11 Machi 2022
STARK:mfumo wa reverse osmosis. Je, Reverse Osmosis inafanya kazi vipi?
Nakala hii inalenga hadhira ambayo ina uzoefu mdogo au haina uzoefu na maji ya Reverse Osmosis na itajaribu kuelezea misingi kwa maneno rahisi ambayo yanapaswa kumwacha msomaji na ufahamu bora wa jumla wa teknolojia ya maji ya Reverse Osmosis na matumizi yake.
Kuelewa Osmosis ya Reverse
Reverse Osmosis, inayojulikana kama RO, ni mchakato ambapo unaondoa madini au kuondoa maji kwa kuyasukuma chini ya shinikizo kupitia Membrane ya Reverse Osmosis inayoweza kupenyeza.
Je, Reverse Osmosis inafanya kazi vipi?
Reverse Osmosis hufanya kazi kwa kutumia pampu ya shinikizo la juu ili kuongeza shinikizo kwenye upande wa chumvi wa RO na kulazimisha maji kwenye utando wa RO unaoweza kupenyeza nusu, na kuacha karibu zote (karibu 95% hadi 99%) za chumvi zilizoyeyushwa nyuma kwenye mkondo wa kukataa. Kiasi cha shinikizo kinachohitajika kinategemea mkusanyiko wa chumvi ya maji ya malisho. Kadiri maji ya kulisha yanavyojilimbikizia zaidi, shinikizo zaidi linahitajika ili kushinda shinikizo la osmotic.
Maji yaliyotiwa chumvi ambayo yameondolewa kwa madini au yaliyoondolewa, huitwa maji ya kupenyeza (au bidhaa). Mkondo wa maji ambao hubeba uchafu uliojilimbikizia ambao haukupita kwenye utando wa RO unaitwa mkondo wa kukataa (au kuzingatia).
Maji ya kulisha yanapoingia kwenye utando wa RO chini ya shinikizo (shinikizo la kutosha kushinda shinikizo la osmotic) molekuli za maji hupitia utando unaoweza kupenyeza nusu na chumvi na uchafu mwingine hauruhusiwi kupita na hutolewa kupitia mkondo wa kukataliwa (pia unajulikana kama mkondo wa mkusanyiko au brine), ambao huenda kukimbia au unaweza kulishwa tena kwenye usambazaji wa maji ya kulisha katika hali zingine ili kuchakatwa kupitia mfumo wa RO kwa kuokoa maji. Maji ambayo hupitia utando wa RO huitwa maji ya kupenya au bidhaa na kawaida huwa na karibu 95% hadi 99% ya chumvi zilizoyeyushwa zilizoondolewa kutoka kwake.
Ni muhimu kuelewa kwamba mfumo wa RO hutumia uchujaji wa msalaba badala ya uchujaji wa kawaida ambapo uchafu hukusanywa ndani ya vyombo vya habari vya chujio. Kwa uchujaji wa msalaba, suluhisho hupita kwenye chujio, au huvuka chujio, na maduka mawili: maji yaliyochujwa huenda kwa njia moja na maji machafu huenda kwa njia nyingine. Ili kuepuka mkusanyiko wa uchafu, uchujaji wa mtiririko wa msalaba huruhusu maji kufagia mkusanyiko wa uchafuzi na pia kuruhusu msukosuko wa kutosha kuweka uso wa utando safi.
Ni uchafu gani ambao Reverse Osmosis itaondoa kutoka kwa maji?
