Βικιπαίδεια

Αντίστροφη ώσμωση

Η αντίστροφη ώσμωση (από το "ωσμός"= ώση, ώθηση) είναι διαδικασία καθαρισμού νερού που χρησιμοποιεί μια μερικώς διαπερατή μεμβράνη για να διαχωρίσει τα ιόντα, τα ανεπιθύμητα μόρια και τα μεγαλύτερα σωματίδια από το πόσιμο νερό. Στην αντίστροφη ώσμωση, χρησιμοποιείται μια εφαρμοζόμενη πίεση για να ξεπεραστεί η ωσμωτική πίεση, μια συνεργική ιδιότητα που καθοδηγείται από χημικές διαφορές δυναμικού του διαλύτη, μια θερμοδυναμική παράμετρο. Η αντίστροφη ώσμωση μπορεί να απομακρύνει πολλούς τύπους διαλυμένων και αιωρούμενων χημικών ειδών, καθώς και βιολογικών (κυρίως βακτηρίων) από το νερό, και χρησιμοποιείται τόσο στις βιομηχανικές διαδικασίες όσο και στην παραγωγή πόσιμου νερού. Το αποτέλεσμα είναι ότι η διαλυμένη ουσία συγκρατείται στην υπό πίεση πλευρά της μεμβράνης και ο καθαρός διαλύτης αφήνεται να περάσει στην άλλη πλευρά. Για να είναι «επιλεκτική», αυτή η μεμβράνη δεν θα πρέπει να επιτρέπει μεγάλα μόρια ή ιόντα διαμέσου των πόρων, αλλά θα πρέπει να επιτρέπει μικρότερα συστατικά του διαλύματος (όπως μόρια διαλύτη, δηλαδή, νερό, (Η2Ο) για να περάσει ελεύθερα.[1]

Σχήμα που δείχνει τη διαδικασία της αντίστροφης ώσμωσης. Η άσκηση της πίεσης Α στο διάλυμα Β το ωθεί μέσα από τη μεμβράνη D, όπου εξέρχεται στο λιγότερο πυκνό διάλυμα E και συλλέγεται.

Στην κανονική διαδικασία ώσμωσης, ο διαλύτης κινείται φυσικά από μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας (υψηλό δυναμικό νερού), μέσω μιας μεμβράνης, σε μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης διαλυμένης ουσίας (χαμηλό δυναμικό νερού). Η κινητήρια δύναμη για την κίνηση του διαλύτη είναι η μείωση της ελεύθερης ενέργειας Γκιμπς του συστήματος όταν μειώνεται η διαφορά στη συγκέντρωση διαλύτη και στις δύο πλευρές μιας μεμβράνης, δημιουργώντας ωσμωτική πίεση λόγω του ότι ο διαλύτης κινείται στο πιο συμπυκνωμένο διάλυμα. Η εφαρμογή εξωτερικής πίεσης για αντιστροφή της φυσικής ροής καθαρού διαλύτη, είναι, συνεπώς, αντίστροφη ώσμωση. Η διαδικασία είναι παρόμοια με άλλες εφαρμογές τεχνολογίας μεμβράνης.

Η αντίστροφη ώσμωση διαφέρει από τη διήθηση στο ότι ο μηχανισμός της ροής του υγρού είναι διά της ώσμωσης μέσω μιας μεμβράνης. Ο κυρίαρχος μηχανισμός απομάκρυνσης στη διήθηση μεμβράνης είναι ο αποκλεισμός λόγου μεγέθους, όπου οι πόροι είναι 0,01 μικρόμετρα ή μεγαλύτεροι, έτσι η διαδικασία μπορεί θεωρητικά να επιτύχει τέλεια απόδοση ανεξάρτητα από παραμέτρους όπως η πίεση και η συγκέντρωση του διαλύματος. Αντίθετα, η αντίστροφη ώσμωση συνεπάγεται διάχυση διαλύτη σε μια μεμβράνη που δεν είναι πορώδης ή χρησιμοποιεί νανοδιήθηση με πόρους μεγέθους 0,001 μικρομέτρων. Ο κυρίαρχος μηχανισμός αφαίρεσης είναι από τις διαφορές στη διαλυτότητα ή τη διάχυση, και η διαδικασία εξαρτάται από την πίεση, τη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας και άλλες συνθήκες.[2]

