I. Introduction à la membrane d'osmose inverse
Ro représenteMembrane d'osmose inversée. Normalement, l'eau passe de la faible concentration à une concentration élevée. Cependant, sous pression, le débit inverse de la concentration élevée à une faible concentration. Ceci est connu comme le principe de l'osmose inverse.
La taille des pores des membranes RO est d'environ 0. 000 1 microns-aound 1/5000 de la taille des bactéries ou des virus - donc il n'autorise que les molécules d'eau et certains ions minéraux bénéfiques. D'autres impuretés et métaux lourds sont déchargés par la sortie des eaux usées. Les membranes RO sont largement utilisées dans le dessalement de l'eau de mer et le recyclage des eaux usées des espaces, et sont donc souvent appelés reins artificiels de haute technologie.
Les membranes RO sont des membranes semi-perméables synthétiques conçues pour imiter les membranes biologiques. Ils sont couramment fabriqués à partir de matériaux polymères comme l'acétate de cellulose, le polyhydrazide aromatique ou le polyamide aromatique. Les pores de la surface de la membrane vont généralement de 0. 5 à 10 nm, et leur perméabilité dépend de la structure chimique de la membrane. Certains matériaux rejettent bien les sels mais ont une perméabilité à l'eau plus lente, tandis que d'autres avec plus de groupes hydrophiles permettent un débit d'eau plus rapide.
1. Principe d'osmose inverse
Pour comprendre le RO, nous avons d'abord besoin de savoir ce qu'est «l'osmose»: lorsque deux solutions avec différentes concentrations de sel sont séparées par une membrane semi-perméable, l'eau s'écoule naturellement du côté avec une concentration de sel plus faible sur le côté avec une concentration plus élevée de sel. Les sels eux-mêmes ne traversent pas. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint et est entraîné par la pression osmotique.
Si une pression supérieure à la pression osmotique est appliquée sur le côté de la salinité élevée, le débit d'eau peut être inversé - c'est l'osmose inverse. De cette façon, les molécules d'eau sont forcées à travers la membrane de l'autre côté, laissant des sels et des impuretés derrière, purifiant efficacement l'eau.
2. Origine de la technologie RO
Dans les années 1950, le scientifique américain, le Dr S. Souirajan, a découvert une fine membrane dans le corps d'une mouette, qui pourrait séparer l'eau douce de l'eau de mer à l'intérieur du corps de l'oiseau en utilisant la pression. Ce concept a jeté les bases de la théorie RO.
En 1953, l'Université de Floride a appliqué cette technologie à l'équipement de dessalement. En 1960, le gouvernement américain a financé la recherche à la UCLA Medical School, dirigée par le Dr Sidney Lode et le Dr Souirajan, pour développer des membranes RO pour les programmes spatiaux. L'objectif était de réduire la nécessité de transporter de grandes quantités d'eau dans l'espace. Au fil du temps, de plus en plus de chercheurs se sont impliqués, faisant progresser considérablement la qualité et la quantité de la technologie de la membrane RO et résolvant les principaux défis de purification de l'eau pour l'humanité.
Ii Introduction à la membrane ultrafiltration
Les membranes ultrafiltration (UF) ont des tailles de pores uniformes allant de {{0}}. 001 à 0,02 microns. Sous pression, ces membranes filtrent les molécules plus grandes que la taille des pores, séparant efficacement les particules avec des poids moléculaires sur 500 daltons ou tailles supérieurs à 10 nm. Les membranes UF ont été l'une des premières membranes de séparation des polymères développées et ont été utilisées industrielles depuis les années 1960.
La filtration UF repose sur les différences de pression pour séparer les solutés et les substances concentrées. Ces membranes sont généralement fabriquées à partir d'acétate de cellulose ou de matériaux polymères similaires. Ils sont particulièrement utiles pour séparer les suspensions colloïdales difficiles à gérer avec d'autres méthodes. Les applications de membrane UF continuent de se développer.
La filtration de la membrane entraînée par la pression comprend trois types principaux:
Microfiltration (MF) : 0.02–10 μm
Ultrafiltration (UF) : 0.001–0.02 μm
Osmose inverse (RO): 0.0001–0.001 μm
Iii. Caractéristiques des membranes RO
Taux de dessalement élevé même à des débits élevés
Force mécanique forte et longue durée de vie
Performances efficaces sous une faible pression de fonctionnement
Résistant aux réactions chimiques et biochimiques
Impact minimal du pH, de la température et d'autres facteurs
Matières premières faciles à trouver, fabrication simple et faible coût
Iv. Caractéristiques des membranes UF
Aucun changement de phase pendant le processus UF; Fonctionnement stable à température ambiante
Conception compacte d'équipement, petite empreinte et facile à utiliser
Processus de séparation simple avec un niveau d'automatisation élevé
Capable de séparer les substances en fonction du poids moléculaire
Large adaptabilité aux différentes qualités de l'eau et à un large éventail d'applications
V. Applications des membranes RO
Les membranes RO sont utilisées dans diverses industries, notamment:
Production d'électricité
Pétrochimique
Fabrication d'acier
Électronique
Médicaments
Nourriture et boisson
Traitement de l'eau municipale et protection de l'environnement
Ils jouent des rôles clés dans:
Désalissant l'eau de mer et l'eau saumâtre
Produire de l'eau d'alimentation de la chaudière
Création de l'eau pure industrielle et de l'eau ultra-pure pour l'électronique
Faire de l'eau potable
Traitement des eaux usées
Processus de séparation et de purification spécialisés
