Funcționarea sistemului de osmoză inversă și tratamentul murdăririi membranei
Tehnologia de osmoză inversă folosește în principal diferența de presiune de pe ambele părți ale membranei ca putere pentru a realiza separarea și filtrarea membranei. Este o tehnologie de separare cu membrană foarte avansată și eficientă care economisește energie.
Fundamente și avantaje RO
Membrana de osmoză inversă este componenta de bază a tehnologiei de osmoză inversă. Este o membrană semipermeabilă artificială cu anumite caracteristici. Este fabricat din materiale polimerice și simulează materiale biologice cu membrană semipermeabilă.
Sistemul de osmoză inversă, cunoscut și sub numele de osmoză inversă, este o operațiune de separare a membranei care utilizează diferența de presiune ca forță motrice pentru a separa solvenții de soluțiile apoase și este un proces de filtrare a impurităților din apă. Deoarece este opusă direcției de infiltrare naturală, se numește osmoză inversă.
Principiul tehnic este de a aplica presiune pe o parte a membranei sub acțiunea unei presiuni osmotice mai mari decât presiunea osmotică a soluției. Când presiunea depășește presiunea osmotică, solventul va pătrunde în direcția opusă pentru a separa aceste substanțe de apă. Solventul obținut pe partea de joasă presiune a membranei se numește permeat; Soluția concentrată pe partea de înaltă presiune se numește concentrat.
Dacă tehnologia osmozei inverse este utilizată pentru tratarea apei de mare, apa proaspătă este obținută pe partea de joasă presiune a membranei, iar saramura este obținută pe partea de înaltă presiune. Presiunea osmozei inverse poate fi utilizată pentru a atinge scopul separării, extracției, purificării și concentrării. Osmoza inversă este o tehnologie de tratare a apei care utilizează separarea cu membrană, care aparține metodei fizice de filtrare cu flux încrucișat. Avantajele sale sunt următoarele: · La temperatura camerei, bazându-se pe presiunea apei ca forță motrice, costul de operare este scăzut;
· Fără cantitate mare de deșeuri acide și alcaline, fără poluare a mediului;
· Sistemul este simplu, ușor de operat și foarte automatizat;
· Are o gamă largă de adaptabilitate la calitatea apei brute, iar calitatea apei efluente este stabilă;
· Echipamentul ocupă o suprafață mică, iar volumul de muncă de întreținere este mic.
Proces de bază de tratare a apei RO
În primul rând, un proces de tratament într-o singură etapă. După ce lichidul intră în modulul cu membrană, apa pură și lichidul concentrat sunt extrase. În comparație cu alte procese de tratare a apei cu osmoză inversă, procesul general al acestui proces este mai convenabil și mai ușor de operat, dar are limitări mari și nu poate îndeplini cerințe mai ridicate de calitate a apei.
În al doilea rând, proces de tratament în mai multe etape. Pe baza procesului de tratare într-o singură etapă, lichidul este concentrat în mai multe etape. În comparație cu procesul de tratare într-o singură etapă, complexitatea acestui proces este mai mare, ceea ce poate îndeplini cerințe mai ridicate de calitate a apei și poate realiza reciclarea resurselor de apă.
În al treilea rând, proces de tratament în două etape într-o singură etapă. În cazul în care este dificil să se îndeplinească cerințele reale de calitate a apei folosind metoda primară, se poate utiliza procesul de tratare secundar și într-o singură etapă. În comparație cu cele două procese din prima etapă de mai sus, utilizarea procesului de tratare într-o singură etapă din a doua etapă poate prelungi durata de aplicare a membranei de osmoză inversă și nu necesită prea multă funcționare a forței de muncă, iar costul de tratare corespunzător este, de asemenea, redus.
Aplicarea RO în tratarea apei
Tratarea avansată a apelor uzate urbane
În tratarea avansată a poluării apei urbane, tehnologia osmozei inverse poate crește rata de recuperare a apelor uzate și este utilizat pe scară largă.
