كيف يعمل نظام التناضح العكسي وماذا عن تلوث غشاء التناضح العكسي؟

25 يوليو 2022     منشور من طرف :

التناضح العكسي ، المعروف أيضًا باسم RO (التناضح العكسي) ، هو تقنية فصل غشاء متقدمة جدًا وفعالة موفرة للطاقة تستخدم فرق الضغط بين جانبي الغشاء كقوة دافعة لتحقيق فصل الغشاء والترشيح.

أساسيات ومزايا التناضح العكسي

غشاء التناضح العكسي هو المكون الأساسي لتحقيق تقنية التناضح العكسي ، وهو غشاء شبه نفاذي اصطناعي بخصائص معينة ، مصنوع من مادة بوليمرية ، يحاكي مادة غشاء بيولوجية شبه منفذة.

التناضح العكسي ، المعروف أيضًا باسم التناضح العكسي ، هو عملية فصل غشاء تفصل المذيب عن محلول مائي باستخدام فرق الضغط كقوة دافعة وهي عملية تحقيق تنقية المياه للشوائب. يطلق عليه التناضح العكسي لأنه في الاتجاه المعاكس للتناضح الطبيعي.

يتمثل المبدأ التقني في الضغط على جانب واحد من الغشاء تحت ضغط تناضحي أعلى من ضغط المحلول ، وعندما يتجاوز الضغط الضغط الاسموزي ، يتخلل المذيب في الاتجاه المعاكس ، تاركًا هذه المواد والماء. يسمى المذيب الذي يتم الحصول عليه من جانب الضغط المنخفض من الغشاء بالنفاذية ؛ يسمى المحلول المركز الذي يتم الحصول عليه من جانب الضغط العالي بالمركز.

إذا عولجت مياه البحر بالتناضح العكسي ، يتم الحصول على المياه العذبة من جانب الضغط المنخفض من الغشاء والمحلول الملحي من جانب الضغط العالي. ثم يمكنك عمل ضغط التناضح العكسي لتحقيق الغرض من الفصل والاستخراج والتنقية والتركيز.

التناضح العكسي هو تقنية لمعالجة المياه باستخدام فصل الغشاء ، وهي طريقة فيزيائية للترشيح عبر التدفق. مزاياها على النحو التالي.

انخفاض تكاليف التشغيل في درجة حرارة الغرفة ، بالاعتماد على ضغط الماء كقوة دافعة.

لا توجد كمية كبيرة من النفايات الحمضية وتصريف القلويات ، ولا تلوث البيئة.

نظام بسيط وسهل التشغيل ودرجة عالية من الأتمتة.

مجموعة واسعة من التكيفات مع جودة المياه الخام وجودة مياه الصرف الصحي الثابتة.

البصمة الصغيرة للمعدات ، وعبء الصيانة الصغير.

العملية الأساسية لمعالجة المياه RO

أولا ، عملية العلاج في المرحلة الأولى

بعد دخول السائل إلى وحدة الغشاء ، يتم إخراج الماء النقي وسائل التركيز. بالمقارنة مع غيرها من عمليات معالجة المياه بالتناضح العكسي ، فإن العملية الشاملة هي عملية أكثر ملاءمة وبساطة ، ولكن لها قيود عالية ، ولا يمكنها تلبية متطلبات جودة المياه الأعلى.

والثاني هو عملية معالجة متعددة المراحل

على أساس عملية المعالجة ذات المرحلة الواحدة ، يتركز السائل في خطوات متعددة. بالمقارنة مع عملية المعالجة ذات المرحلة الواحدة ، فإن العملية أكثر تعقيدًا ويمكن أن تلبي متطلبات جودة المياه الأعلى وتحقيق إعادة تدوير موارد المياه.

ثالثًا ، هي عملية العلاج ذات المرحلتين الأولى

في حالة استخدام طريقة من مرحلة واحدة يصعب تحقيق متطلبات جودة المياه الفعلية ، يمكنك استخدام عملية المعالجة ذات المرحلتين ذات المرحلة الواحدة. بالمقارنة مع العمليتين الأساسيتين المذكورتين أعلاه ، يمكن أن يؤدي استخدام عمليتي معالجة على مرحلة واحدة إلى إطالة عمر تطبيق غشاء التناضح العكسي ولا يتطلب الكثير من القوى العاملة للعمل ، وقد تم تقليل تكاليف المعالجة المقابلة.

تطبيق RO في معالجة المياه ：

المعالجة العميقة لمياه الصرف الصحي البلدية

في المعالجة العميقة لتلوث المياه في المناطق الحضرية ، يمكن أن تؤدي تقنية التناضح العكسي إلى معدل استرداد أعلى لمياه الصرف الصحي وتستخدم على نطاق أوسع.

