Purificación de agua de ósmosis inversa

La ósmosis inversa (RO) es un Purificación del agua proceso que utiliza membranas parcialmente permeables para separar iones, moléculas no deseadas y partículas más grandes del agua potable. En la ósmosis inversa, la presión aplicada se usa para superar la presión osmótica, una propiedad de coligeración, un parámetro termodinámico, impulsado por la diferencia de potencial químico de la diferencia de la diferencia de potencial químico. solvente. La ósmosis inversa elimina muchos tipos de productos químicos disueltos y suspendidos, así como la materia biológica (principalmente bacterias) del agua y se usa en procesos industriales y la producción de agua potable. El resultado es que los solutos permanecen en el lado presurizado de la membrana, mientras que puro El disolvente puede pasar al otro lado. En el orden de ser "selectivo ", la membrana no debe permitir que las moléculas o iones grandes pasen a través de los poros (poros), pero deben permitir componentes más pequeños de la solución (como las moléculas de solvente como el agua, H2O) para pasar libremente. Durante la ósmosis normal, los solventes se mueven naturalmente a través de la membrana de regiones de baja concentración de soluto (alto potencial hídrico) hasta regiones de alta concentración de soluto (bajo potencial de agua). A medida que disminuye la diferencia en la concentración de solvente a través de la membrana, la fuerza impulsora para el movimiento del solvente es una disminución en la energía libre de Gibbs del sistema, lo que resulta en la presión osmótica debido al movimiento del disolvente en una solución más concentrada. Se aplica presión externa para revertir el flujo natural del disolvente puro, por lo tanto, la ósmosis inversa. El proceso es similar a otras membranas de la membrana Aplicaciones tecnológicas.

La ósmosis inversa difiere de la filtración en el sentido de que el mecanismo del flujo de fluido es a través de una membrana por ósmosis. El mecanismo de eliminación principal en la filtración de la membrana es la exclusión de tensión o tamaño, donde el tamaño de poro es de 0.01 micras o más grande, por lo que el proceso puede lograr teóricamente una eficiencia perfecta Independientemente de los parámetros como la presión de la solución y la concentración. En el contrario, la ósmosis inversa implica la difusión del solvente a través de membranas no porosas o el uso de membranas de nanofiltración con poros de 0.001 micras. El mecanismo de eliminación primario resulta de las diferencias en la solubilidad o la difusividad, y el proceso depende de la presión, la concentración de soluto y otras condiciones.El uso más común de la ósmosis inversa es purificar el agua potable del agua de mar, eliminando la sal y otros efluentes de las moléculas de agua..

Aplicaciones de agua dulce

Purificación de agua potable

En todo el mundo, los sistemas de purificación doméstica de agua potable, incluido un paso de ósmosis inversa, se usan comúnmente para mejorar el agua para beber y cocinar.

Dichos sistemas generalmente incluyen múltiples pasos:

Filtro de sedimentos para capturar partículas como óxido y carbonato de calcio.

Segundo opcional, filtro de sedimento de porosidad más pequeña.

Filtros de carbono activados para capturar productos químicos orgánicos y gas de cloro, que pueden atacar y degradar algunos tipos de membranas compuestas de película delgada.

Filtro de ósmosis inversa, que es una membrana compuesta de película delgada.

Uso opcional de lámparas UV para esterilizar cualquier microorganismo que pueda haber escapado de la filtración de la membrana RO.

Segundo filtro de carbono opcional para capturar esos productos químicos no eliminados por la membrana de ósmosis inversa.

En algunos sistemas, se omite el prefiltro de carbono y se usa una membrana de triacetato de celulosa. CTA (triacetato de celulosa) es una película de subproductos de papel unido a una capa sintética que puede entrar en contacto con el cloro en el agua. Esto requiere una pequeña cantidad de cloro para agregar a la fuente de agua para evitar que las bacterias se formen en ellos. Los rechazos para las membranas CTA son del 85-95%.Las membranas de triacetato de celulosa tienden a pudrirse sin protección contra el agua clorada, mientras que las membranas compuestas de película delgada tienden a descomponerse bajo la influencia del cloro. Las membranas compuestas de película delgadas (TFC) están hechas de materiales sintéticos y necesitan eliminar el cloro antes de que el agua ingrese a la membrana de la membrana en la membrana. . Para proteger los elementos de la membrana TFC del daño por cloro, los filtros de carbono se usan como pretratamiento en todos los sistemas de osmosis inversa residencial.

Procesador de agua de ósmosis inversa portátil:

Vendido en varios lugares para la purificación personal del agua. Para trabajar de manera efectiva, el suministro de agua a estas unidades debe estar bajo presión (280 kPa (40 psi) o más es la norma). lejos de la red de agua de la ciudad y sin acceso a agua limpia. Las personas rurales filtran agua de río o mar por sí mismos porque el equipo es fácil de usar (el agua salada puede requerir membranas especiales). Algunos viajeros en navegación larga, pesca o viajes de campamento de islas o viajes de campamento En países donde el suministro de agua local está contaminado o deficiente, use un procesador de agua de ósmosis inversa y uno o más esterilizadores UV.Durante la producción de agua mineral embotellada, el agua pasa a través de un procesador de agua de ósmosis inversa para eliminar contaminantes y microorganismos. Práctica, una pequeña fracción de bacterias vivas puede y pasa a través de la membrana RO a través de pequeñas imperfecciones, o pasar la membrana completamente a través de pequeñas fugas en los sellos circundantes. ozono para prevenir la contaminación microbiana.Dependiendo del tipo de filtro, los tamaños de poro de membrana pueden variar de 0.1 a 5,000 nm. La filtración de la partícula elimina las partículas de 1 µm o más. La nanofiltración elimina las partículas de 1 nm o más. La ósmosis inversa pertenece a la última categoría de filtración de membrana, ultrafiltración y elimina partículas mayores de 0.1 nm. Filtrar con una membrana de microfiltración.