Η αντίστροφη ώσμωση είναι πιο γνωστή για τη χρήση της στην παραγωγή πόσιμου νερού από θαλασσινό νερό, αφαιρώντας το αλάτι και άλλα απόβλητα από τα μόρια του νερού.[3]

Ιστορία

Επεξεργασία

H διαδικασία ώσμωσης μέσω ημιπερατών μεμβρανών παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1748 από τον Ζαν-Αντουάν Νολέ. Για τα επόμενα 200 χρόνια, η ώσμωση ήταν μόνο ένα φαινόμενο που παρατηρούνταν στο εργαστήριο. Το 1950, το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες διερεύνησε για πρώτη φορά την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού χρησιμοποιώντας ημιπερατές μεμβράνες. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες και το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα παρήγαγαν με επιτυχία γλυκό νερό από θαλασσινό νερό στα μέσα της δεκαετίας του 1950, αλλά η ροή ήταν πολύ χαμηλή για να είναι εμπορικά βιώσιμη[4] μέχρι την ανακάλυψη στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες από τους Σίντνεϊ Λεμπ και Σρινιβάσα Σουριρατζάν[5] στο Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά στην Οττάβα, τεχνικών για την κατασκευή ασύμμετρων μεμβρανών που χαρακτηρίζονται από ένα αποτελεσματικά λεπτό στρώμα "δέρματος" που στηρίζεται πάνω σε μια πολύ πορώδη και πολύ παχύτερη περιοχή υποστρώματος της μεμβράνης. Ο Τζόν Κάντοτ, της FilmTec Corporation, ανακάλυψε ότι μεμβράνες με ιδιαίτερα υψηλή ροή και διέλευση ελάχιστου άλατος θα μπορούσαν να γίνουν με διεπιφανειακό πολυμερισμό μ -φαινυλενο διαμίνης και τριμεσοϋλοχλωριδίου. Ο Κάντοτ καταχώρησε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτή τη διαδικασία[6] που αποτέλεσε αντικείμενο δικαστικών διενέξεων και έκτοτε έχει λήξει. Σχεδόν όλη η εμπορική μεμβράνη αντίστροφης ώσμωσης κατασκευάζεται τώρα με αυτήν τη μέθοδο. Μέχρι το 2019, λειτουργούσαν περίπου 16.000 μονάδες αφαλάτωσης σε όλο τον κόσμο, παράγοντας περίπου 95 εκατομμύρια κυβικά μέτρα αφαλατωμένου νερού για ανθρώπινη χρήση την ημέρα. Περίπου το ήμισυ αυτής της ποσότητας ήταν στην περιοχή της Μέσης Ανατολής και της Βόρειας Αφρικής.[7]

Το 1977 το Κέιπ Κόραλ, στη Φλόριντα, έγινε ο πρώτος δήμος στις Ηνωμένες Πολιτείες που χρησιμοποίησε τη διαδικασία ΑΟ σε μεγάλη κλίμακα με αρχική ικανότητα λειτουργίας 11,35 εκατομμύρια λίτρα την ημέρα. Μέχρι το 1985, λόγω της ταχείας αύξησης του πληθυσμού του Κέιπ Κόραλ, η πόλη είχε το μεγαλύτερο εργοστάσιο αντίστροφης ώσμωσης χαμηλής πίεσης στον κόσμο, ικανό να παράγει 56,8 εκατομμύρια λίτρα ανά ημέρα.[8]

Εφαρμογές γλυκού νερού

Επεξεργασία

Καθαρισμός πόσιμου νερού

Επεξεργασία
 
Τα στρώματα μίας μεμβράνης αντίστροφης ώσμωσης

Σε όλο τον κο, τα συστήματα καθαρισμού πόσιμου νερού οικιακής χρήσης, συμπεριλαμβανομένου ενός βήματος αντίστροφης ώσμωσης, χρησιμοποιούνται συνήθως για τη βελτίωση του νερού για πόση και μαγείρεμα.

