Обзор литературы по обратному осмосу

Содержание

1 Условия поиска
- 1.1 Google Scholar
2 Обратный осмос
3 Важность обратного осмоса
4 Литература
5 Сделай сам
6 Изготовление мембран обратного осмоса
7 Предварительные фильтры
- 7.1 Критический обзор бытовых медленных песочных фильтров для очистки воды.
8 Компоненты
9 Какие загрязнения удаляют системы обратного осмоса?
10 Обычно процесс обратного осмоса состоит из четырех стадий.
11 Некоторые факторы, которые могут повлиять на производительность системы обратного осмоса
12 Рекомендации

Условия поиска

Google Scholar

Мембрана «обратного осмоса»
обратный осмос "питьевая вода" международный
обратный осмос «международное развитие» ИЛИ «развивающиеся страны»
очистка питьевой воды «обратный осмос»

Обратный осмос

Из Википедии: « Обратный осмос ( ОО ) — это процесс очистки воды, в котором используется частично проницаемая мембрана для отделения ионов, нежелательных молекул и более крупных частиц из питьевой воды. При обратном осмосе для преодоления осмотического давления используется приложенное давление, коллигативное свойство. это обусловлено разностью химических потенциалов растворителя, термодинамическим параметром».

Важность обратного осмоса

RO используется для очистки воды путем извлечения частиц размером до 0,0001 микрона, самая мощная система мембранной очистки. Полностью удаляет растворенные соли помимо всего сказанного выше. Использование мембранной технологии может иметь множество преимуществ, таких как:

Позволяет удалить большую часть растворенных в воде твердых веществ (неорганических или органических) (до 99%).
Удаляет взвешенные вещества и микроорганизмы.
Осуществляет процесс очистки в одну стадию и непрерывно.
Это чрезвычайно простая технология, которая не требует особого обслуживания и может эксплуатироваться неспециализированным персоналом.
Процесс осуществляется без смены фаз, что приводит к экономии энергии.
Он является модульным и требует мало места, что обеспечивает исключительную универсальность с точки зрения размера установки: от 1 м3/день до 1 000 000 м3/день.
Очистка муниципальных и промышленных сточных вод для контроля загрязнения и/или восстановления ценных соединений, пригодных для повторного использования.

Литература

Обзор обратного осмоса и нанофильтрационных мембран для очистки воды

Ян, Цзы, И Чжоу, Чжиюань Фэн, Сяобо Жуй, Тонг Чжан и Чжиен Чжан. 2019. «Обзор обратного осмоса и нанофильтрационных мембран для очистки воды» Полимеры 11, вып. 8: 1252. https://doi.org/10.3390/polym11081252

Аннотация: «Устойчивое и доступное снабжение чистой, безопасной и адекватной водой является одной из самых сложных проблем, стоящих перед миром. Технология мембранного разделения является одной из наиболее экономически эффективных и широко применяемых технологий очистки воды. Полимерные мембраны, такие как целлюлоза Мембраны на основе CA (CA) и тонкопленочные композитные (TFC) мембраны доминируют в отрасли с 1980 года. Хотя дальнейшая разработка полимерных мембран для повышения производительности является трудоемкой, результаты исследований и устойчивый прогресс в разработке неорганических мембран быстро растут и решают некоторые проблемы. Помимо обычных керамических металлоксидных мембран, мембраны, изготовленные из оксида графена (ГО), углеродных нанотрубок (УНТ) и смешанных матричных материалов (МММ), привлекли огромное внимание благодаря своим желательным свойствам, таким как настраиваемая структура пор, отличная химическая, механическая и термическая устойчивость, хорошее отталкивание солей и/или высокая водопроницаемость.Этот обзор дает представление о подходах к синтезу и структурных свойствах современных мембран обратного осмоса (RO) и нанофильтрации (NF), которые используются для удержания растворенных веществ, таких как тяжелые металлы, электролиты и неорганические соли в различных водных растворах. Особое внимание было уделено внедрению и сравнению эффективности очистки воды различных классов полимерных и керамических мембран в смежных отраслях водоочистки. Кроме того, обсуждаются проблемы разработки и возможности исследования органических и неорганических мембран, а также анализируются дальнейшие перспективы».

Сравнение различных мембран в улучшении эффективности очистки воды:
- Использование неорганических и керамических мембран.
- Разработка нанотехнологий для процесса нанофильтрации
Желательные свойства разрабатываемых мембран:
- Настраиваемая пористая структура
- Отличная механическая и термическая устойчивость
Проблемы будущего применения технологии обратного осмоса

Наночастицы в мембранах обратного осмоса для опреснения воды: современный обзор

Халима Салим, Сайед Джаваид Заиди, Наночастицы в мембранах обратного осмоса для опреснения: обзор современного уровня техники , Опреснение, Том 475,2020,114171, ISSN 0011-9164, https://doi.org/10.1016/j.desal. 2019.114171.

