I. Introdução à membrana de osmose reversa
Ro significaMembrana da osmose reversa. Normalmente, a água flui de baixa concentração para alta concentração. No entanto, sob pressão, o fluxo reverte de alta concentração para baixa concentração. Isso é conhecido como o princípio da osmose reversa.
O tamanho dos poros das membranas RO tem cerca de 0. 000 1 microns-around 1/5.000 O tamanho de bactérias ou vírus-então permite que apenas moléculas de água e alguns íons minerais benéficos passem. Outras impurezas e metais pesados são descarregados através da saída de águas residuais. As membranas RO são amplamente utilizadas na dessalinização da água do mar e na reciclagem de águas residuais espaciais e, portanto, são frequentemente chamadas de rins artificiais de alta tecnologia.
As membranas RO são membranas semi-permeáveis sintéticas projetadas para imitar as membranas biológicas. Eles são comumente feitos de materiais poliméricos como acetato de celulose, poli -hidrazida aromático ou poliamida aromática. Os poros na superfície da membrana normalmente variam de 0. 5 a 10 nm, e sua permeabilidade depende da estrutura química da membrana. Alguns materiais rejeitam os sais bem, mas têm uma permeabilidade mais lenta de água, enquanto outros com mais grupos hidrofílicos permitem fluxo de água mais rápido.
1. Princípio da osmose reversa
Para entender o RO, primeiro precisamos saber o que é "osmose": quando duas soluções com diferentes concentrações de sal são separadas por uma membrana semi-permeável, a água flui naturalmente do lado com menor concentração de sal para o lado com maior concentração de sal. Os próprios sais não passam. Esse processo continua até que o equilíbrio seja atingido e seja impulsionado pela pressão osmótica.
Se a pressão maior que a pressão osmótica for aplicada ao lado de alta salinidade, o fluxo de água pode ser revertido-isso é osmose reversa. Dessa maneira, as moléculas de água são forçadas através da membrana para o outro lado, deixando para trás sais e impurezas, purificando efetivamente a água.
2. Origem da tecnologia RO
Na década de 1950, o cientista americano Dr. S. Souirajan descobriu uma fina membrana no corpo de uma gaivota, que poderia separar a água doce da água do mar dentro do corpo do pássaro usando pressão. Esse conceito lançou a base para a teoria do RO.
Em 1953, a Universidade da Flórida aplicou essa tecnologia a equipamentos de dessalinização. Em 1960, o governo dos EUA financiou a pesquisa na UCLA Medical School, liderada pelo Dr. Sidney Lode e pelo Dr. Souradajan, para desenvolver programas de rotação para programas espaciais. O objetivo era reduzir a necessidade de transportar grandes quantidades de água para o espaço. Com o tempo, mais pesquisadores se envolveram, avançando muito a qualidade e a quantidade de tecnologia da membrana RO e resolvendo os principais desafios de purificação de água para a humanidade.
Ii. Introdução à membrana de ultrafiltração
As membranas de ultrafiltração (UF) têm tamanhos de poros uniformes que variam de {{0}}. 001 a 0,02 microns. Sob pressão, essas membranas filtram as moléculas maiores que o tamanho do poro, separando efetivamente partículas com pesos moleculares acima de 500 daltons ou tamanhos maiores que 10 nm. As membranas da UF foram uma das primeiras membranas de separação de polímeros desenvolvidas e foram usadas industrialmente desde a década de 1960.
A filtração da UF depende de diferenças de pressão para separar solutos e concentrar substâncias. Essas membranas são geralmente feitas de acetato de celulose ou materiais de polímero similares. Eles são especialmente úteis para separar suspensões coloidais difíceis de manusear com outros métodos. Os aplicativos de membrana da UF continuam a se expandir.
A filtração da membrana orientada por pressão inclui três tipos principais:
Microfiltração (MF): 0.02–10 μm
Ultrafiltração (UF): 0.001–0.02 μm
Osmose reversa (RO): 0.0001–0.001 μm
Iii. Características das membranas RO
Alta taxa de dessalinização, mesmo em altas taxas de fluxo
Forte força mecânica e vida longa de serviço
Desempenho efetivo sob baixa pressão operacional
Resistente a reações químicas e bioquímicas
Impacto mínimo do pH, temperatura e outros fatores
Matérias-primas fáceis de fonte, fabricação simples e baixo custo
4. Características das membranas da UF
Nenhuma mudança de fase durante o processo UF; operação estável à temperatura ambiente
Projeto de equipamento compacto, pegada pequena e fácil de operar
Processo de separação simples com um alto nível de automação
Capaz de separar substâncias baseadas no peso molecular
Ampla adaptabilidade a diferentes qualidades da água e uma ampla gama de aplicações
V. Aplicações de membranas RO
As membranas RO são usadas em vários setores, incluindo:
Geração de energia
Petroquímico
Fabricação de aço
Eletrônica
Farmacêuticos
Comida e bebida
Tratamento municipal de água e proteção ambiental
Eles desempenham papéis importantes em:
Desalinando água do mar e água salobra
Produzindo água de alimentação da caldeira
Criando água pura industrial e água ultra-pura para eletrônicos
Fazendo água potável
Tratamento de águas residuais
Processos especializados de separação e purificação
