Istwa nan devlopman nan RO ranvèse manbràn osmoz

1. Dekouvèt nan osmoz ak entwodiksyon nan konsèp la nan manbràn semipermeable
Devlopman nan teknoloji ranvèse osmoz manbràn se inséparabl soti nan konpreyansyon nan fenomèn natirèl la nan "osmoz." Nan 1827, pandan y ap etidye selil plant yo, fizyològ franse Dutochet premye obsève migrasyon an nan molekil dlo nan manbràn selilè ki sòti nan yon solisyon konsantrasyon ki ba- nan yon solisyon konsantrasyon segondè -. Fenomèn sa a, ki defini kòm "osmoz," se santre sou egzistans lan nan yon estrikti oaza pèmeyab, SO - yo rele "manbràn semipermeable." Malgre ke materyèl manbràn atifisyèl pa t 'ankò te devlope nan moman sa a, eksperyans Dutrochet a bay baz la teyorik pou separasyon manbràn.

2. etablisman presyon osmotik tèmodinamik la

Rive nan fen 19yèm syèk la, Olandè fizik magazen van 't pwopoze pi popilè ekwasyon an presyon osmotik nan 1886: π=IMRT, kote π se presyon an osmotik, mwen se faktè a solit dissociation, m se konsantrasyon an molè, R se konstan gaz la, ak T se tèmodinamik la. Ekwasyon sa a konbine fenomèn osmoz la ak teyori tèmodinamik chimik yo, epi pou premye fwa a chiffre fòs kondwi nan pwosesis manbràn yo. Se travay Van 'T Hoff a konsidere kòm yon eleman enpòtan nan fondasyon yo tèmodinamik nan jeni separasyon manbràn ak bay yon baz pou paramèt kle nan ki vin apre konsepsyon nan pwosesis osmoz ranvèse.

3. Aparisyon nan rechèch preliminè sou manbràn atifisyèl

Nan kòmansman 20yèm syèk la, Alman Scholar Bechhold premye rapòte nan 1907 itilize nan manbràn te fè nan nitrat karboksimetil pou separasyon nan patikil koloidal. Membranes sa yo ekspoze yon sèten degre nan semipermeability. Malgre ke yo te itilize teknoloji sa a okòmansman sitou nan chimi analyse ak eksperyans byolojik, manbràn sa yo deja posede pwopriyete yo fondamantal nan gwosè pò kontwole ak flux, epi yo konsidere kòm précurseur a endistriyalizasyon nan teknoloji manbràn. Manbràn Bechhold a te lajman itilize nan eksperyans debaz tankou separasyon pwoteyin ak retansyon viris, endirèkteman fè pwomosyon rechèch la ak normalizasyon nan materyèl materyèl manbràn fizik (tankou distribisyon gwosè pò, epesè, ak fòs estriktirèl).

1. premye aplikasyon an nan osmoz ranvèse
Malgre ke osmoz te lontan yo te obsève ak kalitatif dekri, li pa t 'jouk nan mitan - 20yèm syèk la ki syantis dekouvri ki jan yo ranvèse pwosesis la. Pa aplike yon presyon ekstèn pi gran pase presyon an osmotik sou solisyon an konsantre, molekil dlo emigre soti nan yon segondè - solisyon konsantrasyon nan yon solisyon ki ba-konsantrasyon. Pwosesis sa a li te ye kòm osmoz ranvèse. Pi gwo defi yo fè fas a nan devlopman inisyal la nan manbràn osmoz ranvèse yo te seleksyon materyèl ak konsepsyon estrikti manbràn: reyisi ase selectivite san yo pa sakrifye flux.

2. Loeb ak Asimetrik manbràn Loeb ak Sourirajan a (1959)
An 1959, Loeb ak Sourirajan nan Inivèsite Kalifòni, Los Angeles, te devlope premye manbràn osmoz nan mond lan. Sèvi ak yon metòd envèsyon faz yo, yo fabrike yon manbràn asetat karboksimetil ak yon estrikti distenk asimetri. Kouch sifas manbràn lan, apeprè 0.2 a 0.5 mikron epè, ekspozisyon selektif trè wo. Estrikti a kache pore bay sipò mekanik ak diminye rezistans koule. Sa a manbràn asimetri reyalize yon pousantaj rejè sèl ki rive jiska 98% ak yon règ nan dè dizèn de lit pou chak mèt kare pou chak èdtan, tap mete fondasyon an pou aplikasyon ki vin apre endistriyèl.