Аннотация: Разработка тонкопленочных нанокомпозитных (TFNC) мембран с использованием наночастиц открывает замечательные возможности в опреснительной промышленности. В этом обзоре представлен всесторонний и углубленный анализ мембран TFNC для опреснения воды обратным осмосом (ОО) с акцентом на различные проблемы, существующие в процессе обратного осмоса. Недавние исследования мембран TFNC с наночастицами для применения в очистке воды были подвергнуты критическому анализу. Широко тестируемые наночастицы в этих исследованиях включают наночастицы на основе углерода (углеродные нанотрубки, оксид графена), металлов и оксидов металлов (серебро, медь, диоксид титана, оксид цинка, оксид алюминия и металлорганические каркасы) и других наноразмерных частиц. наполнители, такие как диоксид кремния, галлуазит, цеолит и нанокристаллы целлюлозы. Эти наночастицы продемонстрировали выраженный эффект с точки зрения потока воды, отталкивания солей, устойчивости к хлору и противообрастающих свойств мембран TFNC по сравнению с типичными тонкопленочными композитными (TFC) мембранами. Здесь мы также фокусируемся на воздействии на окружающую среду, коммерциализации и будущем применении мембран TFNC. Из настоящего обзора видно, что наноматериалы обладают исключительными свойствами, которые могут способствовать развитию высокотехнологичных нанокомпозитных мембран с улучшенными возможностями опреснения. Несмотря на все достижения, до сих пор существуют значительные трудности в крупномасштабном производстве этих мембран. Следовательно, необходимы дополнительные исследования в этой области для создания мембраны TFNC с повышенными характеристиками для коммерческого применения.

Обзор недавно разработанных мембран TFNC RO для опреснения воды
Улучшение свойств мембраны TFNC за счет благоприятного воздействия наночастиц
Проблемы, связанные с мембранами TFNC, и методы их преодоления
Влияние наноматериалов и их TFNC-мембран на окружающую среду
Перспективы развития мембран TFNC и их коммерциализации

Технологии опреснения для развивающихся стран: обзор

Ислам, М.С., Султана, А., Саадат, АХМ, Ислам, М.С., Шамми, М., и Уддин, М.К. (2018). Технологии опреснения для развивающихся стран: обзор. Журнал научных исследований , 10 (1), 77–97. https://doi.org/10.3329/jsr.v10i1.33179

Аннотация: Пресная вода быстро истощается в результате природной и антропогенной деятельности. Все больший интерес уделяется опреснению морской и солоноватой воды для получения пресной воды. Пригодность этих технологий опреснения основана на нескольких критериях, включая уровень качества питательной воды, источник энергии, эффективность удаления, потребность в энергии и т. д. В этой статье мы представили обзор различных методов опреснения, сравнительное исследование между различными методами опреснения. с упором на технологии и экономику. Реальная проблема этих технологий заключается в оптимальном экономическом проектировании и оценке комбинированных установок, чтобы они были экономически жизнеспособными для развивающихся стран. Дистилляционные установки обычно имеют более высокие требования к энергии и капитальные затраты на единицу продукции, чем мембранные установки, и производят огромное количество отходящего тепла. Проблемы коррозии, накипи и загрязнения при термических процессах более серьезны, чем при мембранных процессах. С другой стороны, мембранные процессы требуют предварительной обработки питательной воды для удаления твердых частиц, чтобы мембраны служили дольше. С постоянным продвижением по снижению общего потребления энергии и снижению стоимости производства воды, мембранные процессы становятся предпочтительной технологией опреснения в развивающихся странах.

Сравнение различных технологий опреснения.
Низкие потребности в энергии и очистка солоноватой воды наиболее распространены в развивающихся странах.
Капитальные затраты на единицу продукции и ущерб, вызванный коррозией или загрязнением, являются необычными для процесса обратного осмоса.
В RO требуется предварительная очистка поступающей воды.

Разработка устойчивой системы обратного осмоса морской воды (SWRO) для сельских районов развивающихся стран

ван Ассельт, Дж., и де Вос, И.В. (2021). Разработка устойчивой системы обратного осмоса морской воды (SWRO) для сельских районов развивающихся стран .

Солнечная система, Кувейт
Система питьевой воды: забор, предварительный осмос, обратный осмос, доочистка (варианты внутри каждого этапа)
- Плюсы и минусы типов физических мембран: пластинчатая/каркасная, трубчатая, спиральная, полая.
- Плюсы и минусы типов предварительной обработки: песок, картридж, микро, ультра, нано (указан размер пор)
Обсуждается: открытая морская вода по сравнению с подземным забором морской воды.

Инженерные противообрастающие обратноосмотические мембраны: обзор

Чжао С., Ляо З., Фейн А., Ли Дж., Тан К., Чжэн К., Линь Дж. и Конг Л. (2021). Инженерные противообрастающие мембраны обратного осмоса: обзор . Опреснение , 499 , 114857. https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114857.