Τέτοια συστήματα περιλαμβάνουν συνήθως έναν αριθμό βημάτων:

  • ένα φίλτρο ιζημάτων για την παγίδευση σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένης της σκουριάς και του ανθρακικού ασβεστίου
  • προαιρετικά, ένα δεύτερο φίλτρο ιζήματος με μικρότερους πόρους
  • ένα φίλτρο ενεργού άνθρακα για την παγίδευση οργανικών χημικών ουσιών και χλωρίου, τα οποία μπορεί να υποβαθμίσουν ορισμένους τύπους σύνθετης λεπτής μεμβράνης
  • ένα φίλτρο αντίστροφης ώσμωσης, το οποίο είναι μια σύνθετη λεπτή μεμβράνη
  • προαιρετικά, μια υπεριώδης λάμπα για την αποστείρωση οποιωνδήποτε μικροβίων που μπορεί να διαφύγουν από το φιλτράρισμα από τη μεμβράνη αντίστροφης ώσμωσης
  • προαιρετικά, ένα δεύτερο φίλτρο άνθρακα για τη σύλληψη αυτών των χημικών που δεν αφαιρούνται από τη μεμβράνη αντίστροφης ώσμωσης

Σε ορισμένα συστήματα, το φίλτρο άνθρακα παραλείπεται και χρησιμοποιείται μεμβράνη τριοξικής κυτταρίνης. Το CTA (τριοξική κυτταρίνη) είναι μια μεμβράνη υποπροϊόντος χαρτιού συνδεδεμένη με ένα συνθετικό στρώμα και κατασκευάζεται για να επιτρέπει την επαφή με το χλώριο στο νερό. Αυτά απαιτούν μια μικρή ποσότητα χλωρίου στην πηγή νερού για να αποφευχθεί η δημιουργία βακτηρίων σε αυτό. Το τυπικό ποσοστό απόρριψης για CTA μεμβράνες είναι 85-95%.

Τα μεγέθη των πόρων της μεμβράνης μπορούν να κυμαίνονται από 0,1 έως 5.000 nm ανάλογα με τον τύπο φίλτρου. Η διήθηση σωματιδίων αφαιρεί σωματίδια 1 μm ή μεγαλύτερα. Η μικροδιήθηση αφαιρεί σωματίδια των 50 nm ή μεγαλύτερα. Η υπερδιήθηση αφαιρεί σωματίδια περίπου 3 nm ή μεγαλύτερα. Η νανοδιήθηση αφαιρεί σωματίδια του 1 nm ή μεγαλύτερο. Η αντίστροφη ώσμωση είναι στην τελική κατηγορία διήθησης μεμβράνης και αφαιρεί σωματίδια μεγαλύτερα από 0,1 νμ.[9]

Αποκεντρωμένη χρήση: αντίστροφη ώσμωση με ηλιακή ενέργεια

Επεξεργασία
 
Μονάδα αφαλάτωσης κοντά στο νησί Ηρακλειά, τροφοδοτούμενη από ανεμογεννήτρια και φωτοβολταϊκά.