3. Pwojè Gouvènman ameriken ak plant pilòt UCLA

Biwo Dlo Saline Etazini an te finanse rechèch sa a nan fen ane 1950 yo epi li te etabli premye plant eksperimantal dlo lanmè. Sistèm sa a, lè l sèvi avèk yon manbràn RO asimetri, pwodwi 14 tòn dlo dous pou chak jou. Pandan ke toujou relativman gwo ak koute chè yo opere, siksè sa a demontre la pou premye fwa ke teknoloji RO te pa sèlman teyorikman posib, men tou possible sou yon echèl pratik, ushering nan aplikasyon an pratik nan separasyon manbràn nan tretman dlo.

1. Devlopman nan plak - ak - ankadreman ak espiral - Modil manbràn blesi
Kòm materyèl manbràn ranvèse osmoz te vin pi estab, optimize estrikti manbràn kòm yon eleman aparèy te vin enpòtan pou devlopman endistriyèl. An 1969, DuPont prezante B - 9 espiral - eleman manbràn blesi. Sa a konsepsyon pèmèt pou yon zòn manbràn pi gwo nan yon volim limite, siyifikativman amelyore kapasite sistèm pwosesis ak efikasite enèji. Konpare ak plak tradisyonèl - ak - estrikti ankadreman, modil manbràn espiral-blesi ofri pi wo dansite zòn manbràn joje, pi ba gout presyon, ak kondisyon antretyen pi ba, byen vit vin faktè a fòm endikap pou RO aplikasyon pou endistriyèl.

2. Ekspansyon rapid nan mache entènasyonal la
An 1970, Toray Industries, Japon, te konplete premye pwovens Lazi a komèsyal ranvèse liy pwodiksyon osmoz, ki make kòmansman an nan ekspansyon RO Teknoloji a nan Azi - rejyon Pasifik la. Konpayi an pyonye aplikasyon an nan teknoloji separasyon manbràn nan pwodiksyon an nan dlo ultrapure pou elektwonik, manje ak konsantrasyon bwason, ak reutilizasyon dlo ize, kondwi avansman rapid nan pèfòmans materyèl manbràn ak entegrasyon aparèy nan tout rejyon an.

3. Verifikasyon aplikasyon militè ameriken: inite mobil RO
Soti nan 1965 a 1968, US Marin a kolabore ak ekip Loeb a yo devlope mobil dlo desalination Inite a (MSDU). Inite sa a ta ka deplwaye sou bato, nan baz pou pi devan, ak nan anviwònman piman bouk desalinate dlo lanmè. Pwojè sa a pa sèlman demontre posibilite nan sistèm RO nan anviwònman sekou militè ak dezas, men tou fasilite deplwaman ki vin apre a nan inite RO nan pò, vil ki gen mank dlo, ak zile ki izole.

1. Gwo zouti nan estrikti materyèl manbràn: TFC manbràn konpoze
Nan lane 1980, Cadotte pwopoze yon manbràn konpoze poliamid aromat (Film Film, TFC) fabrike lè l sèvi avèk polimerizasyon interfacial. Manbràn sa a konsiste de twa kouch: yon kouch sipò twal ki pa nan twoup, yon kouch entèmedyè polysulfone ki mouye, ak yon kouch ultra - mens sifas poliamid. Kouch nan sifas poliamid, se sèlman yon kèk santèn nanomèt epè, ekspozisyon rejè ekselan sèl. Estrikti sa a pa sèlman siyifikativman amelyore flux manbràn ak selectivite, men tou pèmèt pou adapte pèfòmans manbràn nan sous dlo espesifik, vin achitekti a estanda pou ki vin apre materyèl manbràn RO.

2. Komèsyalizasyon: aplikasyon toupatou nan seri a Dow Filmtec ™
An 1982, Dow Chemical Company te lanse mak "Filmtec ™" nan RO manbràn, ki gen ladan modèl reprezantan tankou BW30 la ak SW30. Manbràn sa yo, karakterize pa rezistans segondè antèman, gwo flux, ak lavi ki estab opere, yo te lajman ki itilize nan endistri tankou rezèv dlo minisipal, dlo lanmè desalination, elektwonik ak semi -kondiktè, manje ak bwason, ak pwodwi chimik yo, etabli pozisyon an dominan nan manbràn TFC nan mache a.