Există diferențe în efectele de tratament avansat ale poluării apei produse de membranele de osmoză inversă din diferite materiale. În general, în tratarea avansată a poluării apelor urbane, după ce apele uzate menajere ale locuitorilor urbani au fost tratate la standard, cerințele pentru calitatea apei tratate sunt mai mari (cum ar fi apa recuperată). În acest moment, Membrana din fibre tubulare cu triacetat de celuloză, filmul compozit cu alcool polivinilic înfășurat în spirală poate avea un efect mai bun.
În comparație cu membranele de osmoză inversă din alte materiale, membranele de osmoză inversă ale celor două materiale de mai sus au o rată de retenție de 100% pentru bacteriile coliforme fecale, o cromaticitate de cel mult 1 grad și un permeat de 1 mg/L~2 mg/L. În același timp, membranele de osmoză inversă ale acestor două materiale au un flux de apă mai mare și o capacitate antipoluare mai puternică.
Tratarea apelor uzate industriale
1) Tratarea ionilor de metale grele
Aplicarea tehnologiei de tratare a apei cu osmoză inversă la tratarea apelor uzate industriale are un efect foarte bun, care este în conformitate cu principiul general de proiectare al economiei industriale și raționalității și poate reduce consumul de energie, costurile de operare și dificultatea de operare și gestionare.
Dispozitivul de osmoză inversă utilizat pentru tratarea apelor uzate industriale este în general un tub de presiune intern sau o componentă de tip rolă. Presiunea este în general stabilă la aproximativ 218MPa, iar efectul este excelent în recuperarea ionilor de metale grele. Printre acestea, presiunea de funcționare a dispozitivului de osmoză inversă bazată pe componentele tubulare de presiune internă este stabilă la 217MPa. În acest moment, rata de recuperare a nichelului este de peste 99%, iar rata de separare a nichelului este în intervalul 97,12% ~ 97,17%.
2) Tratarea apelor uzate uleioase
În general, uleiul din apele uzate uleioase există în principal în trei forme, inclusiv ulei emulsionat, ulei dispersat și ulei plutitor. În comparație, metodele de tratament de dispersare a uleiului și a uleiului plutitor sunt relativ simple. După ce s-a bazat pe separarea mecanică, precipitarea și adsorbția cărbunelui activ, conținutul de ulei corespunzător poate fi redus considerabil. Cu toate acestea, pentru uleiul emulsionat, acesta conține materie organică, care poate juca rolul de surfactant, iar uleiul există în general în particule de dimensiuni micronice, deci are o stabilitate extrem de ridicată și este dificil să realizezi eficient și rapid separarea apă-ulei.
Cu sprijinul tehnologiei de tratare a apei cu osmoză inversă, concentrarea și separarea pot fi realizate fără a distruge emulsia, iar apoi lichidul concentrat este incinerat, iar permeatul este reciclat sau evacuat.
În această etapă, în tratarea apelor uzate uleioase, datorită luării în considerare a efectului final de tratare și a calității efluenților, tehnologia de tratare a apei cu osmoză inversă este utilizată în general în combinație cu alte metode de tratare. De exemplu, DEMUL-B1 auto-preparat este utilizat ca demulsionant pentru a demulsiona apele uzate de filare cu concentrație ridicată, iar apoi proba de apă demulsionată este tratată în continuare cu membrana de osmoză inversă SE de la OSMONICS. Rezultatele arată că rata de eliminare a COD ajunge la 99,96%, iar conținutul de ulei este aproape nedetectabil în apa purificată după tratamentul de "demulsificare-osmoză inversă".
Apă salmastră desalinizată
În procesul de desalinizare a apei salmastre, prin introducerea tehnologiei de tratare a apei cu osmoză inversă, poate suprima eficient ionii anorganici de sare, cum ar fi ionii de magneziu și ionii de calciu conținuți în apa sărată, și realizați îmbunătățirea calității apei pure.
