RO-membraanelement-permeaatdrager: het hart van de omgekeerde osmosetechnologie

In de moderne waterbehandelingstechnologie wordt omgekeerde osmose genoemd (RO) membraanelement permeaatdrager speelt een cruciale rol. RO-membraantechnologie wordt niet alleen veel gebruikt op het gebied van de ontzilting van zeewater, de behandeling van brak water en de bereiding van zuiver water, maar speelt ook een onvervangbare rol in veel industrieën zoals de geneeskunde, de elektronica, de chemische industrie en de voedselverwerking.

Omgekeerde osmose is het omgekeerde proces van het natuurlijke permeatieproces van water in de natuur. Dit proces is gebaseerd op de selectieve onderschepping van semipermeabele membranen, dat wil zeggen dat de opgeloste stoffen en oplosmiddelen in de oplossing onder druk worden gescheiden. Wanneer hetzelfde volume verdunde oplossing en geconcentreerde oplossing aan beide zijden van een container wordt geplaatst en wordt geblokkeerd door een semipermeabel membraan in het midden, zal het oplosmiddel in de verdunde oplossing op natuurlijke wijze door het semipermeabele membraan gaan en naar de kant van de geconcentreerde oplossing stromen totdat het een osmotische evenwichtstoestand bereikt. Als op dit moment een druk groter dan de osmotische druk wordt uitgeoefend op de kant van de geconcentreerde oplossing, zal de stroomrichting van het oplosmiddel worden omgekeerd, en dit proces is omgekeerde osmose.

RO-membraanelementen zijn de kerncomponenten van het omgekeerde osmosesysteem, meestal samengesteld uit meerdere lagen dunne films van verschillende materialen en structuren. Het meest kritische van deze membranen is de ultradunne ontziltingslaag, waarvan de dichtheid direct de ontziltingssnelheid van het membraan bepaalt. Gebruikelijke RO-membraanmaterialen omvatten celluloseacetaatmembraan en composietmembraan. Hoewel celluloseacetaatmembraan in de beginperiode veel werd gebruikt, werd het geleidelijk vervangen door composietmembranen met betere prestaties vanwege het beperkte hydrolyse- en pH-bereik.

De belangrijkste ondersteunende structuur van het composietmembraan is een niet-geweven polyesterstof, met een laag microporeuze technische kunststof polysulfon op het oppervlak, en de barrièrelaag is gemaakt van sterk verknoopt aromatisch polyamide. Deze structuur verbetert niet alleen de chemische en biologische stabiliteit van het membraan, maar verbetert ook aanzienlijk de transmissieprestaties. Het composietmembraan wordt tijdens bedrijf niet gecomprimeerd, dus de waterproductie en de ontziltingssnelheid zijn relatief stabiel en de levensduur is langer.

De permeabele drager in het RO-membraanelement is een brug die het ruwe water en het geproduceerde water met elkaar verbindt. Het is verantwoordelijk voor het transport van het gezuiverde water na membraanfiltratie van de ene kant van het membraan naar de andere kant. De prestaties van de permeabele drager hebben rechtstreeks invloed op de algehele efficiëntie van het RO-systeem. Hoogwaardige permeabele dragers moeten de kenmerken hebben van hoge permeabiliteit, lage weerstand, corrosieweerstand en een lange levensduur.

In praktische toepassingen worden permeabele dragers vaak geconfronteerd met uitdagingen zoals hoge temperaturen, hoge druk en complexe waterkwaliteit. Studies hebben aangetoond dat langdurige blootstelling aan omgevingen met hoge temperaturen en hoge druk fysieke vervorming van RO-membranen kan veroorzaken, zoals membraanverdichting en penetratie van permeaatdragers, wat de permeabiliteit en ontziltingssnelheid van het membraan zal beïnvloeden. Daarom moet bij het ontwerpen en selecteren van permeaatdragers volledig rekening worden gehouden met hun materialen, structuren en werkomgevingen om hun stabiele werking op lange termijn te garanderen.

Met de vooruitgang van wetenschap en technologie is de RO-membraantechnologie ook voortdurend aan het innoveren en ontwikkelen. Door membraanmaterialen en productieprocessen te verbeteren, kunnen de ontziltingssnelheid en de waterproductie van het membraan verder worden verbeterd; door het structurele ontwerp van membraancomponenten te optimaliseren, kunnen het energieverbruik en de bedrijfskosten van het systeem worden verlaagd; door het ontwikkelen van nieuwe voor- en nabehandelingstechnologieën kan de levensduur van het membraan worden verlengd en kan de membraanvervuiling worden verminderd.