Μια μονάδα αφαλάτωσης με ηλιακή ενέργεια παράγει πόσιμο νερό από αλμυρό νερό χρησιμοποιώντας ένα φωτοβολταϊκό σύστημα που μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια στην απαιτούμενη ενέργεια για την αντίστροφη ώσμωση. Λόγω της εκτεταμένης διαθεσιμότητας του ηλιακού φωτός σε διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές, η αντίστροφη ώσμωση με ηλιακή ενέργεια προσφέρεται για τον καθαρισμό πόσιμου νερού σε απομακρυσμένες ρυθμίσεις που δεν διαθέτουν ηλεκτρικό δίκτυο. Επιπλέον, η ηλιακή ενέργεια υπερνικά το συνήθως λειτουργικό κόστος υψηλής ενέργειας καθώς και τις εκπομπές θερμοκηπίου συμβατικών συστημάτων αντίστροφης ώσμωσης, καθιστώντας την μια βιώσιμη λύση παροχής γλυκού νερού συμβατή με τα αναπτυσσόμενα περιβάλλοντα. Για παράδειγμα, μια μονάδα αφαλάτωσης με ηλιακή ενέργεια που έχει σχεδιαστεί για απομακρυσμένες κοινότητες έχει δοκιμαστεί επιτυχώς στη Βόρεια Επικράτεια της Αυστραλίας.[10]

Ενώ η διαλείπουσα φύση του ηλιακού φωτός και η μεταβλητή ένταση καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας καθιστούν δύσκολη την πρόβλεψη απόδοσης φωτοβολταϊκών και αφαλάτωση κατά τη διάρκεια της νύχτας, υπάρχουν πολλές λύσεις. Για παράδειγμα, οι μπαταρίες, οι οποίες παρέχουν την απαιτούμενη ενέργεια για αφαλάτωση σε ώρες χωρίς ηλιακό φως, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας κατά τη διάρκεια της ημέρας. Εκτός από τη χρήση συμβατικών μπαταριών, υπάρχουν εναλλακτικές μέθοδοι αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας. Για παράδειγμα, τα συστήματα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας επιλύουν αυτό το πρόβλημα αποθήκευσης και διασφαλίζουν σταθερή απόδοση ακόμη και κατά τις ώρες χωρίς ηλιακό φως και συννεφιασμένες ημέρες, βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση.[11]

Καθαρισμός νερού και λυμάτων

Επεξεργασία

Το νερό της βροχής που συλλέγεται από τους αγωγούς ομβρύων υδάτων καθαρίζεται με επεξεργαστές νερού αντίστροφης ώσμωσης και χρησιμοποιείται για άρδευση πάρκων και βιομηχανική ψύξη στο Λος Άντζελες και σε άλλες πόλεις, ως λύση στο πρόβλημα της έλλειψης νερού.

Στη βιομηχανία, η αντίστροφη ώσμωση απομακρύνει τα μέταλλα από το νερό του λέβητα σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας.[12] Το νερό αποστάζεται πολλές φορές. Πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο καθαρό, ώστε να μην αφήνει εναποθέσεις στο μηχάνημα ή να προκαλεί διάβρωση. Οι εναποθέσεις εντός ή εκτός των σωλήνων του λέβητα μπορεί να οδηγήσουν σε χαμηλή απόδοση, μειώνοντας την αποδοτικότητά του και οδηγώντας σε φτωχή παραγωγή ατμού, άρα κακή παραγωγή ισχύος στην τουρμπίνα.

Χρησιμοποιείται επίσης για τον καθαρισμό των λυμάτων και των υφάλμυρων υπογείων υδάτων. Τα λύματα σε μεγαλύτερους όγκους (άνω των 500 m 3 / ημέρα) πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία σε μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων πρώτα και στη συνέχεια τα διαυγή απόβλητα περνούν από σύστημα αντίστροφης ώσμωσης. Το κόστος επεξεργασίας μειώνεται σημαντικά και αυξάνεται η διάρκεια ζωής της μεμβράνης του συστήματος αντίστροφης ώσμωσης.

Η διαδικασία της αντίστροφης ώσμωσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή απιονισμένου νερού.[13]

Βιομηχανία τροφίμων

Επεξεργασία

Εκτός από την αφαλάτωση, η αντίστροφη ώσμωση είναι μια πιο οικονομική λειτουργία για τη συμπύκνωση υγρών τροφίμων (όπως χυμοί φρούτων) από τις συμβατικές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας. Έγινε έρευνα σχετικά με τη συμπύκνωση χυμού πορτοκαλιού και χυμού ντομάτας. Τα πλεονεκτήματά της περιλαμβάνουν χαμηλότερο λειτουργικό κόστος και ικανότητα αποφυγής διεργασιών θερμικής επεξεργασίας, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο για ευαίσθητες στη θερμότητα ουσίες όπως πρωτεΐνες και ένζυμα που βρίσκονται στα περισσότερα τρόφιμα.

