Maart 11 2022
STARK: omgekeerd osmose-systeem. Hoe werkt omgekeerde osmose?
Dit artikel is gericht op een publiek dat weinig of geen ervaring heeft met water met omgekeerde osmose en zal proberen de basis uit te leggen in eenvoudige bewoordingen die de lezer een beter algemeen begrip van de watertechnologie voor omgekeerde osmose en de toepassingen ervan zouden moeten geven.
Omgekeerde osmose begrijpen
Omgekeerde osmose, gewoonlijk RO genoemd, is een proces waarbij u water demineraliseert of deïoniseert door het onder druk door een semi-permeabel omgekeerde osmosemembraan te duwen.
Hoe werkt omgekeerde osmose?
Omgekeerde osmose werkt door een hogedrukpomp te gebruiken om de druk aan de zoutzijde van de RO te verhogen en het water over het semi-permeabele RO-membraan te persen, waardoor bijna alle (ongeveer 95% tot 99%) opgeloste zouten achterblijven in de afkeurstroom. De benodigde hoeveelheid druk is afhankelijk van de zoutconcentratie van het voedingswater. Hoe geconcentreerder het voedingswater, hoe meer druk er nodig is om de osmotische druk te overwinnen.
Het ontzilt water dat gedemineraliseerd of gedeïoniseerd is, wordt permeaat (of product) water genoemd. De waterstroom die de geconcentreerde verontreinigingen vervoert die niet door het RO-membraan zijn gegaan, wordt de afkeur- (of concentraat)stroom genoemd.
Wanneer het voedingswater onder druk het RO-membraan binnenkomt (voldoende druk om de osmotische druk te overwinnen), passeren de watermoleculen het semi-permeabele membraan en mogen de zouten en andere verontreinigingen niet passeren en worden ze afgevoerd via de afwerpstroom (ook bekend als de concentraat- of pekelstroom), die naar de afvoer gaat of in sommige omstandigheden terug kan worden gevoerd in de voedingswatertoevoer om te worden gerecycled via het RO-systeem om Bespaar water. Het water dat door het RO-membraan komt, wordt permeaat- of productwater genoemd en er wordt meestal ongeveer 95% tot 99% van de opgeloste zouten uit verwijderd.
Het is belangrijk om te begrijpen dat een RO-systeem gebruik maakt van kruisfiltratie in plaats van standaardfiltratie waarbij de verontreinigingen worden verzameld in de filtermedia. Bij kruisfiltratie gaat de oplossing door het filter, of passeert het filter, met twee uitlaten: het gefilterde water gaat de ene kant op en het vervuilde water gaat de andere kant op. Om de opbouw van verontreinigingen te voorkomen, zorgt kruisstroomfiltratie ervoor dat water de opbouw van verontreinigingen kan wegvegen en ook voldoende turbulentie mogelijk maakt om het membraanoppervlak schoon te houden.
Welke verontreinigingen verwijdert omgekeerde osmose uit het water?
Omgekeerde osmose is in staat om tot 99%+ van de opgeloste zouten (ionen), deeltjes, colloïden, organische stoffen, bacteriën en pyrogenen uit het voedingswater te verwijderen (hoewel er niet op een RO-systeem mag worden vertrouwd om 100% van de bacteriën en virussen te verwijderen). Een RO-membraan stoot verontreinigingen af op basis van hun grootte en lading. Elke verontreiniging met een molecuulgewicht van meer dan 200 wordt waarschijnlijk afgestoten door een goed werkend RO-systeem (ter vergelijking: een watermolecuul heeft een MW van 18). Evenzo, hoe groter de ionische lading van de verontreiniging, hoe groter de kans dat deze niet door het RO-membraan kan gaan. Een natriumion heeft bijvoorbeeld maar één lading (monovalent) en wordt niet afgestoten door het RO-membraan, evenals bijvoorbeeld calcium, dat twee ladingen heeft. Evenzo is dit de reden waarom een RO-systeem gassen zoals CO2 niet zo goed verwijdert, omdat ze in oplossing niet sterk geïoniseerd (geladen) zijn en een zeer laag moleculair gewicht hebben. Omdat een RO-systeem geen gassen verwijdert, kan het permeaatwater een iets lagere pH-waarde hebben dan normaal, afhankelijk van het CO2-gehalte in het voedingswater, omdat het CO2 wordt omgezet in koolzuur.
Omgekeerde osmose is zeer effectief bij de behandeling van brak, oppervlakte- en grondwater voor zowel grote als kleine stromingen. Enkele voorbeelden van industrieën die RO-water gebruiken, zijn de farmaceutica, ketelvoedingswater, voedingsmiddelen en dranken, metaalafwerking en halfgeleiderproductie om er maar een paar te noemen.
Omgekeerde osmose prestaties en ontwerpberekeningen
Er zijn een handvol berekeningen die worden gebruikt om de prestaties van een RO-systeem te beoordelen en ook voor ontwerpoverwegingen. Een RO-systeem heeft instrumenten die de kwaliteit, het debiet, de druk en soms andere gegevens zoals temperatuur of draaiuren weergeven. Om de prestaties van een RO-systeem nauwkeurig te meten, heeft u minimaal de volgende werkingsparameters nodig:
Omgekeerde osmose systeem
Omgekeerde osmose begrijpen
Omgekeerde osmose, gewoonlijk RO genoemd, is een proces waarbij u water demineraliseert of deïoniseert door het onder druk door een semi-permeabel omgekeerde osmosemembraan te duwen.