تنتج مواد مختلفة من غشاء التناضح العكسي تأثيرات معالجة عميقة مختلفة لتلوث المياه. بشكل عام ، في المعالجة العميقة لتلوث المياه في المناطق الحضرية ، بعد معالجة معايير الصرف الصحي السكنية الحضرية ، تكون متطلبات جودة المياه المعالجة أعلى (على سبيل المثال ، إعادة استخدام المياه) ، في هذا الوقت ، غشاء ليفي أجوف السليلوز ثلاثي الأسيتات ، ملف حلزوني بولي فينيل كحول يمكن أن يلعب الغشاء المركب تأثيرًا أفضل.

بالمقارنة مع أغشية التناضح العكسي الأخرى ، كلاهما لهما معدل احتفاظ 100٪ من بكتيريا القولون البرازي ، ولا يزيد عن 1 درجة من اللونية ، ويتخلل 1 مجم / لتر ~ 2 مجم / لتر. في الوقت نفسه ، تتمتع هاتان المادتان لغشاء التناضح العكسي بتدفق مياه أعلى وقدرة أقوى على مكافحة التلوث.

معالجة مياه الصرف الصناعي

1) معالجة أيونات المعادن الثقيلة

إن تطبيق تقنية معالجة المياه بالتناضح العكسي على معالجة مياه الصرف الصناعي فعال للغاية أيضًا ، بما يتماشى مع مبدأ التصميم العام للاقتصاد الصناعي والعقلانية ، والذي يمكن أن يقلل من استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل بالإضافة إلى صعوبات الإدارة التشغيلية.

وحدات التناضح العكسي لمعالجة مياه الصرف الصناعي هي بشكل عام مكونات أنبوبية أو ملفوفة ذات ضغط داخلي مع ضغط ثابت يبلغ حوالي 218 ميجا باسكال ، وهو أمر ممتاز لاستعادة أيونات المعادن الثقيلة. من بينها ، ضغط التشغيل لمحطة التناضح العكسي على أساس المكونات الأنبوبية للضغط الداخلي مستقر عند 217 ميجا باسكال ، حيث يكون معدل استرداد النيكل أعلى من 99٪ ومعدل فصل النيكل في حدود 97.12٪ إلى 97.17٪.

2） معالجة مياه الصرف الصحي الزيتية

بشكل عام ، يوجد الزيت في مياه الصرف الصحي الزيتية في ثلاثة أشكال رئيسية ، بما في ذلك الزيت المستحلب ، والزيت المشتت ، والزيت العائم. بالمقارنة ، فإن طرق معالجة الزيت المشتت والزيت العائم بسيطة نسبيًا ، حيث تعتمد على الفصل الميكانيكي ، والترسيب ، ومعالجة امتصاص الكربون المنشط ، والتي يمكن أن تؤدي إلى انخفاض كبير في محتوى الزيت المقابل.

ومع ذلك ، فإن الزيت المستحلب ، الذي يحتوي على مواد عضوية ، يمكن أن يلعب دور المواد الخافضة للتوتر السطحي ، والزيت موجود بشكل عام في جزيئات بحجم ميكرون ، لذلك يتمتع بثبات عالٍ للغاية ، ومن الصعب تحقيق فصل الماء عن الزيت بشكل فعال وسريع.

بدعم من تقنية معالجة المياه بالتناضح العكسي ، من الممكن تحقيق التركيز والفصل دون إتلاف المستحلب ، يليه ترميد التركيز أو إعادة التدوير أو تفريغ المادة المتخللة.

في الوقت الحاضر ، في معالجة مياه الصرف الصحي الزيتية ، تُستخدم تقنية معالجة المياه بالتناضح العكسي بشكل شائع مع طرق المعالجة الأخرى للنظر في تأثير المعالجة النهائية وجودة النفايات السائلة.

على سبيل المثال ، تم استخدام DEMUL-B1 ، وهو قاطع مستحلب ذاتي التكوين ، لكسر التركيز العالي لمياه الصرف الصحي من زيت الغزل O / W ، ثم تم استخدام غشاء التناضح OSMONICS SE الذي يعكس مزيدًا من المعالجة لعينة الماء المكسور. أظهرت النتائج أن معدل إزالة COD من الماء المنقى بواسطة “مستحلب كسر-التناضح العكسي” وصلت المعاملة إلى 99.96٪ ، وكان محتوى الزيت غير قابل للكشف تقريبًا.

تحلية المياه قليلة الملوحة

في عملية تحلية المياه قليلة الملوحة ، يمكن أن يؤدي إدخال تقنية معالجة المياه بالتناضح العكسي إلى منع أيونات الملح غير العضوية بشكل فعال مثل أيونات المغنيسيوم وأيونات الكالسيوم الموجودة في المياه قليلة الملوحة ، وتحقيق تحسين جودة المياه النقية.