Η αντίστροφη ώσμωση χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία γαλακτοκομικών προϊόντων για την παραγωγή σκόνης πρωτεΐνης ορού γάλακτος και για τη συμπύκνωση γάλακτος για τη μείωση του κόστους μεταφοράς. Σε εφαρμογές ορού γάλακτος, ο ορός γάλακτος (υγρό που απομένει μετά την παραγωγή τυριού) συμπυκνώνεται με αντίστροφη ώσμωση από 6% συνολικά στερεά σε 10-20% ολικά στερεά πριν περάσει την επεξεργασία υπερδιήθησης. Το υπόλειμμα της υπερδιήθησης μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή διαφόρων σκόνεων ορού γάλακτος, συμπεριλαμβανομένης της απομονωμένης πρωτεΐνης ορού γάλακτος. Επιπλέον, το διήθημα, το οποίο περιέχει λακτόζη, συμπυκνώνεται με αντίστροφη ώσμωση από 5% συνολικά στερεά σε 18-22% ολικά στερεά για τη μείωση του κόστους κρυστάλλωσης και ξήρανσης της σκόνης λακτόζης.

Μπύρα με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλκοόλ

Επεξεργασία

Όταν η μπύρα σε κανονική συγκέντρωση αλκοόλ υπόκειται σε αντίστροφη ώσμωση, τόσο το νερό όσο και το αλκοόλ περνούν πιο εύκολα από τη μεμβράνη από τα άλλα συστατικά, αφήνοντας ένα «συμπύκνωμα μπύρας». Το συμπύκνωμα στη συνέχεια αραιώνεται με γλυκό νερό για να επαναφέρει τα μη πτητικά συστατικά στην αρχική τους ένταση.[14]

Παραγωγή υδρογόνου

Επεξεργασία

Για παραγωγή υδρογόνου μικρής κλίμακας, η αντίστροφη ώσμωση χρησιμοποιείται μερικές φορές για την αποτροπή σχηματισμού ορυκτών αποθέσεων στην επιφάνεια των ηλεκτροδίων.

Αφαλάτωση

Επεξεργασία
 
Μονάδα παραγωγής αντίστροφης ώσμωσης στη Φλόριντα.

Περιοχές που δεν έχουν καθόλου ή έχουν περιορισμένα επιφανειακά ή υπόγεια ύδατα μπορούν να επιλέξουν την αφαλάτωση. Η αντίστροφη ώσμωση είναι μια ολοένα και πιο κοινή μέθοδος αφαλάτωσης, λόγω της σχετικά χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας.[15]

Τα τελευταία χρόνια, η κατανάλωση ενέργειας έχει μειωθεί σε περίπου 3 kWh/m3, με την ανάπτυξη αποτελεσματικότερων συσκευών ανάκτησης ενέργειας και βελτιωμένων υλικών μεμβράνης. Σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση Αφαλάτωσης, για το 2011, η αντίστροφη ώσμωση χρησιμοποιήθηκε στο 66% της εγκατεστημένης χωρητικότητας των μονάδων αφαλάτωσης (0,0445 από 0,0674 km³ / ημέρα), και σχεδόν όλους τους νέους σταθμούς.[16] Άλλες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν κυρίως μεθόδους θερμικής απόσταξης: απόσταξη πολλαπλών φάσεων και μερική εξάτμηση πολλαπλών σταδίων.

