Тъй като глобалният растеж на населението и бързата индустриализация се засилват, прясно-водата ресурсите стават все по-оскъдни и дисбалансът между водоснабдяването и предлагането се очертава като критично ограничение за социално-икономическото развитие. Следователно морската вода и солен-водата обезсоляване-имунирано от колебанията на времето и способни да бъдат приети от денонощната операция-следователно са приети от все повече и повече крайбрежни нации. Сред наличните технологии мембраните за обратна осмоза (RO) са се превърнали в основно решение благодарение на тяхната пряма работа, сравнително ниски капиталови разходи и годност за мащабно внедряване.
RO обезсочването работи чрез прилагане на налягане, по-голямо от осмотичното налягане на морската вода, принуждавайки водните молекули чрез полупропусклива мембрана. Тъй като осмотичното налягане на морската вода е високо, консумацията на енергия остава значителна: днешните растения обикновено работят с 3–4 kWh m³. Дори и при съвременните устройства за възстановяване на енергия, намаляването на общото търсене на енергия все още е основен приоритет на индустрията. Мембранните материали са решаващи тук, тъй като управляват ефективността на разделянето, проникват в качеството и оперативните разходи. Идеалната мембрана на SWRO трябва да комбинира четири ключови атрибута на производителността:
1. Висока селективност и висока пропускливост
Ранните филми като FT -30 вече постигнаха 99,4 % отхвърляне на NaCl и поток от 1,2 L m⁻² h⁻⁻ bar⁻⁻. Чрез усъвършенстване на химията на междуфазната полимеризация, морфологията на слоя и повърхностната хидрофилност е възможна дори по-висока производителност.
2. Строителни свойства за борба с това
Органичната материя и металните йони лесно се придържат към традиционните повърхности на ПА. Хидрофилните покрития (напр. Поливинилов алкохол) или Zwitterionic повърхностни присадки могат да потискат замърсяването, да удължат живота на мембраната и да намалят честотата на почистване.
3. Високо отхвърляне на бор
Тъй като борната киселина е малка, неутрална молекула, е трудно да се отстрани. Стесняването на размера на порите, включването на хидрофобни или флуорирани мономери и изграждането на плътни омрежени мрежи може да повиши отхвърлянето на бор до по-голямо или равно на 93 %, отговаряйки на ограниченията за пиене на вода.
4. Устойчивост на хлор
Конвенционалният полиамид е уязвим от окислителна атака. Новите полиестерни мембрани или наномащабните защитни слоеве драстично подобряват толерантността към свободния хлор, опростявайки предварителната обработка.
През последните години усъвършенстваните материали-значително наноматериали като графен оксид, Zif -8 и нано-тио₂-е широко проучени за създаване на хибридни активни слоеве. Уникалните им наноканали засилват транспорта на водата, като същевременно подобряват механичната якост, устойчивостта на замърсяване и химическата издръжливост. Индустриалното внедряване все още е на ранен етап, но перспективата е много обещаваща.
До 2021 г. над 160 държави работят системи за обезсоляване, като глобалният капацитет надвишава 100 милиона м³ ден⁻. Само Китай е поръчал големи растения SWRO в Zhoushan, Qingdao и други крайбрежни градове, изграждайки стабилна вътрешна индустрия. Гледайки напред, сливането на нови материали и интелигентно производство ще насочи мембраните към още по -голям поток, по -ниско търсене на енергия и по -голяма оперативна стабилност.
През последните години усъвършенстваните материали-значително наноматериали като графен оксид, Zif -8 и нано-тио₂-е широко проучени за създаване на хибридни активни слоеве. Уникалните им наноканали засилват транспорта на водата, като същевременно подобряват механичната якост, устойчивостта на замърсяване и химическата издръжливост. Индустриалното внедряване все още е на ранен етап, но перспективата е много обещаваща.