În această etapă, cerințele oamenilor pentru calitatea apei pure sunt în creștere, iar metoda originală de tratare (adăugarea de antitartraj în apa sărată) este dificil de îndeplinit cerințele reale ale oamenilor, iar introducerea tehnologiei de tratare a apei cu osmoză inversă este o alegere inevitabilă.
În operația de desalinizare a apei salmastre folosind dispozitive de osmoză inversă, este necesar să testați în mod regulat indicele SDI, să controlați strict rata de recuperare, să acordați atenție diferenței de presiune dintre modulele cu membrană și să măsurați modificările producției de apă și a ratei de desalinizare în timp real. În practică, rata de desalinizare a dispozitivului de osmoză inversă este stabilă peste 96%, iar calitatea apei după desalinizare îndeplinește standardul de apă potabilă menajeră.
Cum să faci față murdăririi membranei RO Murdărirea membranei se referă la particulele, particulele coloidale sau macromoleculele de dizolvat din lichidul de alimentare în contact cu membrana, care este cauzată de interacțiunile fizice și chimice cu membrana sau polarizarea concentrației, astfel încât concentrația anumitor substanțe dizolvate pe suprafața membranei depășește solubilitatea și acțiunea mecanică a acesteia. Adsorbția și depunerea pe suprafața membranei sau în porii membranei determină dimensiunea porilor membranei să devină mai mică sau înfundată, rezultând un fenomen de schimbare ireversibilă care reduce semnificativ fluxul membranei și caracteristicile de separare.
Contaminarea microbiană
1) Cauze
Murdărirea microbiană se referă la fenomenul prin care microorganismele se acumulează pe interfața membrană-apă, afectând astfel performanța sistemului.
Aceste microorganisme folosesc membrana de osmoză inversă ca purtător, se bazează pe nutrienții din secțiunea de apă concentrată a osmozei inverse pentru a se reproduce și a crește și formează un strat de biofilm pe suprafața membranei de osmoză inversă, rezultând o creștere rapidă a diferenței de presiune dintre apa de intrare și ieșire a sistemului de osmoză inversă. declin rapid în timp ce contaminează apa produsului.
Biofilmul compus din microorganisme poate degrada direct (prin acțiunea enzimelor) sau indirect (prin acțiunea pH-ului local sau a potențialului de reducere) polimerii membranari sau alte componente ale unității de osmoză inversă, ceea ce duce la scurtarea duratei de viață a membranei, deteriorarea integrității structurii membranei și chiar provoacă defecțiuni majore ale sistemului.
2) Metoda de control
Contaminarea biologică poate fi controlată prin dezinfectarea continuă sau intermitentă a apei influente. Trebuie instalate dispozitive de sterilizare și dozare pentru apa brută colectată de la suprafață și subterană și trebuie adăugate fungicide pe bază de clor. Doza se bazează în general pe conținutul de clor rezidual al influentului > 1 mg/L.
Poluarea chimică
1) Cauze
Poluarea chimică comună este depunerea de calcar de carbonat în elementul membranar, dintre care majoritatea sunt funcționarea greșită, sistemul imperfect de dozare a inhibitorului de calcar, întreruperea dozării inhibitorilor de calcar în timpul funcționării etc. Dacă nu este descoperit la timp, presiunea de funcționare va crește, diferența de presiune va crește, iar rata de producție a apei va scădea în câteva zile. Dacă inhibitorul de calcar selectat nu se potrivește cu calitatea apei sau doza este insuficientă, fenomenul de detartraj al membranei în element, murdărirea ușoară a elementului membranar își poate restabili funcția prin curățare chimică și, în cazuri severe, va provoca, de asemenea, eliminarea unor elemente de membrană grav poluate.