Аннотация: «За последние десятилетия нехватка воды и ее безопасность значительно стимулировали развитие технологии обратного осмоса (ОО), которая доминирует на мировом рынке опреснения воды. Однако ухудшение характеристик мембранного разделения вызвано неизбежным загрязнением, включая органическое загрязнение, неорганическое загрязнение. , коллоидное и биообрастание, требуют улучшения мембран обратного осмоса с более прочными противообрастающими свойствами. В этом обзоре мы анализируем корреляцию между свойствами мембран (например, химией поверхности, морфологией, гидрофильностью и зарядом) и характеристиками противообрастающих свойств. Мы оцениваем три ключевые стратегии для инженерных устойчивых к обрастанию тонкопленочных композитных мембран обратного осмоса, а именно: (1) модификация подложки перед межфазной полимеризацией, (2) включение (гидрофильных/биоцидных/противообрастающих) добавок в селективный слой во время межфазной полимеризации и (3) модификация после (поверхностной) полимеризации. После межфазной полимеризации Наконец, мы предлагаем некоторые идеи и будущие взгляды на стратегии разработки следующего поколения высокоэффективных мембран обратного осмоса с длительной устойчивостью к загрязнению. Этот обзор представляет собой всестороннюю современную оценку предыдущих усилий и стратегий, а также будущих направлений исследований в области разработки противообрастающих мембран обратного осмоса».

Различные мембраны, плюсы и минусы
Мембраны загрязняются: органические, неорганические, биологические (самые проблемные) и коллоидные.
Факторы загрязнения обратного осмоса: питательная вода, условия эксплуатации и свойства мембраны.
- Улучшить, будучи гидрофильным, отр. заряд, плавный

Технология обратного осмоса для очистки воды: обзор современного состояния

Лилиан Малеб, Джордж М. Аюб, Технология обратного осмоса для очистки воды: обзор современного уровня техники , Опреснение, Том 267, Выпуск 1, 2011 г., Страницы 1–8, ISSN0011-9164, https://doi.org/10.1016/ j.desal.2010.09.001

Аннотация: В данной статье представлен обзор последних достижений в технологии обратного осмоса, связанных с основными проблемами, вызывающими обеспокоенность в этом быстро развивающемся методе опреснения. Эти вопросы включают исследования загрязнения мембран и методы борьбы с ними, методы определения характеристик мембран, а также их применение к различным типам воды и компонентам, присутствующим в питательной воде. Также представлен краткий обзор основных достижений в области моделирования производительности RO и механизмов, а также представлены доступные модели транспорта. Кроме того, обсуждаются два важных вопроса: сброс рассола обратного осмоса, затраты на электроэнергию и методы восстановления. Наконец, освещены будущие тенденции и потребности исследований, имеющие отношение к RO.

Области исследований включают сброс рассола, загрязнение и удаление определенных соединений.
Моделирование важно для лучшего определения характеристик мембран и надежности установки.
Существующие методики оценки затрат недостаточно точны.
Разработка менее энергоемких систем является основной задачей.
Использование новых мембранных материалов также является предметом будущих исследований.

Технологии изготовления и модификации обратноосмотических мембран и будущие тенденции: обзор

Хайлемариам, Р.Х., Ву, Ю.К., Дамти, ММ, Ким, BC, Пак, К.-Д., и Чой, Ж.-С. (2020). Технологии изготовления и модификации обратноосмотических мембран и будущие тенденции: обзор. Достижения в области коллоидной и интерфейсной науки , 276 , 102100. https://doi.org/10.1016/j.cis.2019.102100.

Аннотация: «Обратный осмос (ОО) является наиболее широко используемой технологией очистки и опреснения воды для производства питьевой воды. С момента своего изобретения ОО претерпел значительные изменения с точки зрения материаловедения, процессов, оптимизации систем, методов мембранного синтеза, Среди различных материалов, используемых для синтеза мембран обратного осмоса, тонкопленочный полиамидный композит (PA-TFC) на сегодняшний день является наиболее распространенным из-за его превосходной водопроницаемости, высокого отталкивания солей и стабильности. Таким образом, было проведено широкое исследование для решения этих проблем, среди которых межфазная полимеризация с сорастворителем (CAIP) и поверхностная полимеризация. Модификация подложек и активных слоев RO-мембраны оказалась наиболее эффективным подходом для контроля и улучшения поверхностных свойств мембраны PA-TFC. В этом обзорном документе проблемы, связанные с мембранными процессами и стратегиями обратного осмоса, обсуждались и подробно обсуждались. Кроме того, в центре внимания этого обзора были тщательно изучены и обобщены основные достижения в стратегиях, используемых для улучшения характеристик RO-мембран с помощью CAIP, а также модификаций поверхности».

