อิโอนที่เปลือกผิว ro reverse osmosis สามารถผ่านได้เท่าไหร่?

ไอออนที่สามารถผ่านเปลือกออสโมซิสกลับ RO

1หลักการพื้นฐานของ RO Reverse Osmosis Membran

1.1 ความสามารถในการผ่านทางเลือกของเยื่อครึ่งผ่าน

ในฐานะผิวครึ่งผ่าน, ฟังก์ชันหลักของผิว RO reverse osmosis คือความสามารถในการแยกโมเลกุลน้ําจากสารละลายอื่น ๆขนาดโปร์ของผิว RO ปกติจะตั้งแต่ 0.1 nm ถึง 2 nm ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าขนาดของไอออนและโมเลกุลส่วนใหญ่อย่างมาก ทําให้ป้องกันการผ่านของพวกมันได้อย่างมีประสิทธิภาพหลอด RO สามารถปิดเกลือที่ละลายได้เกือบทั้งหมด, คอลโลอยด์, จุลินทรีย์, และสารอินทรีย์

การเลือกที่สูงนี้ถูกอ้างอิงให้กับขุมขนที่อยู่ภายใต้นาโนเมตรภายในโซ่โพลยามิดของผนัง RO ซึ่งขัดขวางการขนย้ายไอออนเทียบกับโมเลกุลน้ําที่เล็กกว่ามากความสามารถในการผ่านได้ตามขนาดนี้มีความสําคัญในการใช้ในการบําบัดน้ํา, โดยเฉพาะการปรับเกลือจากน้ําทะเลและการผลิตน้ําบริสุทธิ์

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าอัตราการปฏิเสธเกลือของเยื่อ RO โดยทั่วไปคงที่มากกว่า 90% ในขณะที่ระบบ RO สองระยะสามารถบรรลุถึง 98% หรือสูงกว่าความสามารถในการกําจัดเกลือสูงนี้ยังยืนยันถึงความสามารถในการผ่านทางเลือกของผิว ROนอกจากนี้, ผิวหนัง RO ได้กําจัดแบคทีเรีย, จุลินทรีย์, สารอินทรีย์, และโลหะไม่อินทรีย์อย่างมีประสิทธิภาพ, ผลิตคุณภาพน้ําที่ดีกว่าวิธีการรักษาอื่น ๆ.

1.2 ความแตกต่างความดันเป็นแรงขับเคลื่อน

การทํางานของเยื่อ RO ขึ้นอยู่กับความแตกต่างความดันเป็นแรงขับเคลื่อนโมเลกุลของน้ําผ่านผ่านเยื่อครึ่งผ่านได้โดยธรรมชาติ จากบริเวณที่มีปริมาณปริมาณปริมาณต่ําไปยังบริเวณที่มีปริมาณปริมาณปริมาณสูง จนกว่าจะบรรลุสมดุลในออสโมซิสกลับ โดยการใช้แรงดันที่มากกว่าแรงดันออสโมติกในด้านที่มีความเข้มข้นสูง โมเลกุลของน้ําถูกบังคับให้เคลื่อนไหวในทิศทางตรงกันข้ามผ่านเยื่อการแยกน้ําบริสุทธิ์จากสารละลายเข้ม.

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อแรงกดดันถูกนําไปใช้กับด้านหนึ่งของเยื่อที่เกินแรงกดดันออสโมติกของสารละลาย, สารละลาย (มักจะเป็นน้ํา) จะเคลื่อนไหวในออสโมซิสกลับด้านความดันต่ําสะสมสารละลายที่เจาะ (เจาะ), ขณะที่ฝั่งความดันสูงยังคงละลายปุ่ม (ปุ่ม) กระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วยความดันนี้ทําให้เทคโนโลยี RO มีประสิทธิภาพสูงในการรักษาละลายที่มีสมาธิสูงเช่นในการกําจัดเกลือจากน้ําทะเล และการบําบัดน้ําเสีย.

ในความเป็นจริง ผิวหนัง RO ปกติทํางานในความดันประมาณ 9~12 kg/cm2 และความแตกต่างความดันก่อนและหลังผิวหนังมักจะไม่เกิน 1 kg/cm2ความแตกต่างที่ใหญ่กว่า อาจแสดงให้เห็นถึงความสกปรกหรือความจําเป็นในการทําความสะอาดการรักษาความแตกต่างความดันที่เหมาะสมเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับการทํางาน RO ที่เหมาะสมและอายุยาวของเยื่อ

2อิโอนที่ผ่านผ่านเปลือก RO

2.1 ความผ่านของโมเลกุลน้ํา

หลอด RO ได้ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้โมเลกุลน้ําผ่านได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่กั้นโมเลกุลสารละลายและไอออนขนาดใหญ่ขณะที่รูขุมขนของผิวหนัง RO อยู่ในช่วง 0.1 nm ถึง 2 nm ทําให้น้ําผ่านได้ง่ายมาก ความผ่านของน้ําสูงมาก เนื่องจากความแตกต่างความดันที่ใช้ทําให้โมเลกุลน้ําไหลไปในทิศทางกลับกันของออสโมซิสธรรมชาติ.