3. Gwo - Pwojè Demonstrasyon Echèl: Orange County Dlo Faktori 21
An 1990, Otorite Dlo Orange County nan Kalifòni, USA, konstwi faktori dlo 21, ki itilize yon sistèm RO pou bay segondè - bon jan kalite tretman pou dlo ize minisipal yo. Sistèm sa a Lè sa a, sibi tretman avanse ak radyasyon UV ak kabòn aktive, sa ki lakòz bwè a endirèk nan dlo resikle. Sa a te make premye siksè nan mond lan gwo - echèl "Bwè - klas resikle dlo" pwojè, regilye nèf semenn klas tranzisyon an enpòtan nan teknoloji RO soti nan tretman dlo endistriyèl nan sekirite dlo pou bwè.

1. Anti - Fouling ak devlopman nan nano - Modifye manbràn
Manbràn antèman te toujou yon gwo obstak nan operasyon tèm long - nan teknoloji RO. Pou amelyore kapasite antifouling manbràn, chèchè yo ap entwodwi nanomateryal tankou Tio₂, ZnO, ak Ag nan sifas la manbràn. Materyèl sa yo separe anti - pwopriyete adezyon byolojik ak dekonpozisyon fotokatalitik nan matyè òganik, siyifikativman pwolonje lavi opere manbràn lan. Pou egzanp, Nanyang Inivèsite teknolojik nan Singapore te devlope yon manbràn TFC ak fotokatalitik pwòp tèt ou - kapasite netwayaj nan nan - situ tio₂ dopan.

2. siyifikativman redwi konsomasyon enèji desalination: aparèy rekiperasyon enèji PX
Echanjeur presyon PX (PX) te lanse pa Enèji Recovery Inc. retabli ak transfè presyon rezidyèl soti nan sèl nan bò Inlet, diminye konsomasyon nan enèji espesifik nan sistèm RO soti nan pi bonè a 6 - 8 kWh/m³ a 2-3 kWh/m³. Aparèy sa a se lajman ki itilize nan gwo-echèl pwojè desalination nan peyi tankou pèp Izrayèl la ak Arabi Saoudit, fè RO yon teknoloji enalination enalination atravè lemond.

3. Otomatik ak sistèm kontwòl entèlijan
Gwo - Echèl RO sistèm yo ekipe ak yon platfòm jesyon otomatik ki baze sou yon PLC (pwogramasyon kontwòl lojik) ak sistèm SCADA, pèmèt reyèl - koleksyon tan ak kontwòl nan done tankou bon jan kalite enfliyan, flux manbràn, presyon diferans, ak endèks kontaminasyon. Gen kèk sistèm ki enkòpore AI - algoritm ede yo predi manbràn antèman tandans ak kòmanse alèt netwayaj an davans, pèmèt "poukont li" operasyon.

1. Rechèch pwogrè sou grafèn oksid (GO) manbràn
Ekip la Geim (University of Manchester) te kòmanse eksplore pwopriyete yo molekilè tamize nan GO manbràn nan 2013. Ale manbràn gen yon sèl - kouch, de - estrikti dimansyon epi yo ka reyalize flux 10 a 100 fwa pi wo pase manbràn tradisyonèl yo. Yo kapab tou reyalize separasyon egzak pa ajiste espas la entèrlayer. Aplikasyon pou potansyèl yo enkli desalination dlo lanmè, separasyon metal lou, ak segondè - valè - te ajoute tretman solisyon. Malgre ke yo pa ankò konplètman komèsyalize yo, yo yo konsidere kòm yon kandida kle pou pwochen jenerasyon an nan segondè - materyèl manbràn pèfòmans.

2. ai - Sistèm Optimizasyon RO ak orè
Avèk adopsyon an toupatou nan syans done, anpil sistèm RO endistriyèl yo enkòpore algoritm AI, tankou rezo neral ak modèl aprantisaj machin, nan intelijans idantifye ak optimize kalite manbràn antèman, paramèt opere, ak tandans konsomasyon enèji.

3. Reutilizasyon nan manbràn fatra ak pilòt ekonomi sikilè
"RewaMem pwojè Inyon Ewopeyen an" chimikman netwaye ak reproche manbràn Waste RO, konvèti yo nan ki ba - presyon manbràn nanofiltrasyon oswa MBR manbràn modil pou dlo ize pretrateman oswa sistèm reutilizasyon dlo irigasyon yo. Pwojè sa a reyalize plis pase 80% rekiperasyon resous manbràn, kondwi tranzisyon endistri RO a nan direksyon ba - kabòn, devlopman dirab.