Гиперфильтрация. Обратный осмос.
Технология гиперфильтрации.
Она же обратный осмос.
Она же - корень всех зол и камень преткновения.
И одновременно - надежда на спасение миллионов, если не миллиардов людей.
Что же такое обратный осмос и чем он отличается от других систем очистки воды?
Гиперфильтрация переводится как сверх-фильтрация. И действительно, сверх. Если ближайшая к этой технологии нанофильтрация происходит на мембране с размерами пор порядка 10 нанометров (в 100000 раз меньше миллиметра), то мембрана гиперфильтрации НЕ имеет фиксированных пор постоянного размера. Фильтрация происходит через мигающие поры - непостоянные и всё время меняющие местоположение щели между молекулами материала самой мембраны.
Соответственно, вода через такой барьер сама по себе не пройдёт. И в ультра-, и в нанофильтрации для процесса очистки воды использовалось давление. Но оно в 10-20 раз меньше того, которое используется в большинстве обратноосмотических систем. Так, для примера, хорошая производительность достигается при давлениях 15-30 бар. Для сравнения. 1 бар соответствует давлению примерно 10 метрам водяного столба. Соответственно, давление в 15 бар - давит как столб воды высотой в 150 метров. ОГО?
Почему так увеличилось давление?
Отсутствие постоянных пор здесь почти непричём. Основную роль играет противодействие солей, растворённых в воде. Опять же, почему соли против?
Представьте себе мембрану - полупроницаемый барьер. Загрязнённая вода подходит с одной стороны, скажем, наружной. Чистая вода вода вытекает с другой стороны мембраны, внутренней.
На наружной стороне мембраны увеличивается количество солей на единицу объёма воды. Ведь вода уходит, а соли остаются.
Замечали ли вы, что солёная вода кипит при большей температуре, чем не солёная? И что солёная вода замерзает при более низкой температуре, чем пресная?
Если не замечали, то можете понаблюдать.
Почему увеличивается температура кипения солёной воды? Потому что соли образуют с молекулами воды достаточно сильные связи. И для того, чтобы вода кипела (то есть, молекулы воды отрывались и улетали), нужно затратить больше энергии на разрыв связей соли и воды. То есть, нагреть воду до большей температуры.
С гиперфильтрацией та же штука. Соли образовали связи с водой и не хотят выпускать её на внутреннюю сторону мембраны. Поэтому прикладывается сила для того, чтобы всё-таки воду на другую сторону протолкнуть.
Почему обратный осмос? Потому что это осмос наоборот.