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าอัตราการผลิตน้ําของเยื่อ RO ขึ้นอยู่กับขนาดขุมขนและคุณสมบัติ hydrophilic ของมันผนัง RO สามารถผลิตน้ําได้หลายลิตรต่อแควร์เซนติเมตรต่อชั่วโมง, ขึ้นอยู่กับความดันการทํางานและลักษณะเฉพาะของเยื่อ เช่น รุ่นเยื่อ 8040 RO สามารถผลิตได้ถึง 1 ตัน/ชั่วโมง ภายใต้สภาพความดันปกติความสามารถในการผ่านน้ําสูงนี้เป็นหลักในการนําเทคโนโลยี RO มาใช้อย่างแพร่หลายในการบําบัดน้ํา.

2.2 ความสามารถในการผ่านบางส่วนของไอออนแร่บางชนิด

ถึงแม้ว่าผิวหนัง RO จะถูกออกแบบมาเพื่อกั้นไอออน แต่ไม่ใช่ออนทั้งหมดจะถูกกําจัดไปโดยสมบูรณ์ ในบางกรณี ส่วนน้อยของไอออนแร่บางชนิดอาจผ่านถึงแม้จะมีอัตราต่ํากว่าโมเลกุลน้ํามากอิโอนที่สามารถผ่านได้ง่ายกว่ามักจะเล็กกว่าและมีพลังงานระบายน้ําต่ํากว่า

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผิวหนัง RO มีอัตราการถ่ายทอดยอน monovalent (เช่นโซเดียม Na +) มากกว่ายอน divalent (เช่นแคลเซียม Ca2 +)ได้สังเกตเห็นว่าไอออนโซเดียมจะผ่านไปง่ายขึ้น เนื่องจากเปลือกไดเรชั่นที่เล็กกว่าและมีความเคลื่อนไหวสูงกว่าขณะที่ RO ลดสารแข็งละลายทั้งหมด (TDS) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การใช้งานเฉพาะ ๆ อาจต้องการการรักษาเพิ่มเติมเพื่อกําจัดไอออนบางชนิดอย่างสมบูรณ์

ในการใช้งานจริง ความผ่านของไอออนแร่ขึ้นอยู่กับปัจจัย เช่น วัสดุเยื่อ ความดันการทํางานและคุณภาพของน้ําอาหารสามารถใช้เทคโนโลยีผิวหนังที่ก้าวหน้า หรือขั้นตอนก่อน/หลังการรักษาเพิ่มเติมตัวอย่างเช่น ระบบอ่อนโยนสามารถเพิ่มขึ้นของ RO เพื่อกําจัดแคลเซียมและแม็กนีเซียมไอออนการทําความสะอาดทางเคมีเป็นประจําของเยื่อ RO ยังมีความสําคัญในการรักษาผลงานและปรับปรุงอัตราการปฏิเสธไอออน.

3. RO การคัดเลือกไอออนเยื่อ

3.1 ผลของขนาดไอออนและการชาร์จ

ความเลือกของเยื่อ RO มีอิทธิพลจากขนาดและค่าของไอออนมาก เปลือกของเยื่อ RO เล็กน้อยกว่าไอออนส่วนใหญ่อย่างมาก ทําให้การผ่านของไอออนไม่ผ่านได้อย่างมีประสิทธิภาพไฮดเรชั่นยังเพิ่มขนาดของไอออนสะกดการขนส่งมากขึ้น

• ขนาดไอออน:อิโอน monovalent เช่น โซเดียม (Na+) และคลอเรด (Cl−) เป็นขนาดเล็กและมีน้ําน้อยกว่า เมื่อเทียบกับอิโอน divalent เช่น แคลเซียม (Ca2+) และแม็กนีเซียม (Mg2+)มีแนวโน้มมากกว่าเล็กน้อยที่จะผ่านเยื่อ.

• ค่าไอออน:อิโอนสองเท่า (Ca2+, Mg2+) มีเปลือกไดเรชั่นที่แข็งแกร่งและขนาดที่มีประสิทธิภาพใหญ่ขึ้น ทําให้มันยากขึ้นสําหรับพวกเขาที่จะเจาะผิวข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าผิวหนัง RO โดยทั่วไปกําจัดไอออน divalent ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าไอออน monovalent เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้.