2) Metoda de control
Pentru a preveni murdărirea elementelor membranare, mai întâi selectați antitartrul de osmoză inversă potrivit pentru calitatea apei sursei de apă a sistemului și determinați cantitatea optimă de dozare. În al doilea rând, consolidați monitorizarea sistemului de dozare, acordați o atenție deosebită modificărilor subtile ale parametrilor de funcționare și aflați la timp motivele anomaliilor. În plus, majoritatea motivelor pentru conținutul ridicat de Fe3+ din apă sunt cauzate de sistemul de conducte. Prin urmare, conductele sistemului, inclusiv conductele de sursă de apă, folosesc conducte din plastic căptușite cu oțel cât mai mult posibil pentru a reduce conținutul de Fe3+.
Particule în suspensie și poluare coloidală
1) Cauze
Particulele în suspensie și coloizii sunt principalele substanțe care murdăresc membranele de osmoză inversă și sunt, de asemenea, principala cauză a SDI (indicele de densitate a nămolului) excesiv de efluenți.
Datorită diferitelor surse și regiuni de apă, compoziția particulelor în suspensie și a coloizilor este, de asemenea, destul de diferită. În general, principalele componente ale apelor de suprafață nepoluate și ale apelor subterane de mică adâncime sunt: bacterii, argilă, siliciu coloidal, oxizi de fier, produse de acid humic și floculanți și coagulanți excesivi artificial (cum ar fi sărurile de fier) în sistemul de pretratare, săruri de aluminiu etc.) etc.
În plus Combinația de polimeri încărcați pozitiv în apa brută și antisolanți încărcați negativ în sistemele de osmoză inversă pentru a forma precipitate este, de asemenea, una dintre cauzele acestui tip de poluare.
2) Metoda de control
Atunci când conținutul de solide în suspensie în apa brută este mai mare de 70 mg/L, metodele de pretratare ale coagulare, clarificare și filtrare sunt de obicei utilizate; în cazul în care conținutul de solide în suspensie din apa brută este mai mic de 70 mg/L, metoda de pretratare a coagulare și filtrare este de obicei folosit; Când <10mg/L, the pretreatment method of filtrare directă este de obicei utilizat.
În plus Microfiltrarea sau ultrafiltrarea este o metodă eficientă pentru tratarea cu membrană a turbidității și a materiei organice nedizolvate care a apărut recent. Poate elimina toate solidele în suspensie, bacteriile, majoritatea coloizilor și materiile organice nedizolvate. Este un proces ideal de pretratare pentru sistemele de osmoză inversă. .
Precauții la utilizarea RO
În timpul aplicării tehnologiei de osmoză inversă în tratarea apei, trebuie efectuată filtrarea necesară a apelor uzate. Filtrarea este baza pentru ca tehnologia de osmoză inversă să joace un rol. Procesul de filtrare trebuie controlat strict pentru a preveni pătrunderea impurităților în sistemul de osmoză inversă în apă, astfel încât să protejeze membrana și echipamentul permeabil, să crească producția de apă și să reducă posibilitatea de coroziune.
Dispozitivul de osmoză inversă trebuie spălat în mod regulat, în special pentru a curăța cântarul, pentru a menține performanța bună a membranei semipermeabile și pentru a prelungi durata de viață a dispozitivului.
Când dispozitivul de osmoză inversă nu este utilizat, acesta va fi afectat de canalizarea izolată, crescând astfel microorganisme. Prin urmare, în timpul perioadei de oprire a dispozitivului, acesta trebuie spălat și dezinfectat, iar temperatura în timpul perioadei de oprire trebuie setată bine pentru a asigura Protejați membrana de osmoză inversă.
Operatorii ar trebui să respecte cu strictețe procedurile de operare și specificațiile de operare, să-și îmbunătățească continuu calitatea profesională și să verifice cu atenție dispozitivul înainte de utilizare pentru a evita deteriorarea dispozitivului din cauza greșelilor operatorului, să se asigure că dispozitivul poate funcționa normal și să efectueze lucrări de tratare a apelor uzate fără probleme.