cuando la presión en el lado de la solución diluida y el lado de la solución concentrada de la membrana semipermeable es la misma, el fenómeno de que el agua en la solución diluida pasa a través de la membrana semipermeable hacia el lado de la solución concentrada, lo que resulta en una disminución en la concentración de la solución concentrada, se llama ósmosis. En este momento, el número de moléculas de agua que pasan a través de la membrana semipermeable desde el lado de la solución diluida hasta el lado de la solución concentrada por unidad de tiempo es más que el número de moléculas de agua que pasan a través de la membrana semipermeable desde el lado de la solución concentrada hasta el lado de la solución diluida, Resultando en una disminución en la concentración de la solución concentrada. Cuando el número de moléculas de agua que pasan a través de la membrana semipermeable desde ambas direcciones es igual por unidad de tiempo, la ósmosis alcanza el equilibrio.

Si se aplica una cierta presión al lado de la solución concentrada, que puede llevar la ósmosis en ambos lados al equilibrio, la presión externa se llama presión osmótica. La magnitud de la presión osmótica depende no solo del sistema de solución sino también de la concentración del soluto y la temperatura.

Si la presión externa en el lado de la solución concentrada excede la presión osmótica, El número de moléculas de agua que pasan a través de la membrana semipermeable desde el lado de la solución concentrada al lado de la solución diluida por unidad de tiempo será mayor que el número de moléculas de agua que pasan a través de la membrana semipermeable desde el lado de la solución diluida al lado de la solución concentrada, y este proceso se llama ósmosis inversa. El proceso de separación de la tecnología de membrana ro utiliza la propiedad de que la membrana semipermeable solo permite que el agua pase a través y atrapa los sólidos disueltos. La diferencia de presión neta en ambos lados de la membrana se usa como la fuerza motriz para hacer que el agua pase a través de la membrana semipermeable desde el lado de la solución concentrada al lado de la solución diluida, realizando así la separación de soluto y disolvente en el lado de la solución concentrada en el proceso de membrana.

Por lo tanto, el proceso de separación de la tecnología de membrana ro debe tener las siguientes condiciones: en primer lugar, la membrana semipermeable utilizada debe tener una alta permeabilidad y selectividad; en segundo lugar, la diferencia de presión neta en ambos lados de la membrana semipermeable es mayor que cero.

Propiedades estructurales de la ósmosis inversa

La lámina de membrana de RO generalmente consta de tres capas: tela no tejida, capa de polisulfona y capa de desalinización. Para algunos elementos de membrana especiales, la capa superficial de la lámina de membrana se recubrirá con una capa de modificación funcional.

Los principales indicadores de rendimiento de la ósmosis inversa:

• Tasa de desalinización: en circunstancias normales, la tasa de desalinización es superior al 98%, y la tasa de permeabilidad de la sal es 1-tasa de desalinización = 1% - 98% = 2%.

  
  

• Tasa de permeación de agua: generalmente, el flujo de diseño de ósmosis inversa de primera etapa es 8-14GFD, y la ósmosis inversa de segunda etapa es 20-30GFD. 1GFD = 1.698LMH. La producción de agua de un solo elemento de membrana = área de membrana * flujo de diseño. Por ejemplo, si el área de la membrana es 400ft2, que es 37.2m2, y el flujo de diseño es 14GFD, que es 23.8LMH, entonces la tasa de permeación de agua de la membrana es 37,2*23,8/1000 = 0.89m3/h.

  
  

• Aumento de la tasa de rechazo de sal: considerándolo cada año a una tasa del 10% y si la tasa de rechazo de sal es del 2% en el primer año, lo que significa que la tasa de desalinización es del 98%. Luego, en el segundo año, la tasa de rechazo de sal sería del 2% * (1 + 10% ) = 2.2%, y la tasa de desalinización sería del 97.8%.

  
  

• Tasa de descomposición del agua: considerarla cada año en 7%, que es el mismo cálculo que el anterior.

  
  

• Tasa de recuperación: es la tasa de conversión del agua de suministro al permeado, que afecta directamente el costo del sistema de desalinización. Para el agua salobre, la tasa de recuperación es de aproximadamente el 90%; para el agua altamente salobre, cae al 60%-65%; para los sistemas industriales de agua de mar, la tasa de recuperación es del 35%-45%.