Reverse Osmosis ina uwezo wa kuondoa hadi 99%+ ya chumvi zilizoyeyushwa (ioni), chembe, colloids, viumbe hai, bakteria na pyrojeni kutoka kwa maji ya kulisha (ingawa mfumo wa RO haupaswi kutegemewa kuondoa 100% ya bakteria na virusi). Utando wa RO hukataa uchafu kulingana na saizi na malipo yao. Uchafuzi wowote ambao una uzito wa molekuli zaidi ya 200 unaweza kukataliwa na mfumo wa RO unaoendesha vizuri (kwa kulinganisha, molekuli ya maji ina MW ya 18). Vivyo hivyo, malipo makubwa ya ionic ya uchafuzi, uwezekano mkubwa hautaweza kupita kwenye utando wa RO. Kwa mfano, ioni ya sodiamu ina malipo moja tu (monovalent) na haijakataliwa na utando wa RO pamoja na kalsiamu kwa mfano, ambayo ina mashtaka mawili. Vivyo hivyo, hii ndio sababu mfumo wa RO hauondoi gesi kama CO2 vizuri sana kwa sababu hazina ionized nyingi (kushtakiwa) wakati wa suluhisho na zina uzani mdogo sana wa Masi. Kwa sababu mfumo wa RO hauondoi gesi, maji ya kupenya yanaweza kuwa na kiwango cha chini kidogo kuliko kawaida cha pH kulingana na viwango vya CO2 katika maji ya kulisha kwani CO2 inabadilishwa kuwa asidi ya kaboni.
Osmosis ya nyuma ni nzuri sana katika kutibu maji ya chumvi, uso na ardhini kwa matumizi makubwa na madogo ya mtiririko. Baadhi ya mifano ya viwanda vinavyotumia maji ya RO ni pamoja na dawa, maji ya malisho ya boiler, chakula na vinywaji, kumaliza chuma na utengenezaji wa semiconductor kutaja chache.
Utendaji wa Reverse Osmosis na Mahesabu ya Ubunifu
Kuna mahesabu machache ambayo hutumiwa kuhukumu utendaji wa mfumo wa RO na pia kwa mazingatio ya muundo. Mfumo wa RO una ala zinazoonyesha ubora, mtiririko, shinikizo na wakati mwingine data nyingine kama vile halijoto au saa za kazi. Ili kupima kwa usahihi utendaji wa mfumo wa RO, unahitaji vigezo vifuatavyo vya operesheni kwa kiwango cha chini:
Mfumo wa reverse osmosis
Kuelewa Osmosis ya Reverse
Reverse Osmosis, inayojulikana kama RO, ni mchakato ambapo unaondoa madini au kuondoa maji kwa kuyasukuma chini ya shinikizo kupitia Membrane ya Reverse Osmosis inayoweza kupenyeza.
Je, Reverse Osmosis inafanya kazi vipi?
Reverse Osmosis hufanya kazi kwa kutumia pampu ya shinikizo la juu ili kuongeza shinikizo kwenye upande wa chumvi wa RO na kulazimisha maji kwenye utando wa RO unaoweza kupenyeza nusu, na kuacha karibu zote (karibu 95% hadi 99%) za chumvi zilizoyeyushwa nyuma kwenye mkondo wa kukataa. Kiasi cha shinikizo kinachohitajika kinategemea mkusanyiko wa chumvi ya maji ya malisho. Kadiri maji ya kulisha yanavyojilimbikizia zaidi, shinikizo zaidi linahitajika ili kushinda shinikizo la osmotic.
Maji yaliyotiwa chumvi ambayo yameondolewa kwa madini au yaliyoondolewa, huitwa maji ya kupenyeza (au bidhaa). Mkondo wa maji ambao hubeba uchafu uliojilimbikizia ambao haukupita kwenye utando wa RO unaitwa mkondo wa kukataa (au kuzingatia).
Maji ya kulisha yanapoingia kwenye utando wa RO chini ya shinikizo (shinikizo la kutosha kushinda shinikizo la osmotic) molekuli za maji hupitia utando unaoweza kupenyeza nusu na chumvi na uchafu mwingine hauruhusiwi kupita na hutolewa kupitia mkondo wa kukataliwa (pia unajulikana kama mkondo wa mkusanyiko au brine), ambao huenda kukimbia au unaweza kulishwa tena kwenye usambazaji wa maji ya kulisha katika hali zingine ili kuchakatwa kupitia mfumo wa RO kwa kuokoa maji. Maji ambayo hupitia utando wa RO huitwa maji ya kupenya au bidhaa na kawaida huwa na karibu 95% hadi 99% ya chumvi zilizoyeyushwa zilizoondolewa kutoka kwake.