Этапы обратного осмоса
Четыре этапа установки обратного осмоса: предварительная обработка для обеспечения совместимости, накачка/давление (преодоление осмотического давления), мембранное разделение и последующая обработка.
Проблемы обратного осмоса (+их решения): повреждение мембраны из-за загрязнения (гладкая мембрана, малый отрицательный заряд, высокая гидрофильность), проницаемость/отталкивание солей, хлорирование, экстракция бора (многократный запуск с балансом pH), отходы рассола

Проблемы опреснения воды обратным осмосом: решения в Иордании

Морин Уолшот, Патрисия Луис и Мишель Льежуа (2020) Проблемы опреснения обратным осмосом: решения в Иордании , Water International, 45:2, 112-124, DOI: 10.1080/02508060.2020.1721191

Аннотация: Опреснение воды методом обратного осмоса становится все более экономически доступным. Выявление проблем при внедрении технологии опреснения может помочь странам решить проблемы водной безопасности. В этой статье мы рассматриваем эти проблемы и представляем некоторые решения, реализованные в Королевстве Иордания, такие как создание совместного проекта водоснабжения для сокращения финансовых инвестиций и транспортных расходов, а также сочетание возобновляемых источников энергии с технологией опреснения. Опреснение обратным осмосом может сыграть роль в развитии регионального сотрудничества.

Финансовые проблемы:
- Тип питательной воды (морская или солоноватая)
- Источник энергии в зависимости от наличия на месте и стоимости источника энергии.
- Размер установки (большинство стран с высоким и средним уровнем дохода могут позволить себе крупномасштабную технологию опреснения)
Экологические проблемы и политические проблемы:
- Сброс рассола в водные объекты, например, в море или на открытые пространства.
- Выбросы CO2 не менее 20%
- Энергопотребление на его работу

Очистка воды обратным осмосом циклическим действием

Рави В.К., Сушмита В., Кумар MVP и Томас А. (2017). Очистка воды обратным осмосом циклическим действием . Международный журнал новейших инженерных исследований и применений , 2 (5), 54-59.

Аннотация: «Чистая вода очень важна для выживания, но в настоящее время вода загрязняется из-за индустриализации, что приводит ко многим заболеваниям, связанным с водой. Очистка воды обратным осмосом (RO) с помощью циклического действия удовлетворяет потребности людей, не требуя любая электрическая энергия.RO - это физический процесс, который использует явление осмоса, то есть разницу осмотического давления между соленой водой и чистой водой для удаления солей из воды.Вода будет проходить через мембрану, когда приложенное давление выше чем осмотическое давление, в то время как соль удерживается. В результате получается поток пермеата с низкой концентрацией соли, а концентрированный рассол остается на стороне подачи. Типичная RO-система состоит из четырех основных подсистем: система предварительной очистки, система высокого давления насос, мембранный модуль и систему доочистки. При работе путем педалирования цикла рабочая сила преобразуется в механическую энергию, которая в дальнейшем преобразуется в гидравлическую энергию в насосе обратного осмоса».

Обратный осмос с приводом от человека (без электричества)
Пять этапов: удаление тяжелых осадков, более тонкие фильтры для осадка, вкус/цвет/запах, удаление 0,0001 микрона и снова вкус/цвет/запах.
- «4 этап = осадок + предуглерод + мембрана обратного осмоса + постуглерод»
Перечисляет преимущества (компактный, портативный) и недостатки (медленный, требует много воды).
- Собирайте воду, катайтесь на велосипеде и убирайтесь дома

Полевая оценка технологии очистки воды с использованием солнечной энергии в масштабе сообщества: пример применения удаленной мексиканской общины

Эласаад Х., Билтон А., Келли Л., Дуайхе О. и Дубовски С. (2015). Полевая оценка технологии очистки воды с использованием солнечной энергии в масштабе сообщества: пример применения удаленной мексиканской общины . Опреснение , 375 , 71–80. https://doi.org/10.1016/j.desal.2015.08.001

Аннотация: «Недостаток чистой воды в небольших отдаленных населенных пунктах развивающегося мира является серьезной проблемой здравоохранения. Системы очистки и опреснения воды, работающие на солнечной энергии, такие как системы обратного осмоса с фотоэлектрической энергией (PVRO), являются потенциальными решениями проблем чистой воды. в этих небольших населенных пунктах. Системы PVRO были предложены для различных мест. Однако небольшие системы PVRO с производительностью порядка 1 м3/день для отдаленных населенных пунктов создают некоторые уникальные технические, стоимостные и эксплуатационные проблемы. В этом документе сообщается о проекте, в котором система PVRO спроектирована, изготовлена и развернута в отдаленной деревне на полуострове Юкатан в Мексике. Жители общины - коренные жители, ведущие натуральное хозяйство и пчеловоды. Представлены технические и экономические модели, используемые для настройки системы для сообщества. План представлен разрабатывается в сотрудничестве с сообществом с целью сделать систему самоподдерживающейся в долгосрочной перспективе.Разрабатываются методы и материалы, позволяющие членам сообщества самостоятельно эксплуатировать и обслуживать систему. Результаты дают представление о проектировании и развертывании небольших систем PVRO в отдаленных населенных пунктах».

Фотоэлектрическая система обратного осмоса для питьевой воды
Проблемы с системой: стоимость доставки запчастей, языковые различия при обучении, необходимость практического обучения, качество источника воды.
Показаны физические части системы обратного осмоса (солнечная панель, мембрана, фильтры, насос, тестирование, электроника, батареи, УФ-лампы) и схема процесса.
Стоимость: 10 000 долларов США для начала и 1342 доллара США в год.

Очистка загрязненной воды обратным осмосом: эффективное решение обеспечения чистой водой нужд человека в развивающихся странах

Вималаванса, SJ (2013). Очистка загрязненной воды обратным осмосом: эффективное решение обеспечения чистой водой нужд человека в развивающихся странах. Международный журнал новых технологий и передовой техники, 3 (12).

Аннотация: «Приблизительно 25% населения земного шара не имеет доступа к чистой и безопасной питьевой воде. Несмотря на то, что пресная вода доступна в большинстве частей мира, многие из этих водных источников загрязнены естественным путем или в результате деятельности человека. потребление, промышленность нуждается в чистой воде для разработки продукции и эксплуатации оборудования.С ростом населения и расширением промышленности спрос на питьевую воду постоянно растет, а запасы пресной воды загрязняются и становятся дефицитными.Помимо миграции людей, загрязнение воды в современном сельском хозяйстве Использование таких искусственных химикатов продолжает загрязнять многие драгоценные водные ресурсы во всем мире. грунтовые воды, загрязненные фторидами, мышьяком и радиоактивными материалами, естественным образом встречаются в почве. Хотя человеческое тело способно выводить токсины и выделять токсичные химические вещества, если его естественная способность превышается, печень, почки или оба органа могут выйти из строя. После постоянного употребления загрязненной воды, когда условия неблагоприятны и пороговые значения организма превышены, в зависимости от типа загрязняющих веществ и токсинов, может возникнуть печеночная, сердечная, мозговая или почечная недостаточность. Таким образом, чистая и безопасная вода, предоставляемая по доступной цене, не только получает все большее признание, но также является правом человека и чрезвычайно важным. Большинство бытовых фильтров и методов, используемых для очистки воды, удаляют только твердые частицы. Традиционные методы, в том числе бытовые фильтры для воды, и даже некоторые новейшие методы, такие как ультрафильтрация, не удаляют из воды большую часть тяжелых металлов или токсичных химикатов, которые могут нанести вред человеку. Последнее достигается за счет использования технологии обратного осмоса и методов ионного обмена. Правильно разработанные методы обратного осмоса удаляют более 95% всех потенциальных токсичных загрязнений за один этап. В этом обзоре простыми словами объясняется метод обратного осмоса и обобщается полезность этой технологии в конкретных ситуациях в развивающихся странах».

Спиральная форма мембраны + нанометровый размер пор для обратного осмоса
Почему RO > другие методы фильтрации
Физические части системы и процесса обратного осмоса (включая различные варианты для каждого этапа)
% восстановления зависит от: температуры воды, размера пор, непостоянного/постоянного давления, площади мембраны.
- Снижение удаления загрязнений за счет загрязнения (помогает обратная промывка).

Сделай сам

Установка обратного осмоса (RO) для кленового сока своими руками

rsook74. Установка обратного осмоса (RO) кленового сока своими руками . Инструктажи. https://www.instructables.com/DIY-Maple-Sap-Reverse-Osmosis-RO-Unit/

Необходимы физические части

Обратный осмос своими руками для домашней питьевой воды от Isopure Water

Изочистая вода . Система обратного осмоса своими руками для домашней питьевой воды от Isopure Water . (2020, 12 декабря). Изочистая вода. https://www.isopurewater.com/blogs/news/diy-reverse-osmosis-system

Стоимость: максимум 150 долларов США за детали + годовые фильтры.
Необходимы физические части

Создайте свою собственную систему обратного осмоса для кленового сиропа

Мишель. (2019, 8 января). Создайте свою собственную систему обратного осмоса для кленового сиропа . Souly Rested.https://soulyrested.com/2019/01/08/build-your-own-reverse-osmosis-system-for-maple-syrup/

Стоимость: примерно 300-350 долларов.
Необходимы физические части

Как сделать фильтр для воды RO в домашних условиях

Дерек. (2017, 20 июня). Как сделать фильтр для воды обратного осмоса в домашних условиях . best-ro-system.com. https://www.best-ro-system.com/make-your-own-water-filter/

Необходимы физические части

Разработка и эффективность фильтрации мелтблаунов на основе полимолочной кислоты

Лю Ю., Ченг Б. и Ченг Г., 2010. Разработка и фильтрационные характеристики выдуванных из расплава полимолочной кислоты. Журнал текстильных исследований, 80 (9), стр. 771-779. https://doi.org/10.1177/0040517509348332

Полимолочная кислота (PLA) представляет собой биоразлагаемый материал, который можно использовать для изготовления выдувных изделий из расплава (MB, тканей, изготовленных методом выдувания из расплава) с использованием прямого прядения из расплава. PLA MB были успешно произведены на лабораторной линии выдувания из расплава шириной 20 см. В этом исследовании была изучена взаимосвязь между параметрами обработки и производительностью фильтрации PLA MB. Ключевые параметры, касающиеся эффективности фильтрации PLA MB, включая процесс сушки стружки PLA, температуру расплава, температуру горячего воздуха и ширину воздушного зазора, были тщательно исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии, эффективности фильтрации и испытаний на воздухопроницаемость. Было обнаружено, что параметры обработки имеют важное значение для структуры и, следовательно, для эффективности фильтрации PLA MB. PLA оказался подходящим материалом для выдувания из расплава. Предпочтительная температура прядения составляла 220°C для оптимального качества полотна. Диаметр волокон PLA MB увеличивался с увеличением температуры горячего воздуха. С увеличением ширины воздушного зазора диаметр волокон PLA MB увеличивался, а уровень извитости снижался. Эта информация может быть полезна для будущего развития серийного производства PLA MB.

базовые схемы системы MB и вращающейся матрицы; может основываться на роботе-рециркуляторе и системе намотки

Изготовление мембран обратного осмоса

Производство разделено на следующие технологические этапы:

Механическое кондиционирование пульпы: пульпа измельчается с помощью дробилок различных типов, таких как молотковые мельницы и дисковые рафинеры, где последовательное расположение дробилок обоих типов обеспечивает оптимальное растворение.
Предварительная химическая обработка: фибриллированную целлюлозу обрабатывают уксусной кислотой при умеренном перемешивании при температуре от 25°C до 50°C в течение примерно 1 часа, что приводит к непрерывному испарению и конденсации уксусной кислоты в пространствах между частицами волокна. В дополнение к предварительной обработке паром уксусной кислоты существует также предварительная обработка тонкоизмельченной пульпы. В этом процессе целлюлозу вводят в большом количестве воды или разбавленной уксусной кислоты и энергично перемешивают. Последующие этапы процесса, такие как прессование или центрифугирование, постоянно увеличивают концентрацию целлюлозы в мякоти.
Ацетилирование целлюлозы. При коммерческом производстве ацетатов целлюлозы для ацетилирования часто используется процесс с использованием уксусной кислоты или процесс с использованием хлористого метилена. В уксуснокислых процессах предварительно обработанная целлюлозная масса подвергается реакции в ацетилирующей смеси растворителя уксусной кислоты с избытком уксусного ангидрида, который служит агентом этерификации, и с серной кислотой в качестве катализатора при интенсивном механическом перемешивании. В процессе получения хлористого метилена в смеси ацетилирования в качестве растворителя вместо уксусной кислоты используется хлористый метилен. Поскольку низкокипящий хлористый метилен легко удаляется перегонкой, контроль процесса достигается даже при использовании высоковязких растворов. Даже при низких температурах он очень хорошо растворяет триацетат целлюлозы. В качестве катализатора можно использовать небольшое количество серной кислоты, но часто также и хлорную кислоту.
Частичный гидролиз: для получения желаемых типов вторичного ацетата целлюлозы триацетат целлюлозы получают гидролизом. Для этой цели раствор триацетата обычно нагревают до 60-80°С в присутствии кислотного катализатора (обычно серной кислоты) путем добавления воды при перемешивании и нагревании. Гидролиз контролируется концентрацией серной кислоты, количеством воды и температурой таким образом, чтобы достичь желаемой молекулярной деградации. Затем процесс гидролиза останавливают добавлением основных солей, нейтрализующих кислотный катализатор.
Осаждение ацетата целлюлозы. При осаждении ацетата целлюлозы из реакционного раствора с помощью разбавленной уксусной кислоты важно получить однородные и легко смываемые хлопья ацетата целлюлозы. Перед осаждением весь присутствующий метиленхлорид должен быть полностью удален перегонкой. Затем уксусную кислоту выделяют.
Промывка и сушка: Путем интенсивной промывки, которая обычно проводится против течения, уксусную кислоту необходимо удалить из хлопьев до мельчайших следов, иначе в процессе сушки произойдет повреждение («обугливание»). После отжима моющей жидкости хлопья сушат в конвейерной сушилке, через которую проходит горячий воздух до остаточной влажности ок. 2-5%. Для дальнейшего производства очень высококачественных, термостойких, ярко окрашенных и устойчивых к цвету термопластических формовочных компаундов перед окончательной сушкой хлопья ацетата целлюлозы также отбеливаются и стабилизируются на дополнительных этапах процесса.
Смешивание хлопьев: перед транспортировкой хлопьев ацетата целлюлозы в сборный контейнер, откуда они транспортируются на соответствующие перерабатывающие предприятия, хлопья смешиваются точно контролируемым образом. Это сделано для того, чтобы компенсировать отклонения ацетатов целлюлозы из разных производственных партий. ^[1]

Основы мембран для очистки воды

Сагл А. и Фриман Б., 2004. Основы мембран для очистки воды. Будущее опреснения воды в Техасе, 2 (363), стр. 137. https://texaswater.tamu.edu/readings/desal/membranetechnology.pdf

Хорошее введение в технологию
Коммерческие мембраны из ацетата целлюлозы (СА), используемые для обратного осмоса, имеют степень ацетилирования около 2,7.