3.2 ความแตกต่างของอัตราการกําจัดอิออน

หลอด RO แสดงอัตราการกําจัดของไอออนต่าง ๆ ที่แตกต่างกัน เนื่องจากความแตกต่างในขนาด, การชาร์จ, และผลต่อการระบายน้ํา:

• ยอน monovalent vs ยอน divalent:หลอด RO โดยทั่วไปบรรลุการกําจัดไอออน monovalent เช่น โซเดียม > 90% แต่มีประสิทธิภาพต่ํากว่าเล็กน้อยสําหรับไอออน divalent เช่น แคลเซียม

• วัสดุ Membrane:ผิวโครงพอลิยามิดทั่วไปมักจะบรรลุการละลายเกลือมากกว่า 90% ในขณะที่ผิวโครงประกอบที่ก้าวหน้าสามารถบรรลุ 98% หรือสูงกว่า

• สภาพการทํางาน:ความดันที่สูงขึ้นเพิ่มความผ่านของน้ํา แต่อาจเพิ่มการผ่านของไอออนเล็กน้อย คลังของไอออนที่สูงขึ้นในน้ําอาหารอาจนําไปสู่การปะทะและปนเปื้อน, ลดอัตราการปฏิเสธ

• ก่อนและหลังการรักษา:การอ่อนนุ่มก่อนจะกําจัดแคลเซียมและมะนีเซียมก่อน RO ในขณะที่การเคลือบเปลี่ยนยอนสามารถปรับปรุงคุณภาพน้ําสุดท้ายได้มากขึ้น

4ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อการปฏิเสธอิออน

4.1 วัสดุผนังและโครงสร้าง

วัสดุและโครงสร้างของเยื่อ RO มีผลต่อการเลือกไอออนอย่างสําคัญ:

• วัสดุผิวโครงพอลิยามิดจะพบได้ทั่วไปเนื่องจากความมั่นคงทางเคมีและการไหลของน้ําที่สูง โดยทั่วไปจะบรรลุการละลายเกลือ > 90%ผิวผสมที่พัฒนามากมายรวมวัสดุหลายประเภท เพื่อบรรลุความละลายเกลือถึง 98%.

• โครงสร้าง:ผิวหนัง RO แบบปกติมีขนาดรู 0.1 ∼ 2 nm, เล็กกว่าอิโอนส่วนใหญ่มาก. มันมีโครงสร้างในสามชั้น: ชั้นฐาน (ผ้าไม่เนื้อ), ชั้นรอง (โพลิสัลโฟน),และชั้นการปลดเกลือ (โพลยามิด), แต่ละตัวถูกปรับปรุงในระหว่างการผลิต เพื่อเพิ่มการปฏิเสธไอออน

4.2 สภาพการทํางาน (ความดันและความเข้มข้น)

ความดันการทํางานและปริมาณน้ําอาหาร มีผลกระทบตรงต่อผลงานของ RO:

• ความดัน:ความดันที่สูงขึ้นจะเพิ่มการไหลของน้ําเป็นเส้นตรง แต่เพียงจนถึงจุดหนึ่งเท่านั้นที่ช่วยเพิ่มการปฏิเสธเกลือ นอกเหนือจากขีดจํากัดนี้ การเพิ่มความดันต่อไปจะไม่เพิ่มการปฏิเสธ

• สะสม:ความเกลือสูงขึ้นเพิ่มความดันออสโมติก ซึ่งต้องใช้ความดันที่สูงขึ้น หากความดันในการทํางานคงอยู่ ความไหลของเกลือจะลดลง และการผ่านเกลือจะเพิ่มขึ้น ทําให้มีประสิทธิภาพการปฏิเสธลดลง

5สรุป

ในส่วนนี้เราได้สํารวจการเลือกไอออนของผนัง RO รวมถึงหลักการของพวกเขา, น้ําและความสามารถในการผ่านไอออนและปัจจัยที่ส่งผลต่อผลงาน:

• การเลือกไอออน:หลอด RO ป้องกันไอออนส่วนใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยอนุญาตให้โมเลกุลน้ําผ่านไป ส่วนใหญ่ อัตราการปฏิเสธเกลือทั่วไป > 90% และระบบสองระยะสามารถถึง 98% หรือมากกว่า

• น้ํากับไอออน:น้ําผ่านอย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากการขนส่งที่ขับเคลื่อนด้วยแรงดัน ในขณะที่เพียงปริมาณรอยของไอออน monovalent เล็กบางส่วนเท่านั้นที่ผ่านไปได้

• ปัจจัยที่ส่งผลต่อการปฏิเสธ:วัสดุและโครงสร้างเยื่อ พร้อมกับสภาพการทํางาน (ความดัน, ความเข้มข้น) กําหนดการคัดเลือกไอออน การปรับปรุงปัจจัยเหล่านี้เพิ่มผลงานสําหรับการใช้งานเฉพาะเจาะจง

โดยรวมแล้ว ความสามารถในการปฏิเสธไอออนของผิวหนัง RO เป็นปัจจัยสําคัญในการใช้อย่างแพร่หลายในการบําบัดน้ํา โดยการปรับปรุงวัสดุ โครงสร้าง และการตั้งค่าการทํางานหลอด RO สามารถบรรลุการเลือกไอออนที่สูงขึ้นอีกเพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานที่หลากหลาย.