Home / Tin Sức khỏe / Tìm hiểu công nghệ Thẩm thấu ngược (RO) là gì?

Tìm hiểu công nghệ Thẩm thấu ngược (RO) là gì?

Thẩm thấu ngược (RO) là một công nghệ lọc nước sử dụng màng thấm một phần để loại bỏ các ion, các phân tử không mong muốn và các hạt lớn hơn khỏi nước uống. Trong thẩm thấu ngược, một áp suất được sử dụng để vượt qua áp suất thẩm thấu, thuộc tính chung, được điều khiển bởi sự khác biệt tiềm năng hóa học của dung môi, một thông số nhiệt động. Thẩm thấu ngược có thể loại bỏ nhiều loại hóa chất hòa tan và lơ lửng cũng như các loại sinh học (chủ yếu là vi khuẩn) khỏi nước, và được sử dụng trong cả quy trình công nghiệp và sản xuất nước uống. Kết quả là chất tan được giữ lại ở phía áp suất của màng và dung môi tinh khiết được phép truyền sang phía bên kia. Để được “chọn lọc”, màng này không cho phép các phân tử hoặc ion lớn xuyên qua lỗ chân lông, mà nên cho phép các thành phần nhỏ hơn của dung dịch (như phân tử dung môi, tức là nước, H2O) tự do đi qua.

Trong quá trình thẩm thấu bình thường, dung môi tự nhiên di chuyển từ khu vực có nồng độ chất tan thấp (tiềm năng nước cao), qua màng, đến khu vực có nồng độ chất tan cao (tiềm năng nước thấp). Động lực cho sự chuyển động của dung môi là sự giảm năng lượng tự do của hệ thống khi sự chênh lệch nồng độ dung môi ở hai bên của màng bị giảm, tạo ra áp suất thẩm thấu do dung môi di chuyển vào dung dịch đậm đặc hơn. Áp dụng một áp lực bên ngoài để đảo ngược dòng chảy tự nhiên của dung môi tinh khiết, do đó, thẩm thấu ngược. Quá trình này tương tự như các ứng dụng công nghệ màng khác.

Thẩm thấu ngược khác với lọc ở chỗ cơ chế của dòng chảy chất lỏng là do thẩm thấu qua màng. Cơ chế loại bỏ chiếm ưu thế trong lọc màng là căng thẳng, hoặc loại trừ kích thước, trong đó lỗ chân lông là 0,01 micromet hoặc lớn hơn, do đó về mặt lý thuyết có thể đạt được hiệu quả hoàn hảo bất kể các thông số như áp suất và nồng độ của dung dịch. Thay vào đó thẩm thấu ngược liên quan đến khuếch tán dung môi qua một màng không phải là không gian hoặc sử dụng lọc nano với lỗ chân lông có kích thước 0,001 micromet. Cơ chế loại bỏ chủ yếu là từ sự khác biệt về độ hòa tan hoặc độ khuếch tán, và quá trình này phụ thuộc vào áp suất, nồng độ chất tan và các điều kiện khác. Thẩm thấu ngược được biết đến nhiều nhất vì được sử dụng trong lọc nước uống từ nước biển, loại bỏ muối và các vật liệu thải khác ra khỏi các phân tử nước.

Lịch sử
Một quá trình thẩm thấu qua màng bán kết được quan sát lần đầu tiên vào năm 1748 bởi Jean-Antoine Nollet. Trong 200 năm sau đó, thẩm thấu chỉ là một hiện tượng quan sát được trong phòng thí nghiệm. Năm 1950, Đại học California tại Los Angeles lần đầu tiên điều tra khử mặn nước biển bằng cách sử dụng màng bán kết. Các nhà nghiên cứu từ cả Đại học California tại Los Angeles và Đại học Florida đã sản xuất thành công nước ngọt từ nước biển vào giữa những năm 1950, nhưng dòng chảy quá thấp để có thể thương mại hóa cho đến khi phát hiện tại Đại học California ở Los Angeles Sidney Loeb và Srinivasa Sourirajan tại Hội đồng nghiên cứu quốc gia Canada, Ottawa, về các kỹ thuật tạo màng không đối xứng được đặc trưng bởi lớp “da” mỏng hiệu quả được hỗ trợ trên một lớp nền dày và dày của màng. John Cadotte, thuộc FilmTec Corporation, đã phát hiện ra rằng các màng có thông lượng đặc biệt cao và lượng muối thấp có thể được tạo ra bằng cách trùng hợp interacial của m-phenylene diamine và trimesoyl clorua. Bằng sáng chế của Cadotte về quy trình này [5] là chủ đề tranh tụng và đã hết hạn. Hầu như tất cả các màng thẩm thấu ngược thương mại hiện được thực hiện bằng phương pháp này. Đến cuối năm 2001, khoảng 15.200 nhà máy khử muối đã hoạt động hoặc đang trong giai đoạn lập kế hoạch trên toàn thế giới.

Tàu sản xuất thẩm thấu ngược, Nhà máy thẩm thấu ngược San hô North Cape
Năm 1977 Cape Coral, Florida trở thành đô thị đầu tiên ở Hoa Kỳ sử dụng quy trình RO trên quy mô lớn với công suất hoạt động ban đầu là 11,35 triệu lít (3 triệu gal Mỹ) mỗi ngày. Đến năm 1985, do dân số Cape Coral tăng nhanh, thành phố có nhà máy thẩm thấu ngược áp suất thấp lớn nhất thế giới, có khả năng sản xuất 56,8 triệu lít (15 triệu gal Mỹ) mỗi ngày (MGD).

Chính thức, thẩm thấu ngược là quá trình buộc dung môi từ vùng có nồng độ chất tan cao qua màng bán định hình đến vùng có nồng độ chất tan thấp bằng cách đặt áp suất vượt quá áp suất thẩm thấu. Ứng dụng lớn nhất và quan trọng nhất của thẩm thấu ngược là tách nước tinh khiết khỏi nước biển và nước lợ; Nước biển hoặc nước lợ bị áp lực lên một bề mặt của màng, gây ra sự vận chuyển nước bị thiếu muối qua màng và xuất hiện nước uống có thể uống được từ phía áp suất thấp.

 

Nguồn: http://www.antoanvesinh.vn

Tìm hiểu công nghệ Thẩm thấu ngược (RO) là gì?
Đánh giá bài viết

Check Also

o-nhiem-nguon-nuoc

Những hậu quả khôn lường trong việc sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm

Có thể bạn chưa biết nhưng hiện nay tại Việt Nam vẫn còn có rất …

Bình luận

Trả lời

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *