ما هي الطرق المختلفة لتقنية المعالجة المسبقة قبل تشغيل محطة التناضح العكسي؟

إن ضغط النفاذية لمحطة التناضح العكسي هو دالة لتركيز الملح أو المادة العضوية الموجودة في الماء ، فكلما زاد محتوى الملح ، زاد ضغط النفاذية ، وسيقل الضغط الصافي وسيتم تقليل إنتاج الماء.

إذا ظل ضغط مياه التغذية دون تغيير ، فإن نفاذية الملح تتناسب مع الاختلاف في تركيز الملح بين الجانبين الأمامي والخلفي لغشاء التناضح العكسي.

كلما زاد محتوى الملح في مياه التغذية ، زاد فرق التركيز ، وزادت نفاذية الملح ، مما يؤدي إلى انخفاض معدل تحلية المياه.

بالنسبة للنظام نفسه ، يختلف محتوى الملح في مياه التغذية ، ويختلف أيضًا ضغط التشغيل وموصلية مياه المنتج ، فكل زيادة قدرها 100 جزء في المليون في محتوى ملح مياه التغذية ، يجب زيادة ضغط مياه التغذية بحوالي 0.007 ميجا باسكال ، في حين أن تزداد موصلية الماء للمنتج أيضًا وفقًا لذلك بسبب زيادة التركيز.

المادة المعلقة في الماء هي المادة التي تبقى على سطح مادة المرشح أثناء ترشيح الماء ، ويكون المكون الجسيمي هو الجسم الرئيسي.

سيؤدي المحتوى العالي للمادة المعلقة إلى انسداد خطير في نظام التناضح العكسي والترشيح النانوي قريبًا ، مما يؤثر على إنتاجية المياه للنظام وجودة المياه المنتجة.

جميع أنواع محطات التناضح العكسي لها نطاق الأس الهيدروجيني المسموح به ، وقيمة الأس الهيدروجيني لمياه التغذية ليس لها أي تأثير تقريبًا على إنتاج المياه ؛ ولكن حتى ضمن النطاق المسموح به ، فإن قيمة الأس الهيدروجيني لها تأثير كبير على معدل تحلية المياه.

قيمة الأس الهيدروجيني لها تأثير مباشر على شكل الشوائب في مياه التغذية ، على سبيل المثال ، ينخفض ​​معدل الاحتفاظ بالمواد العضوية القابلة للانفصال مع انخفاض قيمة الرقم الهيدروجيني. معدل الاسترداد له تأثير كبير على انخفاض الضغط لكل قسم.

في حالة الحفاظ على معدل التدفق الإجمالي لمياه التغذية عند مستوى معين ، يزداد معدل الاسترداد ، وينخفض ​​إجمالي انخفاض الضغط بسبب انخفاض معدل تدفق المياه المركزة المتدفقة عبر جانب الضغط العالي من الاتجاه المعاكس مصنع التناضح.

ينخفض ​​معدل الاسترداد ويزداد انخفاض الضغط الإجمالي ، وتُظهر العملية الفعلية أنه حتى التغيير البسيط في معدل الاسترداد ، مثل 1٪ ، سيؤدي إلى تغيير حوالي 0.02 ميجا باسكال في إجمالي فرق الضغط.

نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون الذائب في الماء يتأثر بقيمة الأس الهيدروجيني ، فإنه يوجد على شكل غاز ثاني أكسيد الكربون عندما تكون قيمة الأس الهيدروجيني منخفضة ويمكن أن يمر بسهولة عبر غشاء التناضح العكسي ، وبالتالي يكون معدل التحلية منخفضًا عندما يكون الرقم الهيدروجيني منخفضًا ، وتحلية المياه يرتفع المعدل تدريجياً.

عندما يزداد الرقم الهيدروجيني ويتحول غاز ثاني أكسيد الكربون إلى أيونات ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، يصل معدل تحلية المياه إلى أعلى مستوياته عندما يكون الرقم الهيدروجيني بين 7.5 و 8.5.

