Описание явления «прямого» и обратного осмоса
Явление «прямого» осмоса — это явление движения частиц растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентраций, до полного выравнивания концентраций в двух растворах.
В случае воздействия давления, превышающим осмотическое с большей концентрацией, молекулы воды будут двигаться в обратном направление, по сравнению с «прямым» осмосом, через полупроницаемую мембрану. Этот процесс назвали обратным осмосом, по принципу которого работают обратноосмотические мембранные модули. На рис. 1 представлены явления прямого и обратного осмоса.
Рисунок 1. Явления прямого и обратного осмоса
При обратноосмотическом разделение снижение солесодержания наблюдается до 99,9%, следовательно обратноосмотическая технология имеет значительно более высокую степень очистки по сравнению с традиционными методами обессоливания.
Принцип работы
В обратноосмотической технологии используется полупроницаемая мембрана, которая пропускает только воду и задерживает ионы загрязняющих веществ, входящих в состав воды. В подавляющих случаях в технологии обратного осмоса используется процесс, известный как перекрестное течение, который позволяет мембране самоочищаться. В то время, как часть воды от проходит через мембрану (деминерализованная вода — пермеат), другая ее концентрированная часть (концентрат) движется вдоль мембранного элемента и сбрасывается в дренаж.
Движущая сила обратного осмоса — давление, создаваемое насосным агрегатом. Чем выше солесодержание исходной воды, тем более высокое давление необходимо для мембранного разделения, а также соответствующие высокому давлению трубопроводы и запорно-регулирующая арматура. По солесодержанию очищаемой воды существуют 3 типа обратноосмотических мембранных элемента и в соответствии разделяют на 3 типа установки:
- до 2 000 мг/л — артезианская скважина/водопроводная вода
- до 10 000 мг/л — сточные воды или воды близкие к ним по составу
- до 45 000 мг/л — опреснение морской воды или воды близкой по уровню солесодержания
При необходимости высоко демонизированной воды по нормативам ОСТ 11.029.003-80, как в сфере микроэлектроники используется 2-х либо 3-х ступенчатые обратноосмотические установки, последовательно смонтированные и используемые.