Η αφαλάτωση αντίστροφης ώσμωσης θαλάσσιου νερού (SWRO), μια διαδικασία μεμβράνης, χρησιμοποιείται εμπορικά από τις αρχές της δεκαετίας του 1970. Η πρώτη πρακτική χρήση του αποδείχθηκε από τον Σίντνεϊ Λεμπ από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες και τον Σρινιβάσα Σουριρατζάν του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας του Καναδά. Επειδή δεν απαιτούνται αλλαγές θέρμανσης ή φάσεων, οι ενεργειακές απαιτήσεις είναι χαμηλές, περίπου 3 kWh / m 3, σε σύγκριση με άλλες διαδικασίες αφαλάτωσης, αλλά εξακολουθούν να είναι πολύ υψηλότερες από αυτές που απαιτούνται για άλλες μορφές παροχής νερού, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας λυμάτων με αντίστροφη ώσμωση, στα 0,1 έως 1 kWh / m 3. Μέχρι το 50% της εισροής θαλασσινού νερού μπορεί να ανακτηθεί ως γλυκό νερό, αν και οι χαμηλότερες ανακτήσεις μπορεί να μειώσουν την πλήρωση της μεμβράνης και την κατανάλωση ενέργειας.

Η αντίστροφη ώσμωση του υφάλμυρου νερού αναφέρεται στην αφαλάτωση του νερού με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε αλάτι από το θαλασσινό νερό, συνήθως από εκβολές ποταμών. Η διαδικασία είναι ουσιαστικά η ίδια με την αντίστροφη ώσμωση του θαλασσινού νερού, αλλά απαιτεί χαμηλότερες πιέσεις και συνεπώς λιγότερη ενέργεια.[1] Μέχρι το 80% της εισροής νερού τροφοδοσίας μπορεί να ανακτηθεί ως γλυκό νερό, ανάλογα με την αλατότητα του εισερχόμενου νερού.

Το εργοστάσιο αφαλάτωσης αντίστροφης ώσμωσης του θαλάσσιου νερού στην Ασκελόν στο Ισραήλ είναι το μεγαλύτερο στον κόσμο.[17] Το έργο αναπτύχθηκε από μια κοινοπραξία τριών διεθνών εταιρειών: Veolia water, IDE Technologies και Elran.[18]

Μειονεκτήματα

Επεξεργασία

Οι οικιακές μονάδες αντίστροφης ώσμωσης χρησιμοποιούν πολύ νερό επειδή έχουν χαμηλή πίεση. Ως αποτέλεσμα, ανακτούν μόνο το 5 έως 15% του νερού που εισέρχεται στο σύστημα. Τα υπόλοιπα απορρίπτονται ως λύματα. Επειδή τα λύματα μεταφέρουν μαζί τους ρύπους, οι μέθοδοι ανάκτησης αυτού του νερού δεν είναι πρακτικές για οικιακά συστήματα. Τα λύματα συνήθως συνδέονται με τις αποχετεύσεις του σπιτιού και θα προσθέσουν φορτίο στο σηπτικό σύστημα του σπιτιού. Μια μονάδα αντίστροφης ώσμωσης που παρέχει 19 λίτρα επεξεργασμένου νερού ανά ημέρα μπορεί να αποβάλει μεταξύ 75 και 340 λίτρων λυμάτων καθημερινά.[19] Αυτό έχει καταστροφικές συνέπειες για μεγάλες πόλεις, όπως το Δελχί, όπου η μεγάλης κλίμακας χρήση οικιακών συσκευών ΑΟ έχει αυξήσει τη συνολική ζήτηση νερού της ήδη με περιορισμένες ποσότητες νερού πρωτεύουσας της Ινδίας.[20]

Τα βιομηχανικά / δημοτικά συστήματα μεγάλης κλίμακας ανακτούν συνήθως το 75% έως 80% του νερού τροφοδοσίας, ή το 90%, επειδή μπορούν να δημιουργήσουν την υψηλή πίεση που απαιτείται για τη διήθηση αντίστροφης ώσμωσης υψηλότερης ανάκτησης. Από την άλλη πλευρά, καθώς η ανάκτηση των λυμάτων αυξάνεται στις εμπορικές δραστηριότητες, οι αποτελεσματικοί ρυθμοί απομάκρυνσης των ρύπων τείνουν να μειωθούν, όπως αποδεικνύεται από τα επίπεδα των διαλυμένων στερεών στο νερό.