يعتمد تأثير معدل الاسترداد على توصيل الماء المنتج على كمية نفاذ الملح وكمية الماء المنتج.

ما هي خصائص تقنية ما قبل المعالجة قبل محطة التناضح العكسي؟

من أجل تحسين الأداء التشغيلي لنظام التناضح العكسي ، يمكن إضافة بعض العوامل التالية إلى مياه التغذية: الأحماض ، والقواعد ، والمبيدات الحيوية ، ومثبطات التقشر ، والمشتتات.

أضف حامض – منع التحجيم

يمكن إضافة حمض الهيدروكلوريك (HCl) وحمض الكبريتيك (H2SO4) إلى مياه التغذية لتقليل الرقم الهيدروجيني. حمض الكبريتيك أرخص ، ولا يدخن ويؤدي إلى تآكل المكونات المعدنية المحيطة ، والغشاء لديه معدل إزالة أيونات الكبريتات أعلى من أيونات الكلوريد ، لذلك يستخدم حمض الكبريتيك بشكل أكثر شيوعًا من حمض الهيدروكلوريك.

حمض الكبريتيك من الدرجة الصناعية بدون إضافات أخرى مناسب لاستخدام التناضح العكسي ومتوفر بتركيزين ، 20٪ ، و 93٪. يُعرف حمض الكبريتيك بنسبة 93 ٪ أيضًا باسم حمض الكبريتيك 66 BoM. يجب توخي الحذر عند تخفيف حمض الكبريتيك بنسبة 93٪ ، حيث يمكن أن ترفع الحرارة درجة حرارة المحلول إلى 138 درجة مئوية عند التخفيف إلى 66٪.

تأكد من إضافة الحمض ببطء إلى الماء مع التحريك لتجنب الغليان الموضعي للمحلول المائي. يستخدم حمض الهيدروكلوريك بشكل أساسي عند احتمال حدوث تقشير كبريتات الكالسيوم أو كبريتات السترونتيوم.

يزيد استخدام حامض الكبريتيك من تركيز أيونات الكبريتات في مياه تغذية التناضح العكسي ، مما يؤدي بشكل مباشر إلى زيادة الميل إلى تحجيم كبريتات الكالسيوم. من السهل جدًا شراء حمض الهيدروكلوريك الصناعي (بدون إضافات) ، ويحتوي حمض الهيدروكلوريك التجاري عادةً على 30-37٪.

الهدف الأساسي لخفض الأس الهيدروجيني هو تقليل ميل تحجيم كربونات الكالسيوم في المياه المركزة بتقنية التناضح العكسي ، أي تقليل مؤشر لانجلي (LSI) ، وهو تشبع كربونات الكالسيوم في المياه قليلة الملوحة ويشير إلى إمكانية وجود كربونات الكالسيوم. التحجيم أو التآكل.

في كيمياء المياه بالتناضح العكسي ، يعد LSI مؤشرًا مهمًا لتحديد ما إذا كان سيحدث تحجيم كربونات الكالسيوم. عندما يكون LSI سالبًا ، سوف يتسبب الماء في تآكل الأنابيب المعدنية ، ولكن لن يتشكل تحجيم كربونات الكالسيوم. إذا كان LSI موجبًا ، فلن يكون الماء تآكلًا ، ولكن سيحدث تحجيم كربونات الكالسيوم.

LSI هو الرقم الهيدروجيني لتشبع كربونات الكالسيوم مطروحًا منه الرقم الهيدروجيني الفعلي للمياه. تقل قابلية ذوبان كربونات الكالسيوم مع زيادة درجة الحرارة (هذه هي الطريقة التي يتشكل بها المقياس في الغلايات) وتنخفض مع زيادة الرقم الهيدروجيني ، وتركيز أيونات الكالسيوم ، أي القلوية.