Hoe werkt omgekeerde osmose?
Omgekeerde osmose werkt door een hogedrukpomp te gebruiken om de druk aan de zoutzijde van de RO te verhogen en het water over het semi-permeabele RO-membraan te persen, waardoor bijna alle (ongeveer 95% tot 99%) opgeloste zouten achterblijven in de afkeurstroom. De benodigde hoeveelheid druk is afhankelijk van de zoutconcentratie van het voedingswater. Hoe geconcentreerder het voedingswater, hoe meer druk er nodig is om de osmotische druk te overwinnen.
Het ontzilt water dat gedemineraliseerd of gedeïoniseerd is, wordt permeaat (of product) water genoemd. De waterstroom die de geconcentreerde verontreinigingen vervoert die niet door het RO-membraan zijn gegaan, wordt de afkeur- (of concentraat)stroom genoemd.
Wanneer het voedingswater onder druk het RO-membraan binnenkomt (voldoende druk om de osmotische druk te overwinnen), passeren de watermoleculen het semi-permeabele membraan en mogen de zouten en andere verontreinigingen niet passeren en worden ze afgevoerd via de afwerpstroom (ook bekend als de concentraat- of pekelstroom), die naar de afvoer gaat of in sommige omstandigheden terug kan worden gevoerd in de voedingswatertoevoer om te worden gerecycled via het RO-systeem om Bespaar water. Het water dat door het RO-membraan komt, wordt permeaat- of productwater genoemd en er wordt meestal ongeveer 95% tot 99% van de opgeloste zouten uit verwijderd.
Het is belangrijk om te begrijpen dat een RO-systeem gebruik maakt van kruisfiltratie in plaats van standaardfiltratie waarbij de verontreinigingen worden verzameld in de filtermedia. Bij kruisfiltratie gaat de oplossing door het filter, of passeert het filter, met twee uitlaten: het gefilterde water gaat de ene kant op en het vervuilde water gaat de andere kant op. Om de opbouw van verontreinigingen te voorkomen, zorgt kruisstroomfiltratie ervoor dat water de opbouw van verontreinigingen kan wegvegen en ook voldoende turbulentie mogelijk maakt om het membraanoppervlak schoon te houden.
Welke verontreinigingen verwijdert omgekeerde osmose uit het water?
Omgekeerde osmose is in staat om tot 99%+ van de opgeloste zouten (ionen), deeltjes, colloïden, organische stoffen, bacteriën en pyrogenen uit het voedingswater te verwijderen (hoewel er niet op een RO-systeem mag worden vertrouwd om 100% van de bacteriën en virussen te verwijderen). Een RO-membraan stoot verontreinigingen af op basis van hun grootte en lading. Elke verontreiniging met een molecuulgewicht van meer dan 200 wordt waarschijnlijk afgestoten door een goed werkend RO-systeem (ter vergelijking: een watermolecuul heeft een MW van 18). Evenzo, hoe groter de ionische lading van de verontreiniging, hoe groter de kans dat deze niet door het RO-membraan kan gaan. Een natriumion heeft bijvoorbeeld maar één lading (monovalent) en wordt niet afgestoten door het RO-membraan, evenals bijvoorbeeld calcium, dat twee ladingen heeft. Evenzo is dit de reden waarom een RO-systeem gassen zoals CO2 niet zo goed verwijdert, omdat ze in oplossing niet sterk geïoniseerd (geladen) zijn en een zeer laag moleculair gewicht hebben. Omdat een RO-systeem geen gassen verwijdert, kan het permeaatwater een iets lagere pH-waarde hebben dan normaal, afhankelijk van het CO2-gehalte in het voedingswater, omdat het CO2 wordt omgezet in koolzuur.
Omgekeerde osmose is zeer effectief bij de behandeling van brak, oppervlakte- en grondwater voor zowel grote als kleine stromingen. Enkele voorbeelden van industrieën die RO-water gebruiken, zijn de farmaceutica, ketelvoedingswater, voedingsmiddelen en dranken, metaalafwerking en halfgeleiderproductie om er maar een paar te noemen.
Omgekeerde osmose prestaties en ontwerpberekeningen
Er zijn een handvol berekeningen die worden gebruikt om de prestaties van een RO-systeem te beoordelen en ook voor ontwerpoverwegingen. Een RO-systeem heeft instrumenten die de kwaliteit, het debiet, de druk en soms andere gegevens zoals temperatuur of draaiuren weergeven. Om de prestaties van een RO-systeem nauwkeurig te meten, heeft u minimaal de volgende werkingsparameters nodig:
- Voedingsdruk
- Doordringende druk
- Concentraat druk
- Geleidbaarheid van de voeding
- Doordringen geleidbaarheid
- Aanvoer
- Doordringen stroom
- Temperatuur
Omgekeerde osmose systeem