Ro (atvirkštinė osmozė) atvirkštinės osmoso technologija yra membranų atskyrimo ir filtravimo technologija, veikianti slėgio matuoklių skirtumu. Jis kilo iš septintojo dešimtmečio aviacijos ir kosmoso technologijų tyrimų JAV, o po to palaipsniui tampa civiliu. Jis buvo plačiai naudojamas moksliniuose tyrimuose, medicinoje, maiste, gėrimuose, gėlinimo ir kitose srityse.
Ro RO membrana turi nedidelį nanometrų porų dydį (1 nm=10–9 m). Esant tam tikram slėgiui, H2O molekulės gali praeiti per RO membraną, o neorganinė druska, sunkiųjų metalų jonai, organinės medžiagos, koloidas, bakterijos, virusai ir kiti šaltinio vandens nešvarumai negali praeiti per RO membraną, todėl grynas vanduo, kurį galima perduoti ir koncentruotą vandenį, kurio negalima perduoti, galima griežtai atskirti.
Bendrojo vandentiekio vandens laidumas po RO membranos filtravimo 5 μ S / cm (nuotėkio laidumas po RO membranos filtravimo=įtekančio laidumas) × Importuojamos RO membranos gėlinimo greitis gali siekti 99% ar daugiau, o operacija gali garantuoti 97 % ar daugiau per 5 metus. Jei išleidžiamo vandens laidumas yra santykinai aukštas, galima taikyti antrojo etapo atvirkštinę osmozę, o atlikus paprastą valymą, hidroelektrinis laidumas yra mažesnis nei 1 μS / cm), o tai atitinka nacionalinės laboratorijos trečiojo lygio vandens standartą. Cirkuliuojant filtruojamą atominių jonų mainų kolonėlę, nuotekų vandens varža gali siekti 18,2m.cm, o tai yra aukštesnė nei nacionalinis laboratorinio vandens naudojimo standartas (GB 6682-92).
Šios trys teorijos yra populiarios aiškinant atvirkštinio osmoso atskyrimo akademinėje aplinkoje mechanizmą
1. Tirpimo difuzijos modelis
Lonsdale ir kt. Pasiūlė sprendimo difuzijos modelį, kad paaiškintų atvirkštinio osmoso reiškinį. Jis manė, kad atvirkštinės osmozės aktyvioji paviršiaus žievė yra tanki porėta membrana, ir padarė prielaidą, kad homogeniškame akytosios membranos paviršiaus sluoksnyje gali ištirpti ir ištirpusios medžiagos, ir tirpiklis, o kiekviena difuzija per membraną yra veikiama cheminio potencialo, kurį sukelia koncentracija ar slėgis. Tirpumo ir tirpiklio difuzijos skirtumas plėvelės fazėje daro įtaką jų energijai per membraną. Konkretus procesas yra suskirstytas į etapus: ištirpusios medžiagos ir tirpiklis adsorbuojasi ir ištirpsta ant membranos skysčio pusės medžiagos paviršiaus; Antrame etape tarp tirpalo ir tirpiklio nebuvo sąveikos, ir jie molekulinės difuzijos būdu prasiskverbė per aktyvųjį RO membranos sluoksnį skatindami jų cheminio potencialo skirtumą; Trečias žingsnis - tirpalo ir tirpiklio desorbcija ant membranos paviršiaus per skystą pusę.
Tirpalo ir tirpiklio, praeinančio per membraną, procese paprastai daroma prielaida, kad trečiasis ir antrasis žingsniai bus perdavimo greitis. Tai reiškia, kad ištirpusios medžiagos ir tirpiklis molekulinės difuzijos būdu praeina pro membraną skatindami cheminio potencialo skirtumą. Dėl membranos selektyvumo dujų mišinį arba skysčio mišinį galima atskirti. Medžiagos pralaidumas priklauso ne tik nuo difuzijos koeficiento, bet ir nuo medžiagos tirpumo membranoje.
2. Lengvatinio adsorbcijos kapiliarų srauto teorija
Skystyje ištirpinus įvairių rūšių medžiagas, paviršiaus įtampa pasikeis. Pvz., Organinių medžiagų, tokių kaip alkoholis, rūgštis, aldehidas, riebalai, tirpalas gali sumažinti paviršiaus įtempimą, tačiau ištirpinti kai kurias neorganines druskas, tačiau paviršiaus įtempimas šiek tiek padidėja, nes ištirpusios medžiagos dispersija yra netolygi, tai yra Tirpalo paviršiaus tirpalo paviršiuje sluoksnio koncentracija skiriasi nuo vidinės tirpalo koncentracijos, kuri yra tirpalo paviršiaus adsorbcijos reiškinys. Kai vandens tirpalas kontaktuoja su akyta polimero membrana, jei dėl cheminių membranos savybių membrana neigiamai adsorbuoja tirpalą ir pirmenybė teikiama teigiamai vandens adsorbcijai, membranos sąsajoje suformuojamas tam tikras gryno vandens sluoksnio storis. sprendimas. Veikiamas išorinio slėgio, jis praeis per plėvelės paviršiaus poras, kad būtų galima gauti gryno vandens.
3. Vandenilio ryšių teorija
Celiuliozės acetate dėl vandenilio jungties ir van der Waalso jėgos veikimo plėvelėje yra dvi dalys, ty kristalinė ir amorfinės fazės sritis. Kietasis makromolekulių surišimas ir lygiagretus išdėstymas yra kristalinės fazės sritis, o amorfinės fazės sritis tarp makromolekulių yra visiškai netvarkinga, o vanduo ir ištirpusios medžiagos negali patekti į kristalinės fazės sritį. Netoli celiuliozės acetato molekulės, celiuliozės acetato ir vandens karbonilo grupės deguonies atomai sudaro vandenilio ryšius ir sudaro vadinamąjį rišantį vandenį. Kai celiuliozės acetatas adsorbuoja sluoksnio vandens molekules, tai labai sumažins vandens molekulinę entropiją, formuodama panašią į ledą struktūrą. Porų erdvėje su didele amorfine faze kombinuoto vandens užimtumas yra labai mažas. Porų centre yra bendras struktūros vanduo. Jonai ar molekulės, kurie negali sukurti vandenilio jungties su celiuliozės acetato plėvele, patenka į rišantį vandenį ir migruoja tvarkingai difuziškai. Membrana praeina per membraną, pakeičiant vandenilio jungties padėtį, susidariusią celiuliozės acetate.
Esant slėgiui, vandens molekulės tirpale ir deguonies atomai ant karbonilo grupės sudaro vandenilio ryšius. Pirminių vandens molekulių suformuoti vandenilio ryšiai yra atjungiami, o vandens molekulės disocijuojamos ir perkeliamos į kitą aktyvacijos tašką ir sudaro naujas vandenilio jungtis. Taigi, jie susidaro ir atjungiami per vandenilio ryšių seriją. Vandens molekulės palieka tankų aktyvųjį sluoksnį ant membranos paviršiaus ir patenka į akytą membranos sluoksnį. Kadangi akytame sluoksnyje yra daug kapiliarinio vandens, vandens molekulės gali sklandžiai ištekėti iš membranos.