Η αντίστροφη ώσμωση λόγω του μηχανισμού της απομακρύνει τόσο τους επιβλαβείς ρύπους που υπάρχουν στο νερό, όσο και ορισμένα επιθυμητά μέταλλα. Οι σύγχρονες μελέτες για αυτό το θέμα ήταν αρκετά επιφανειακές, αναφέροντας την έλλειψη χρηματοδότησης και το ενδιαφέρον για μια τέτοια μελέτη, καθώς η προσθήκη μετάλλων στα εργοστάσια επεξεργασίας σήμερα γίνεται για να αποφευχθεί η διάβρωση των αγωγών χωρίς να εξεταστεί η ανθρώπινη υγεία. Ωστόσο, συνδέονται με παλαιότερες, πιο εμπεριστατωμένες μελέτες που από τη μια πλευρά δείχνουν κάποια σχέση μεταξύ των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων στην υγεία και της κατανάλωσης νερού φτωχού σε ασβέστιο και μαγνήσιο, από την άλλη ομολογούν ότι καμία από αυτές τις παλαιότερες μελέτες δεν συμμορφώνεται με τα σύγχρονα πρότυπα έρευνας.[21]

Θέματα ροής αποβλήτων

Επεξεργασία

Ανάλογα με το επιθυμητό προϊόν, είτε ο διαλύτης είτε το διάλυμα αντίστροφης ώσμωσης θα είναι απόβλητα. Για εφαρμογές συγκέντρωσης τροφίμων, το συμπύκνωμα διαλυμένης ουσίας είναι το προϊόν και ο διαλύτης είναι απόβλητο. Για εφαρμογές επεξεργασίας νερού, ο διαλύτης είναι καθαρό νερό και η διαλυμένη ουσία είναι συμπυκνωμένο απόβλητο.[22] Η ροή απορριμμάτων διαλυτών από την επεξεργασία τροφίμων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανακτημένο νερό, αλλά μπορεί να υπάρχουν λιγότερες επιλογές για την απόρριψη διαλυμένων αποβλήτων. Τα πλοία μπορούν να το απορρίψουν στη θάλασσα, όπως και τα παράκτια εργοστάσια αφαλάτωσης. Τα εργοστάσια αντίστροφης ώσμωσης που βρίσκονται στην ενδοχώρα ενδέχεται να απαιτούν λίμνες εξάτμισης ή πηγάδια για να αποφευχθεί η ρύπανση των υπόγειων υδάτων ή της επιφανειακής απορροής.[23]

