Principio de Ósmosis Inversa
En 1748, científicos franceses descubrieron por primera vez el fenómeno de que el agua puede permeabilizar la vesícula biliar de un cerdo; sin embargo, con la tecnología de producción de la época, este conocimiento no pudo ser utilizado de manera práctica. Este fenómeno se utilizó durante los siguientes doscientos años para explicar otros fenómenos naturales diversos, como la teoría de cómo los árboles absorben la humedad. El principio es el siguiente:
Si la membrana permeable separa una solución salina en dos lados con diferentes concentraciones, las moléculas de agua se moverán del lado de baja concentración al lado de alta concentración para equilibrar la energía potencial en ambos lados, hasta que el nivel del agua y la diferencia de presión de agua entre los dos lados sean iguales, momento en el cual las moléculas de agua no pueden ser reubicadas y el intercambio de material se equilibra. Este es el fenómeno del efecto osmótico (Ósmosis). Como se muestra en la Figura 4.11.
FIGURA 4.11 El fenómeno de la permeación de membranas delgadas
Fuente de datos: http://www.alamowater.com/development/PDFs%20website/Reverse%20101.doc
La ósmosis inversa, como su nombre lo indica, es capaz de detener el efecto de infiltración mencionado anteriormente, como la presión que se mueve del lado de alta concentración y revertirla, de modo que el agua del lado de alta concentración se vea forzada al lado de baja concentración para la purificación del agua. Como se muestra en la Figura 4.12.
FIGURA 4.12 El fenómeno de la permeación
Fuente de datos: http://www.alamowater.com/development/PDFs%20website/Reverse%20101.doc
En términos simples, en el lado del agua cruda de la aplicación, la presión es mayor que en la ósmosis inversa. En la ósmosis inversa, los componentes contaminantes concentrados en el agua cruda, tales como: sales inorgánicas disueltas e insolubles, metales pesados, materia orgánica, bacterias y partículas no pueden pasar a través de la membrana semipermeable. Solo las moléculas de agua y moléculas más pequeñas de sal pueden penetrar la película y fluir hacia el agua del otro lado.
Para concentrar el agua cruda, la presión debe ser aumentada gradualmente e infinitamente. En la operación real, si se pudiera continuar suministrando agua cruda para mantener una presión constante, se podría drenar el concentrado y lograr el propósito de la ósmosis inversa.
Cuando se trata de la membrana de ósmosis inversa, se incluye en una pequeña parte de la membrana de separación. La membrana de separación (CROSS-FLOW) se puede subdividir en: Consulte la Tabla 4.16.
- Ósmosis Inversa (RO)
- Ultrafiltración (UF)
- Microfiltración (MF)
- Separación de Gases (GS)
En todos los proyectos de membranas de separación, los orificios de permeabilidad de la membrana de ósmosis inversa son los más pequeños, entre 0.0001 y 0.002 micrones. Para comparación, el cabello humano tiene un diámetro de aproximadamente 10 micrones. Por lo tanto, se puede observar la precisión en el poro de la membrana de ósmosis inversa. Además, filtra eficazmente virus bacterianos y también elimina metales pesados tóxicos del agua, como se muestra en la Figura 4.13 aplicación de membranas de separación y en la Tabla 4.16 tipos de membranas de separación.
Tabla 4.16 Tipos de membrana de separación
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| NO. | Abreviatura | Nombre en inglés de la membrana de separación | Nombre en chino | Diámetro poroso de permeación de agua (MICRÓN) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | RO | OSMOSIS INVERSA | 逆滲透 | 0.0001 ~ 0.002 |
| 2 | UF | ULTRAFILTRACIÓN | 超過濾 | 0.006 ~ 0.11 |
| 3 | MF | MICROFILTRACIÓN | 微孔過濾 | 0.08 ~ 1.2 |
| 4 | ED | ELECTRODIÁLISIS | 電滲析(或稱電透析) | —- |
| 5 | DD | DIÁLISIS DE DIFUSIÓN | 擴散滲析 | —- |
| 6 | PV | PERVAPORACIÓN | 滲透蒸發 | —- |
| 7 | GS | SEPARACIÓN DE GASES | 氣體分離 | —- |
| 8 | EDI | ELECTRODEIONIZACIÓN | 電除鹽 | —- |
| 9 | NF | NANOFILTRACIÓN | 極濾膜 | 0.0009 ~ 0.009 |
Fuente de datos: consolidado por EASY WELL
FIGURA 4.13 Aplicación de membrana de separación
(Fuente: tesis de maestría de Lin Dongpo)
La R.O. (método de ósmosis inversa) es el gran invento de la humanidad en el siglo XXI. Es el método de filtración de agua más avanzado y seguro. Las principales razones son que el método de ósmosis inversa R.O. es la alternativa a los siguientes productos:
- Resina de intercambio iónico.
- Máquina de agua destilada.
- Dispositivo de ablandamiento de agua.
- Máquina de desinfección UV.
- Filtro de agua de carbón activado.
- Cartucho de filtración de agua.