يمكن تعديل قيمة LSI عن طريق حقن حمض (عادةً حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك) في مياه تغذية التناضح العكسي ، أي عن طريق خفض درجة الحموضة. قيمة LSI الموصى بها للمياه المركزة بالتناضح العكسي هي 0.2 (تشير إلى تركيز 0.2 وحدة أس هيدروجيني أقل من تركيز تشبع كربونات الكالسيوم).

يمكن أيضًا استخدام مثبطات المقياس البوليمري لمنع ترسب كربونات الكالسيوم ، ويزعم بعض موردي مثبطات الحجم أن منتجاتهم يمكن أن تصل إلى +2.5 (تصميم أكثر تحفظًا هو LSI +1.8) في المياه المركزة بالتناضح العكسي.

إضافة القلويات – زيادة معدل الإزالة

إضافة القلويات أقل استخدامًا في التناضح العكسي الأولي. العامل القلوي الوحيد المستخدم بشكل عام هو هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) ، وهو سهل الشراء وقابل للذوبان في الماء. يعتبر هيدروكسيد الصوديوم الصناعي بدون إضافات أخرى كافياً بشكل عام لهذا الغرض.

هيدروكسيد الصوديوم التجاري متوفر في 100٪ صودا فليك ، وكذلك 20٪ و 50٪ صودا سائلة. يجب توخي الحذر عند إضافة القلويات لرفع درجة الحموضة. تؤدي زيادة الأس الهيدروجيني إلى زيادة LSI ، وتقلل من كربونات الكالسيوم وقابلية ذوبان الحديد والمنغنيز.

التطبيق الأكثر شيوعًا لإضافة القلويات هو محطة التناضح العكسي الثانوية. في محطة التناضح العكسي ذات المرحلتين ، يتم توفير المياه الأولية المنتجة بالتناضح العكسي إلى التناضح العكسي الثانوي كمياه خام.

الثانوية RO “ملمعات” يمكن أن تصل المياه الأولية المنتجة بالتناضح العكسي ، والمياه الثانوية المنتجة بالتناضح العكسي إلى 4 متر مكعب. هناك أربعة أسباب لإضافة القلويات إلى مياه تغذية التناضح العكسي الثانوية.

① أعلى من الرقم الهيدروجيني 8.2 ، يتم تحويل كل ثاني أكسيد الكربون إلى أيونات كربونات ، والتي يمكن إزالتها عن طريق التناضح العكسي. وثاني أكسيد الكربون نفسه عبارة عن غاز يدخل المياه المنتجة بتقنية التناضح العكسي بحرية مع المخلفات ، مما يتسبب في الحمل غير الضروري إلى معالجة تلميع قاع التبادل الأيوني في اتجاه مجرى النهر.

تتم إزالة بعض مكونات الكربون العضوي الكلي بسهولة أكبر عند درجة حموضة عالية.

يكون معدل ذوبان وإزالة السيليكا أعلى عند ارتفاع درجة الحموضة (خاصة فوق 9).

④ تكون إزالة البورون أعلى أيضًا عند ارتفاع درجة الحموضة (خاصة فوق 9).

هناك حالة خاصة لتطبيق إضافة قلوية ، تسمى غالبًا عملية HERO (نظام التناضح العكسي عالي الكفاءة) ، والتي تعدل درجة حموضة مياه التغذية إلى 9 أو 10.

يستخدم التناضح العكسي الأولي لمعالجة المياه قليلة الملوحة ، والتي يمكن أن تسبب مشاكل تلوث (على سبيل المثال ، الصلابة ، القلوية ، الحديد ، المنغنيز ، إلخ) عند درجة حموضة عالية. عادة ما تستخدم المعالجة المسبقة نظام راتينج كاتيوني ضعيف الحمضية ووحدة لإزالة الغازات لإزالة هذه الملوثات.