Трубчатые мембраны

Daicen Membrane-Systems Ltd. (без даты). Модуль трубчатого типа . Модуль трубчатого типа. Получено 22 сентября 2021 г. с https://daicen.com/en/products/membrane/chube.html .

Справляется с человеческими отходами
Характеристики мембраны (количество трубок, внутренний диаметр, площадь)

Группа фильтрации мембран PCI. (2021, 25 августа). Трубчатые мембранные модули серии C10 . PCI-мембраны. https://www.pcimembranes.com/products/c10-series-tubular-membrane-modules/

Технический паспорт: Компоненты трубчатой мембраны (например, уплотнительное кольцо)

Обзор полимерных мембран и процессов повторного использования питьевой воды

Дэвид М. Варсингер, Судип Чакраборти, Эмили В. Тау, Меган Х. Пламли, Кристофер Беллона, Саввина Лутатиду, Лейла Карими, Энн М. Микелонис, Андреа Ачилли, Аббас Гассеми, Локеш П. Падхай, Шейн А. Снайдер, Стефано Курчио , Чад Д. Веситис, Хасан А. Арафат, Джон Х. Линхард. (2018). Обзор полимерных мембран и процессов повторного использования питьевой воды , Progress in Polymer Science , Volume 81, Pages 209-237, SSN 0079-6700. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2018.01.004.

Аннотация: Традиционные водные ресурсы во многих регионах недостаточны для удовлетворения потребностей растущего населения в воде, поэтому повторное использование получает признание как метод увеличения водоснабжения. Последние достижения в области мембранных технологий позволили перерабатывать городские сточные воды для производства питьевой воды, т.е. для повторного использования в питьевых целях. Хотя общественное мнение может быть проблемой, повторное использование питьевой воды зачастую является наименее энергоемким методом обеспечения дополнительной питьевой водой регионов, испытывающих дефицит воды. Были разработаны различные мембраны, способные удалять из воды различные загрязнения: от частиц и болезнетворных микроорганизмов до растворенных органических соединений и солей. Обычно на установках по повторному использованию питьевой воды используются полимерные мембраны для микрофильтрации или ультрафильтрации в сочетании с обратным осмосом и, в некоторых случаях, нанофильтрацией. Свойства мембраны, включая размер пор, смачиваемость, поверхностный заряд, шероховатость, термостойкость, химическую стабильность, проницаемость, толщину и механическую прочность, различаются в зависимости от мембраны и области применения. Достижения в области мембранных технологий, включая новые мембранные материалы, покрытия и методы производства, а также новые мембранные процессы, такие как мембранные биореакторы, электродиализ и прямой осмос, были разработаны для улучшения селективности, энергопотребления, устойчивости к загрязнению и/или капитальных затрат. Целью данного обзора является предоставление всестороннего обзора роли полимерных мембран и технологических компонентов в очистке сточных вод до качества питьевой воды, а также освещение последних достижений и потребностей в процессах разделения. Помимо самих мембран, в этом обзоре рассматриваются предыстория и история повторного использования питьевой воды, а также широко используемые технологические цепочки повторного использования питьевой воды, этапы предварительной обработки и усовершенствованные процессы окисления. Ключевые тенденции в мембранных технологиях включают новые конфигурации, материалы и методы предотвращения загрязнения. Проблемы, с которыми все еще сталкиваются приложения повторного использования питьевой воды на основе мембран, включая удаление химических и биологических загрязнений, загрязнение мембран и общественное мнение, выделены как области, требующие дальнейших исследований и разработок.

Предварительные фильтры

Критический обзор бытовых медленных песочных фильтров для очистки воды.

Б.Л.С. Фрейтас, Калифорнийский университет в Терине, Н.М.Н. Фава, П.М.Ф. Масиэль, Л.Т. Гарсия, Р.К. Медейрос, М. Оливейра, П. Фернандес-Ибаньес, Х.А. Бирн, Л.П. Сабогал-Пас, Критический обзор бытовых медленных песчаных фильтров для очистки воды , Исследования воды , Том 208, 2022, 117870, ISSN 0043-1354, https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117870.

Аннотация: Очистка воды в домашних условиях или на месте использования (POU) является эффективной альтернативой обеспечению безопасной питьевой водой в местах, изолированных от сетей очистки и распределения воды. Бытовой медленный песочный фильтр (HSSF) является одной из наиболее эффективных и многообещающих альтернатив POU, доступных сегодня. С момента разработки запатентованного фильтра из биопеска в начале 1990-х годов HSSF претерпел ряд модификаций и адаптаций, направленных на улучшение его характеристик, упрощение эксплуатации и повышение приемлемости для пользователей. Следовательно, в настоящее время доступно несколько моделей HSSF, в том числе с альтернативной конструкцией и постоянным режимом работы, помимо запатентованных. В этом сценарии настоящая статья призвана предоставить всесторонний обзор от самых ранних до самых последних публикаций о конструкции HSSF, эксплуатационных параметрах, механизмах удаления, эффективности и практическом опыте. Основываясь на критическом обсуждении, этот документ будет способствовать расширению знаний о HSSF в рецензируемой литературе.

