La tecnologia d’osmosi inversa Ro (osmosi inversa) és una tecnologia de separació i filtració de membranes impulsada per la diferència del manòmetre. S’origina a partir de la investigació de la tecnologia aeroespacial dels anys seixanta als Estats Units i, posteriorment, es torna civil. S'ha utilitzat àmpliament en investigacions científiques, medicina, aliments, begudes, dessalinització i altres camps.
La membrana Ro RO té una mida de porus petita de nanòmetre (1 nm=10-9 m). Sota certa pressió, les molècules H2O poden passar per la membrana RO, mentre que la sal inorgànica, els ions de metalls pesants, la matèria orgànica, el col·loide, els bacteris, el virus i altres impureses de l’aigua font no poden passar per la membrana RO, de manera que l’aigua pura que es pot transmetre i l'aigua concentrada que no es pot transmetre es pot distingir estrictament.
Conductivitat de l’aigua general de l’aixeta després de la filtració de la membrana RO 5 μ S / cm (conductivitat de l’efluent després de la filtració de la membrana RO=conductivitat de l’influent) × La taxa de dessalinització de la membrana RO importada pot arribar al 99% o més i l’operació pot garantir-ne el 97 % o més en 5 anys. Si la conductivitat de l’aigua de sortida és relativament alta, es pot adoptar l’osmosi inversa de la segona etapa i, després d’un simple tractament, la conductivitat de l’energia hidràulica és inferior a 1 μ S / cm), que compleix el nivell d’aigua de tercer nivell del laboratori nacional. Després de la filtració per circulació de la columna d’intercanvi iònic atòmic, la resistivitat de l’aigua de l’efluent pot arribar als 18,2 m.cm, que és superior a la norma nacional d’ús d’aigua de laboratori (GB 6682-92).
Les tres teories següents són populars en la interpretació del mecanisme de separació d'osmosi inversa en el món acadèmic
1. Model de difusió per dissolució
Lonsdale et al. Es va proposar un model de difusió de solucions per explicar el fenomen de l’osmosi inversa. Va considerar l’escorça superficial activa de l’osmosi inversa com una densa membrana porosa i va suposar que tant el solut com el dissolvent es podrien dissoldre a la capa superficial homogènia de la membrana porosa i cada difusió a través de la membrana sota el potencial químic causat per la concentració o la pressió. La diferència de solubilitat i difusió de solut i dissolvent en la fase de pel·lícula afecta la seva energia a través de la membrana. El procés específic es divideix en etapes: el dissolut i el dissolvent s’absorbeixen i es dissolen a la superfície del material del costat líquid de la membrana; En el segon pas, no hi va haver interacció entre solut i dissolvent, i van passar a través de la capa activa de membrana RO per difusió molecular sota la promoció de la seva diferència de potencial químic; El tercer pas és la desorció del solut i del dissolvent a la superfície de la membrana a través del costat líquid.
En el procés del solut i el dissolvent que travessa la membrana, generalment se suposa que el tercer pas i el segon pas seran la velocitat de transmissió. És a dir, el solut i el dissolvent passen per la membrana per difusió molecular sota el foment de la diferència de potencial químic. A causa de la selectivitat de la membrana, es pot separar la barreja de gasos o la barreja líquida. La permeabilitat del material depèn no només del coeficient de difusió, sinó també de la solubilitat del material a la membrana.
2. Teoria del flux capil·lar d’adsorció preferent
Quan es dissolen diferents tipus de substàncies al líquid, la tensió superficial canviarà. Per exemple, la solució de substàncies orgàniques com alcohol, àcid, aldehid, greixos pot reduir la tensió superficial, però dissoldre algunes sals inorgàniques, però augmentar lleugerament la tensió superficial, perquè la dispersió del solut és desigual, és a dir, la concentració del solut a la capa superficial de la solució és diferent de la concentració interna de la solució, que és el fenomen d’adsorció superficial de la solució. Quan la solució d’aigua entra en contacte amb la membrana de polímer porós, si les propietats químiques de la membrana fan que la membrana s’absorbeixi negativament per solutar i es prefereixi l’adsorció positiva de l’aigua, es formarà un cert gruix de capa d’aigua pura a la interfície entre la membrana i la solució. Sota l’acció de la pressió externa, passarà pels porus de la superfície de la pel·lícula, de manera que es podrà obtenir aigua pura.
3. Teoria dels enllaços d’hidrogen
En l’acetat de cel·lulosa, a causa de l’acció del vincle d’hidrogen i la força de van der Waals, hi ha dues parts a la pel·lícula, a saber, la regió cristal·lina i la fase amorfa. La unió sòlida i la disposició paral·lela de les macromolècules és la regió de la fase cristal·lina, mentre que la regió de fase amorfa està completament desordenada entre les macromolècules i l’aigua i el solut no poden entrar a la regió de la fase cristal·lina. A prop de la molècula d’acetat de cel·lulosa, els àtoms d’oxigen del grup carbonil de l’acetat i l’acetat de cel·lulosa formen enllaços d’hidrogen i formen l’anomenada aigua d’unió. Quan l’acetat de cel·lulosa adsorbeix les molècules d’aigua de la capa, farà que l’entropia molecular de l’aigua disminueixi molt, formant una estructura similar al gel. A l’espai de porus amb gran fase amorfa, l’ocupació d’aigua combinada és molt baixa. Hi ha aigua d’estructura comuna al centre del porus. Els ions o molècules que no poden formar enllaç d'hidrogen amb la pel·lícula d'acetat de cel·lulosa entren a l'aigua d'unió i migren de manera difosa ordenada. La membrana es fa passar per la membrana canviant la posició d'enllaç d'hidrogen format per l'acetat de cel·lulosa.
Sota pressió, les molècules d’aigua de la solució i els àtoms d’oxigen del grup carbonil formen enllaços d’hidrogen. Els enllaços d’hidrogen formats per les molècules d’aigua originals es desconnecten i les molècules d’aigua es dissocien i es mouen al següent punt d’activació i formen nous enllaços d’hidrogen. Així, es formen i es desconnecten mitjançant una sèrie d'enllaços d'hidrogen. Les molècules d'aigua surten de la densa capa activa de la superfície de la membrana i entren a la capa porosa de la membrana. Com que la capa porosa conté una gran quantitat d’aigua capil·lar, les molècules d’aigua poden sortir de la membrana sense problemes.