♦ عامل إزالة الكلور – تخلص من الكلور المتبقي

يجب تقليل الكلور الحر في مياه تغذية RO و NF إلى أقل من 0.05 جزء في المليون لتلبية متطلبات أغشية البولي أميد المركبة. هناك طريقتان للمعالجة المسبقة لإزالة الكلور ، امتزاز الكربون المنشط الحبيبي واستخدام عوامل الاختزال مثل كبريتيت الصوديوم.

تُستخدم فلاتر الكربون المنشط عمومًا في الأنظمة الصغيرة (50-100 جالونًا في الدقيقة) ، حيث تكون تكلفة الاستثمار معقولة أكثر. يوصى باستخدام الكربون المنشط عالي الجودة والمغسول بالحمض والمعالج لإزالة الصلابة والأيونات المعدنية ، ويجب أن يكون محتوى الغرامات منخفضًا جدًا ، وإلا فإنه سيتسبب في تلوث الغشاء.

يجب غمر وسائط مرشح الكربون المثبتة حديثًا بالكامل حتى يتم إزالة مسحوق الكربون تمامًا ، والذي يستغرق عادةً عدة ساعات أو حتى أيام. لا يمكننا الاعتماد على مرشح أمان 5 ميكرومتر لحماية غشاء التناضح العكسي من التلوث بغرامات الكربون.

تتمثل ميزة فلاتر الكربون في أنها تزيل المواد العضوية التي يمكن أن تسبب تلوثًا للأغشية وتكون أكثر موثوقية لجميع معالجة المياه المؤثرة من إضافة المواد الكيميائية.

ومع ذلك ، فإن العيب هو أن الكربون يمكن أن يصبح علفًا للكائنات الحية الدقيقة ، مما يؤدي إلى تكاثر البكتيريا في مرشح الكربون ، مما يؤدي إلى تلوث بيولوجي لغشاء التناضح العكسي.

ثنائي كبريتيت الصوديوم (SBS) هو عامل الاختزال النموذجي المختار لمحطات التناضح العكسي الكبيرة. يذوب ميتابيسلفيت الصوديوم الصلب في الماء لعمل محلول بنقاوة ميتابيسلفيت الصوديوم التجارية بنسبة 97.5-99٪ وفترة تخزين جاف لمدة 6 أشهر.

محلول SBS غير مستقر في الهواء ويتفاعل مع الأكسجين ، لذا فإن فترة الاستخدام الموصى بها هي 3-7 أيام لمحلول 2٪ و7-14 يومًا لمحلول أقل من 10٪. نظريًا ، يمكن أن يقلل 1.47 جزء في المليون من SBS (أو 0.70 جزء في المليون من بيسلفيت الصوديوم) 1.0 جزء في المليون من الكلور.

يأخذ التصميم في الاعتبار عامل الأمان لنظام المياه المالحة الصناعي ويضع إضافة SBS عند 1.8-3.0 جزء في المليون لكل 1.0 جزء في المليون من الكلور. يجب أن يكون منفذ الحقن في SBS منبع عنصر الغشاء ، ويجب أن تكون مسافة الإعداد بحيث يكون هناك وقت رد فعل مدته 29 ثانية قبل دخول عنصر الغشاء. يوصى باستخدام جهاز تقليب مناسب في الخط (محرك ثابت).

♦ مرشح الوسائط المتعددة

طريقة شائعة لإزالة المواد الصلبة العالقة من الماء هي الترشيح متعدد الوسائط. تتكون المرشحات متعددة الوسائط من أنثراسايت ، أو رمل الكوارتز ، أو العقيق المطحون ناعماً ، أو مواد أخرى مثل السرير.

تتكون الطبقة العليا من السرير من مواد خفيفة وخشنة ، بينما توضع أثقل وأجود المواد في قاع السرير.

المبدأ هو عمق الترشيح – تتم إزالة الجسيمات الأكبر في الماء في الطبقة العليا وتتم إزالة الجسيمات الأصغر في الجزء الأعمق من وسط المرشح.