Бытовой медленный песочный фильтр – один из наиболее перспективных методов лечения в домашних условиях.
HSSF эффективно улучшает качество питьевой воды в изолированных сообществах.
Модификация конструкции и работы HSSF может стимулировать исследования.
Литературы о простейших, цианобактериях и новых загрязнителях не хватает.

Компоненты

https://www.watertechonline.com/wastewater/article/15550715/understanding-reverse-osmosis-valve-functionality
- Описание клапанов
Сондхи Р. и Бхаве Р. (2001). Роль обратного пульсирования в минимизации загрязнения при поперечноточной фильтрации с использованием керамических мембран. Журнал мембранной науки , 186 (1), 41–52. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)00663-3
- «Эти трубчатые мембраны имели длину 250 мм и внутренний диаметр 7 мм».
Центры по контролю и профилактике заболеваний. (2020, 4 августа). Техническая информация о технологиях очистки воды в домашних условиях . Центры по контролю и профилактике заболеваний. Получено 1 октября 2021 г. с https://www.cdc.gov/healthywater/drinking/home-water-treatment/household_water_treatment.html.
- Размер пор для ультра-, микро- и нано-фильтрации

Какие загрязнения удаляют системы обратного осмоса?

Государственные поставщики воды прилагают все усилия, чтобы обеспечить своих клиентов чистой водой. Проблема в том, что существует множество загрязнителей, особенно тех, которые вызывают проблемы со вкусом и запахом, и которые просто не регулируются Агентством по охране окружающей среды. Эти загрязнители могут легко проникать в водоносные горизонты, ручьи и реки, доставляя примеси прямо в водопровод.

Вот тут-то и приходит на помощь обратный осмос. С помощью системы фильтрации обратного осмоса вы можете отфильтровывать примеси и производить прекрасную питьевую воду для вашего дома или бизнеса.

Сколько загрязнений может удалить система обратного осмоса?

Фторид (85-92%)
Свинец (95-98%)
Хлор (98%)
Пестициды (до 99%)
Нитраты (60-75%)
Сульфат (96-98%)
Кальций (94-98%)
Фосфат (96-98%)
Мышьяк (92-96%)
Никель (96-98%)
Ртуть (95-98%)
Натрий (85-94%)
Барий (95-98%

Обычно процесс обратного осмоса состоит из четырех стадий.

СЕДИМЕНТНЫЙ ФИЛЬТР: Эта ступень предварительной фильтрации предназначена для удаления осадка, ила и грязи и особенно важна, поскольку осадочный фильтр защищает деликатные мембраны обратного осмоса, которые могут быть повреждены осадком. Узнайте больше о осадочном фильтре.

УГЛЕРОДНЫЙ ФИЛЬТР: Угольный фильтр предназначен для удаления хлора и других загрязнений, влияющих на производительность и срок службы мембраны обратного осмоса, а также для улучшения вкуса и запаха вашей воды.

МЕМБРАНА ОБРАТНОГО ОСМОСА: Полупроницаемая мембрана обратного осмоса в вашей системе обратного осмоса предназначена для пропускания воды, но отфильтровывает почти все дополнительные загрязнения.

ПОЛИРОВОЧНЫЙ ФИЛЬТР: В четырехступенчатой системе обратного осмоса фильтр окончательной очистки (угольный фильтр) «полирует» воду, удаляя из воды любой оставшийся привкус и запах. Этот фильтр конечной очистки гарантирует, что у вас будет отличная питьевая вода.

Некоторые факторы, которые могут повлиять на производительность системы обратного осмоса

Давление входящей воды (большая часть городской водопроводной воды имеет давление 40–85 фунтов на квадратный дюйм, но если давление воды слишком низкое, система обратного осмоса не будет работать должным образом)
Температура воды (т. е. холодная вода требует больше времени для фильтрации за фильтром)
Тип и количество растворенных твердых веществ (TDS) в водопроводной воде
Качество фильтров и мембран, используемых в RO-системе (см. эксплуатационные характеристики вашей системы).

Авторы	Мадлен , Аарон , Мария Кристина Фрейре , Изабель Росадо , Луис , Берселио Лукас
Лицензия	CC-BY-SA-4.0
Язык	английский (англ.)
Переводы	арабский
Связанный	1 подстраница , 2 ссылки на страницы здесь
Влияние	1153 просмотра страниц
Созданный	10 сентября 2021 г. , Мадлен
Модифицированный	9 февраля 2023 г. , Фелипе Шеноне
Цитировать как	Мадлен , Аарон , Мария Кристина Фрейре , Изабель Росадо , Луис , Берселио Лукас (2021–2023). «Обзор литературы по обратному осмосу» . Аппропедия . Проверено 14 февраля 2024 г.
API-запросы	базовый , семантический , HTML , файлы и многое другое