Teknologi reverse osmosis Ro (reverse osmosis) adalah teknologi pemisahan dan filtrasi membran yang didukung oleh perbedaan pengukur tekanan. Berawal dari penelitian teknologi kedirgantaraan pada tahun 1960-an di Amerika Serikat, dan kemudian secara bertahap menjadi sipil. Telah banyak digunakan dalam penelitian ilmiah, obat-obatan, makanan, minuman, desalinasi dan bidang lainnya.
Membran Ro RO memiliki ukuran pori yang kecil yaitu nanometer (1 nm=10-9 m). Di bawah tekanan tertentu, molekul H2O dapat melewati membran RO, sedangkan garam anorganik, ion logam berat, bahan organik, koloid, bakteri, virus dan kotoran lainnya dalam sumber air tidak dapat melewati membran RO, sehingga air murni yang dapat ditransmisikan. dan air pekat yang tidak dapat ditransmisikan dapat dibedakan secara ketat.
Konduktivitas air keran umum setelah filtrasi membran RO 5 S / cm (konduktivitas efluen setelah filtrasi membran RO=konduktivitas influen) × Tingkat desalinasi membran RO yang diimpor dapat mencapai 99% atau lebih, dan operasi dapat menjamin 97 % atau lebih dalam 5 tahun. Jika konduktivitas air outlet relatif tinggi, osmosis balik tahap kedua dapat diadopsi, dan setelah perawatan sederhana, konduktivitas tenaga air kurang dari 1 S/cm), yang memenuhi standar air tingkat ketiga dari laboratorium nasional. Setelah penyaringan sirkulasi kolom pertukaran ion atom, resistivitas air limbah dapat mencapai 18,2m.cm, yang lebih tinggi dari standar nasional untuk penggunaan air laboratorium (GB 6682-92).
Tiga teori berikut ini populer dalam interpretasi mekanisme pemisahan reverse osmosis di dunia akademis:
1. Model difusi pelarutan
Lonsdale dkk. Mengusulkan model difusi larutan untuk menjelaskan fenomena reverse osmosis. Dia menganggap korteks permukaan aktif dari osmosis balik sebagai membran berpori padat, dan mengasumsikan bahwa zat terlarut dan pelarut dapat larut dalam lapisan permukaan membran berpori yang homogen, dan setiap difusi melalui membran di bawah potensi kimia yang disebabkan oleh konsentrasi atau tekanan. Perbedaan kelarutan dan difusi zat terlarut dan pelarut dalam fase film mempengaruhi energi mereka melalui membran. Proses spesifik dibagi menjadi beberapa langkah: zat terlarut dan pelarut menyerap dan larut pada permukaan sisi cairan material membran; Pada langkah kedua, tidak ada interaksi antara zat terlarut dan pelarut, dan mereka melewati lapisan aktif membran RO dengan difusi molekuler di bawah promosi perbedaan potensial kimianya; Langkah ketiga adalah desorpsi zat terlarut dan pelarut pada permukaan membran melalui sisi cair.
Dalam proses zat terlarut dan pelarut melewati membran, umumnya diasumsikan bahwa langkah ketiga dan langkah kedua akan menjadi laju transmisi. Artinya, zat terlarut dan pelarut melewati membran dengan difusi molekuler di bawah promosi perbedaan potensial kimia. Karena selektivitas membran, campuran gas atau campuran cair dapat dipisahkan. Permeabilitas bahan tidak hanya tergantung pada koefisien difusi, tetapi juga pada kelarutan bahan dalam membran.
2. Teori aliran kapiler adsorpsi preferensial
Ketika berbagai jenis zat dilarutkan dalam cairan, tegangan permukaan akan berubah. Misalnya, larutan zat organik seperti alkohol, asam, aldehida, lemak dapat mengurangi tegangan permukaan, tetapi melarutkan beberapa garam anorganik, tetapi membuat tegangan permukaan sedikit meningkat, karena dispersi zat terlarut tidak merata, yaitu konsentrasi zat terlarut di lapisan permukaan larutan berbeda dari konsentrasi internal larutan, yang merupakan fenomena adsorpsi permukaan larutan. Ketika larutan air kontak dengan membran polimer berpori, jika sifat kimia membran membuat membran adsorpsi negatif terhadap zat terlarut dan adsorpsi positif air lebih disukai, ketebalan tertentu dari lapisan air murni akan terbentuk pada antarmuka antara membran dan solusinya. Di bawah aksi tekanan eksternal, itu akan melewati pori-pori di permukaan film, sehingga air murni dapat diperoleh.
3. Teori ikatan hidrogen
Dalam selulosa asetat, karena aksi ikatan hidrogen dan gaya van der Waals, ada dua bagian dalam film, yaitu daerah kristal dan daerah fase amorf. Ikatan padat dan susunan paralel makromolekul adalah daerah fase kristal, sedangkan daerah fase amorf benar-benar tidak teratur antara makromolekul, dan air dan zat terlarut tidak dapat memasuki daerah fase kristal. Di dekat molekul selulosa asetat, atom oksigen pada gugus karbonil selulosa asetat dan air membentuk ikatan hidrogen dan membentuk apa yang disebut air pengikat. Ketika selulosa asetat mengadsorpsi lapisan molekul air, itu akan menyebabkan entropi molekul air sangat menurun, membentuk struktur yang mirip dengan es. Dalam ruang pori dengan fase amorf yang besar, okupansi air gabungan sangat rendah. Ada air dengan struktur umum di tengah pori. Ion atau molekul yang tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengan film selulosa asetat masuk ke dalam air pengikat, dan bermigrasi dengan cara difusi yang teratur. Membran dilewatkan melalui membran dengan mengubah posisi ikatan hidrogen yang dibentuk oleh selulosa asetat.
Di bawah tekanan, molekul air dalam larutan dan atom oksigen pada gugus karbonil membentuk ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen yang dibentuk oleh molekul air asli terputus, dan molekul air dipisahkan dan dipindahkan ke titik aktivasi berikutnya dan membentuk ikatan hidrogen baru. Dengan demikian, mereka terbentuk dan terputus melalui serangkaian ikatan hidrogen. Molekul air meninggalkan lapisan aktif padat di permukaan membran dan memasuki lapisan berpori membran. Karena lapisan berpori mengandung sejumlah besar air kapiler, molekul air dapat mengalir keluar dari membran dengan lancar.