تتطلب عملية تشغيل محطة التناضح العكسي RO الاهتمام بالعديد من الأمور

1 ، من السهل أن يتسبب التحلل المائي لغشاء أسيتات السليلوز في تدهور أداء جهاز التناضح العكسي ، ولهذا السبب ، يجب التحكم بدقة في قيمة PH للمياه ، ويجب الحفاظ على قيمة PH لمياه التغذية عند 5-6 ، بينما يمكن أن يعمل الغشاء المركب تحت نطاق تغذية المياه PH3-PH11.

2 ، عندما تكون كمية هيبوكلوريت الصوديوم المحقون غير كافية ولا يمكن قياس الكلور الحر في مياه التغذية ، سيحدث الوحل على وحدة الغشاء لوحدة التناضح العكسي وسيزداد فرق الضغط لوحدة التناضح العكسي.

ولكن بالنسبة للأغشية المركبة والأغشية المصنوعة من مادة البولي أميد ، يجب التحكم بدقة في كمية الكلور الحر التي تدخل وحدة الغشاء ، وتجاوز القيمة المحددة سيؤدي إلى أكسدة الغشاء وتحلله.

3 ، إذا تجاوزت قيمة FI إمدادات المياه القياسية لمحطة التناضح العكسي كمياه تغذية ، فسيتم توصيل سطح وحدة الغشاء بالأوساخ ، لذلك يجب تنظيفها لإزالة الأوساخ.

4 ، سيؤدي التدفق المفرط لمياه التغذية إلى تدهور مكون الغشاء مقدمًا ، لذلك يجب ألا يتجاوز تدفق مياه التغذية القيمة القياسية للتصميم. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يتجنب معدل تدفق المياه المركزة أقل من القيمة القياسية للتصميم قدر الإمكان.

التشغيل بشرط أن يكون معدل تدفق المياه المركزة صغيرًا جدًا سيؤدي إلى تدفق غير متساوٍ في وعاء الضغط لجهاز التناضح العكسي ويترسب تلوثًا على وحدة الغشاء بسبب التركيز المفرط.

5 ، قد تتسبب مضخة الضغط العالي لمحطة التناضح العكسي في تعطل الوحدة حتى لو كان هناك انقطاع قصير جدًا في التشغيل.

6 ، يجب الحفاظ على ضغط مدخل التناضح العكسي بهامش مناسب ، وإلا سيتم تقليل معدل تحلية المياه بسبب عدم وجود ضغط مناسب.

7 ، يتم إيقاف محطة التناضح العكسي عندما يحل تطبيق مياه التغذية منخفضة الضغط محل الماء في وحدة التناضح العكسي. هذا لمنع هطول السيليكا أثناء الإغلاق (في الشتاء عندما تنخفض درجة حرارة الماء).

8 ، تحتاج إلى الانتباه إلى صحة ضغط مرشح الدقة. يعود سبب الارتفاع الحاد في فرق الضغط بشكل أساسي إلى تسرب تعكر المرشح الدقيق. على العكس من ذلك ، فإن سبب الانخفاض الحاد في فرق الضغط هو كسر عنصر المرشح الدقيق وفك برغي تثبيت عنصر المرشح الدقيق ، إلخ.

9 ، عندما يتجاوز فرق الضغط بين مدخل ومخرج محطة التناضح العكسي المعيار ، فهذا يعني أن سطح الغشاء قد تلوث أو أن تدفق مياه التغذية أعلى من قيمة التصميم. إذا تعذر حل مشكلة الضغط التفاضلي عن طريق تعديل التدفق ، فيجب تنظيف سطح الغشاء.

10 ، في الصيف ، عندما تكون درجة حرارة مياه التغذية عالية ، يكون تدفق المياه المنتجة أكثر من اللازم ، وفي بعض الأحيان يجب تقليل ضغط التشغيل ، مما يؤدي إلى انخفاض جودة المياه المنتجة. من أجل منع ذلك ، يمكن تقليل عدد مكونات الغشاء ، مع الحفاظ على ضغط التشغيل عند مستوى عالٍ.