Ni muhimu kuelewa kwamba mfumo wa RO hutumia uchujaji wa msalaba badala ya uchujaji wa kawaida ambapo uchafu hukusanywa ndani ya vyombo vya habari vya chujio. Kwa uchujaji wa msalaba, suluhisho hupita kwenye chujio, au huvuka chujio, na maduka mawili: maji yaliyochujwa huenda kwa njia moja na maji machafu huenda kwa njia nyingine. Ili kuepuka mkusanyiko wa uchafu, uchujaji wa mtiririko wa msalaba huruhusu maji kufagia mkusanyiko wa uchafuzi na pia kuruhusu msukosuko wa kutosha kuweka uso wa utando safi.
Ni uchafu gani ambao Reverse Osmosis itaondoa kutoka kwa maji?
Reverse Osmosis ina uwezo wa kuondoa hadi 99%+ ya chumvi zilizoyeyushwa (ioni), chembe, colloids, viumbe hai, bakteria na pyrojeni kutoka kwa maji ya kulisha (ingawa mfumo wa RO haupaswi kutegemewa kuondoa 100% ya bakteria na virusi). Utando wa RO hukataa uchafu kulingana na saizi na malipo yao. Uchafuzi wowote ambao una uzito wa molekuli zaidi ya 200 unaweza kukataliwa na mfumo wa RO unaoendesha vizuri (kwa kulinganisha, molekuli ya maji ina MW ya 18). Vivyo hivyo, malipo makubwa ya ionic ya uchafuzi, uwezekano mkubwa hautaweza kupita kwenye utando wa RO. Kwa mfano, ioni ya sodiamu ina malipo moja tu (monovalent) na haijakataliwa na utando wa RO pamoja na kalsiamu kwa mfano, ambayo ina mashtaka mawili. Vivyo hivyo, hii ndio sababu mfumo wa RO hauondoi gesi kama CO2 vizuri sana kwa sababu hazina ionized nyingi (kushtakiwa) wakati wa suluhisho na zina uzani mdogo sana wa Masi. Kwa sababu mfumo wa RO hauondoi gesi, maji ya kupenya yanaweza kuwa na kiwango cha chini kidogo kuliko kawaida cha pH kulingana na viwango vya CO2 katika maji ya kulisha kwani CO2 inabadilishwa kuwa asidi ya kaboni.
Osmosis ya nyuma ni nzuri sana katika kutibu maji ya chumvi, uso na ardhini kwa matumizi makubwa na madogo ya mtiririko. Baadhi ya mifano ya viwanda vinavyotumia maji ya RO ni pamoja na dawa, maji ya malisho ya boiler, chakula na vinywaji, kumaliza chuma na utengenezaji wa semiconductor kutaja chache.
Utendaji wa Reverse Osmosis na Mahesabu ya Ubunifu
Kuna mahesabu machache ambayo hutumiwa kuhukumu utendaji wa mfumo wa RO na pia kwa mazingatio ya muundo. Mfumo wa RO una ala zinazoonyesha ubora, mtiririko, shinikizo na wakati mwingine data nyingine kama vile halijoto au saa za kazi. Ili kupima kwa usahihi utendaji wa mfumo wa RO, unahitaji vigezo vifuatavyo vya operesheni kwa kiwango cha chini:
- Shinikizo la kulisha
- Shinikizo la kupenya
- Zingatia shinikizo
- Conductivity ya malisho
- Conductivity ya penya
- Mtiririko wa malisho
- Mtiririko wa kupenya
- Joto
Mfumo wa reverse osmosis