في هذه المرحلة ، يصعب تلبية متطلبات الناس لجودة المياه النقية ، وطريقة المعالجة الأصلية (إضافة مثبط الترسبات في المياه قليلة الملوحة) لتلبية متطلبات الناس الواقعية وإدخال تقنية معالجة المياه بالتناضح العكسي للاختيار الحتمي.

في تشغيل تحلية المياه المالحة باستخدام محطة التناضح العكسي ، من الضروري اختبار مؤشر SDI بانتظام ، والتحكم الصارم في معدل الاسترداد ، والاهتمام بفرق الضغط بين وحدات الأغشية ، وقياس التغيرات في إنتاج المياه ومعدل تحلية المياه في في الوقت الحالى. من الناحية العملية ، فإن معدل تحلية المياه لمحطة التناضح العكسي يزيد عن 96٪ ، ونوعية المياه المحلاة تلبي معايير مياه الشرب المحلية في الصين.

كيفية التعامل مع تلوث غشاء التناضح العكسي

يشير تلوث الغشاء إلى التغيرات التي لا رجعة فيها الناتجة عن امتزاز وترسيب الجزيئات أو الجسيمات الغروانية أو الجزيئات الكبيرة الذائبة في السائل الملامس للغشاء بسبب التفاعل الفيزيائي أو الكيميائي مع الغشاء أو زيادة تركيز بعض المواد المذابة على سطح الغشاء. قابليتها للذوبان وتأثيرها الميكانيكي على سطح الغشاء أو مسام الغشاء ، مما يؤدي إلى تقليل حجم أو انسداد مسام الغشاء ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في خصائص تدفق الغشاء وفصله.

التلوث الميكروبي

1) أسباب التكوين

يشير التلوث الميكروبي إلى تراكم الكائنات الحية الدقيقة في واجهة الغشاء والماء ، مما يؤثر على أداء النظام.

تستخدم هذه الكائنات الدقيقة غشاء التناضح العكسي كناقل للتكاثر والنمو مع الأملاح المغذية في قسم المياه المركزة للتناضح العكسي ، وتشكيل طبقة بيوفيلم على سطح غشاء التناضح العكسي ، مما يؤدي إلى زيادة سريعة في فرق الضغط بين مدخل ومخرج المياه لنظام التناضح العكسي ، وانخفاض سريع في إنتاج المياه ومعدل تحلية المياه ، وتلوث مياه المنتج.

يمكن للأغشية الحيوية الميكروبية أن تتحلل من البوليمرات الغشائية أو غيرها من مكونات وحدة التناضح العكسي بشكل مباشر (من خلال عمل الإنزيم) أو بشكل غير مباشر (من خلال درجة الحموضة المحلية أو تقليل التأثير المحتمل) ، مما يؤدي إلى تقصير عمر الغشاء ، وإلحاق الضرر بالسلامة الهيكلية للغشاء ، وحتى فشل كبير في النظام.

2) طرق التحكم

يمكن السيطرة على التلوث البيولوجي عن طريق التطهير المستمر أو المتقطع للمياه الواردة. يجب إعداد المياه الخام من السطح والضحلة تحت الأرض بجهاز جرعات التعقيم ، والمبيدات الحيوية من نوع الكلور ، وكمية الجرعات بشكل عام إلى محتوى الكلور المتبقي في المياه المؤثرة > يجب أن تسود 1mg / L.

التلوث الكيميائي

1) أسباب التكوين

التلوث الكيميائي الشائع هو ترسب مقياس الكربونات داخل عنصر الغشاء ، في معظم الحالات ، هو سوء التشغيل ، ونظام جرعات مثبط التقشر غير الكامل ، وانقطاع جرعات مثبطات الحجم في عملية التشغيل ، إلخ.

إذا لم يتم العثور عليه في الوقت المناسب ، فسيتم زيادة ضغط التشغيل ، وسيتم زيادة فرق الضغط وسيتم تقليل معدل إنتاج الماء في غضون أيام قليلة ، إذا كان مانع التقشر المحدد لا يتطابق مع جودة المياه أو كمية الجرعات لا يكفي ، ستحدث أيضًا ظاهرة التحجيم داخل عنصر الغشاء ، ويمكن استعادة التحجيم الأخف داخل عنصر الغشاء من خلال التنظيف الكيميائي ، ولكن في الحالات الخطيرة ، سيتسبب أيضًا في تخريد بعض عناصر الغشاء مع تلوث خطير.