Παραπομπές

Επεξεργασία
  1. ↑ 1,0 1,1 Warsinger, David M.; Tow, Emily W.; Nayar, Kishor G.; Maswadeh, Laith A.; Lienhard V, John H. (2016). «Energy efficiency of batch and semi-batch (CCRO) reverse osmosis desalination». Water Research 106: 272–282. doi:10.1016/j.watres.2016.09.029. PMID 27728821. 
  2. ↑ Crittenden, John; Trussell, Rhodes; Hand, David; Howe, Kerry and Tchobanoglous, George (2005). Water Treatment Principles and Design, 2nd ed. John Wiley and Sons. New Jersey. (ISBN 0-471-11018-3)
  3. ↑ Panagopoulos, Argyris; Haralambous, Katherine-Joanne; Loizidou, Maria (2019-11-25). «Desalination brine disposal methods and treatment technologies - A review». Science of the Total Environment 693: 133545. doi:10.1016/j.scitotenv.2019.07.351. ISSN 0048-9697. PMID 31374511. Bibcode: 2019ScTEn.693m3545P. 
  4. ↑ Glater, J. (1998). «The early history of reverse osmosis membrane development». Desalination 117 (1–3): 297–309. doi:10.1016/S0011-9164(98)00122-2. 
  5. ↑ Weintraub, Bob (December 2001). «Sidney Loeb, Co-Inventor of Practical Reverse Osmosis». Bulletin of the Israel Chemical Society (8): 8–9. https://drive.google.com/file/d/1hpgY6dd0Qtb4M6xnNXhutP4pMxidq_jqG962VzWt_W7-hssGnSxSzjTY8RvW/edit?usp=sharing. 
  6. ↑ Cadotte, John E. (1981) "Interfacially synthesized reverse osmosis membrane" U.S. Patent 4.277.344
  7. ↑ Jones, Edward (20 March 2019). «The state of desalination and brine production: A global outlook». Science of the Total Environment 657: 1343–1356. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.12.076. PMID 30677901. Bibcode: 2019ScTEn.657.1343J. 
  8. ↑ 2012 Annual Consumer Report on the Quality of Tap Water Αρχειοθετήθηκε 2016-03-04 στο Wayback Machine.. City of Cape Coral
  9. ↑ "Purification of Contaminated Water with Reverse Osmosis" ISSN 2250-2459, ISO 9001:2008 Certified Journal, Volume 3, Issue 12, December 2013
  10. ↑ «Award-winning Solar Powered Desalination Unit aims to solve Central Australian water problems». University of Wollongong. 4 Νοεμβρίου 2005. Ανακτήθηκε στις 19 Ιουλίου 2017. 
  11. ↑ Low temperature desalination using solar collectors augmented by thermal energy storage
  12. ↑ Shah, επιμ. (2008). Emerging Environmental Technologies. Dordrecht: Springer Science. σελ. 108. ISBN 978-1402087868. 
  13. ↑ Grabowski, Andrej (2010). Electromembrane desalination processes for production of low conductivity water. Berlin: Logos-Verl. ISBN 978-3832527143. 
  14. ↑ Lewis, Michael J· Young, Tom W (6 Δεκεμβρίου 2012). Brewing (2 έκδοση). New York: Kluwer. σελ. 110. ISBN 978-1-4615-0729-1. 
  15. ↑ Warsinger, David M.; Mistry, Karan H.; Nayar, Kishor G.; Chung, Hyung Won; Lienhard V, John H. (2015). «Entropy Generation of Desalination Powered by Variable Temperature Waste Heat». Entropy 17 (11): 7530–7566. doi:10.3390/e17117530. Bibcode: 2015Entrp..17.7530W. 
  16. ↑ International Desalination Association Yearbook 2012–13
  17. ↑ Desalination Plant Seawater Reverse Osmosis (SWRO) Plant Αρχειοθετήθηκε 2011-07-24 στο Wayback Machine.. Water-technology.net
  18. ↑ Sauvetgoichon, B (2007). «Ashkelon desalination plant — A successful challenge». Desalination 203 (1–3): 75–81. doi:10.1016/j.desal.2006.03.525. 
  19. ↑ Treatment Systems for Household Water Supplies Αρχειοθετήθηκε 2017-07-09 στο Wayback Machine.. Ag.ndsu.edu. Retrieved on 2011-06-19.
  20. ↑ Singh, Govind (2017). «Implication of Household Use of R.O. Devices for Delhi's Urban Water Scenario». Journal of Innovation for Inclusive Development 2 (1): 24–29. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2017-05-17. https://web.archive.org/web/20170517005500/http://jiid.in/2017/02/implication-household-use-r-o-devices-delhis-urban-water-scenario/. Ανακτήθηκε στις 2021-06-16. 
  21. ↑ Kozisek, Frantisek. Health risks from drinking demineralised water. National Institute of Public Health, Czech Republic
  22. ↑ Weber, Walter J. (1972). Physicochemical Processes for Water Quality Control. New York: John Wiley & Sons. σελ. 320. ISBN 978-0-471-92435-7. 
  23. ↑ Hammer, Mark J. (1975). Water and Waste-Water Technology. New York: John Wiley & Sons. σελ. 266. ISBN 978-0-471-34726-2. 


Ανακτήθηκε από "https://el.wiki.x.io/w/index.php?title=Αντίστροφη_ώσμωση&oldid=10886843"