2 ، طريقة التحكم

لمنع التحجيم في عنصر الغشاء ، أولاً ، حدد مثبط مقياس التناضح العكسي المناسب لجودة مياه النظام ، وحدد أفضل كمية للجرعات.

ثانيًا ، تعزيز مراقبة نظام الجرعات ، وإيلاء اهتمام وثيق للتغييرات الطفيفة في معلمات التشغيل ، والعثور على أسباب التشوهات في الوقت المناسب.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم أسباب ارتفاع محتوى Fe3 + في الماء تأتي من نظام الأنابيب ، وبالتالي ، فإن أنابيب النظام بما في ذلك أنابيب مصدر المياه تعتمد أنابيب بلاستيكية مبطنة بالفولاذ قدر الإمكان لتقليل محتوى Fe3 +.

الجسيمات العالقة والتلوث الغرواني

1) أسباب التكوين

الجسيمات والغرويات المعلقة هي المواد الرئيسية التي تلوث غشاء التناضح العكسي وهي السبب الرئيسي لتجاوز SDI (مؤشر كثافة الحمأة) المعيار في النفايات السائلة.

يختلف تكوين الجسيمات المعلقة والغرويات أيضًا بشكل كبير بسبب اختلاف مصادر المياه والمناطق. عادةً ما تكون المكونات الرئيسية للمياه السطحية غير الملوثة والمياه الجوفية الضحلة هي البكتيريا ، والطين ، والسيليكا الغروية ، وأكاسيد الحديد ، ومنتجات حمض الهيوميك ، ومخثرات الندف المصطنعة ذات المدخلات الزائدة (مثل أملاح الحديد ، وأملاح الألومنيوم ، وما إلى ذلك) في نظام المعالجة المسبقة .

بالإضافة إلى ذلك ، فإن تكوين الترسيب عن طريق الجمع بين البوليمرات الموجبة الشحنة في المياه الخام ومثبطات التقشر سالبة الشحنة في نظام التناضح العكسي هو أيضًا أحد أسباب هذا التلوث.

2 ، طريقة التحكم

عندما يكون محتوى المادة المعلقة في الماء الخام >70 ملجم / لتر ، طريقة المعالجة المسبقة للتخثر والتوضيح والترشيح تستخدم عادة ؛ عندما يكون محتوى المادة المعلقة في الماء الخام <70 مجم / لتر ، عادة ما يتم استخدام طريقة المعالجة المسبقة للتخثر والترشيح ؛ عندما يكون محتوى المادة المعلقة في الماء الخام <10 ملجم / لتر ، عادة ما يتم استخدام طريقة المعالجة المسبقة للترشيح المباشر.

بالإضافة إلى ذلك ، يعد الترشيح الدقيق أو الترشيح الفائق طريقة فعالة ظهرت مؤخرًا لمعالجة الغشاء للعكارة والمواد العضوية غير المذابة ، والتي يمكن أن تزيل جميع المواد العالقة والبكتيريا ومعظم الغرويات والمواد العضوية غير الذائبة ، وهي عملية معالجة مسبقة أكثر مثالية لنظام التناضح العكسي.

احتياطات لتطبيق التناضح العكسي

في تقنية التناضح العكسي في عملية تطبيقات معالجة المياه ، يجب إجراء الترشيح اللازم لمياه الصرف الصحي. الترشيح هو أساس عمل تقنية التناضح العكسي ، ويجب التحكم في عملية الترشيح بصرامة لتجنب دخول الشوائب إلى نظام التناضح العكسي الممزوج بالماء لحماية الغشاء المتخلل والمعدات ، وتحسين إخراج المياه وتقليل احتمالية التآكل.

يجب شطف جهاز التناضح العكسي بانتظام ، خاصة لتنظيف الميزان ، للحفاظ على الأداء الجيد للغشاء شبه المنفذ وإطالة عمر خدمة الجهاز.

عندما لا تكون وحدة التناضح العكسي قيد الاستخدام ، فإنها تتأثر بتراكم مياه الصرف الصحي ، مما قد يؤدي إلى تكاثر الكائنات الحية الدقيقة. لذلك ، يجب شطفها وتطهيرها خلال فترة تعطل الوحدة ، ويجب ضبط درجة الحرارة أثناء فترة التوقف بشكل جيد لحماية غشاء التناضح العكسي.

يجب على المشغلين الالتزام الصارم بإجراءات التشغيل ومواصفات التشغيل ، وتحسين الجودة المهنية باستمرار ، والتحقق بعناية من الجهاز قبل الاستخدام لتجنب تلف الجهاز بسبب أخطاء المشغل ، وذلك للتأكد من أن الجهاز يمكنه العمل بشكل طبيعي وتنفيذ مياه الصرف الصحي. العلاج يعمل بسلاسة.