Como funciona o sistema RO e a contaminação da membrana RO?

25 de julho de 2022     Postado por :

A Osmose Reversa, também conhecida como RO (Osmose Reversa), é uma tecnologia de separação de membrana de economia de energia muito avançada e eficaz que usa a diferença de pressão entre os dois lados da membrana como força motriz para alcançar a separação e filtração da membrana.

Fundamentos e vantagens do RO

Uma membrana de osmose reversa é o componente principal para realizar a tecnologia de osmose reversa, que é uma membrana semipermeável artificial com certas características, feita de material polimérico, simulando material de membrana semipermeável biológico.

A osmose reversa, também conhecida como osmose reversa, é uma operação de separação por membrana que separa um solvente de uma solução aquosa usando a diferença de pressão como força motriz e é o processo de obtenção de filtragem de impurezas na água. É chamado de osmose reversa porque está na direção oposta à osmose natural.

O princípio técnico é aplicar pressão em um lado da membrana sob pressão osmótica maior que a da solução, e quando a pressão excede sua pressão osmótica, o solvente permeia na direção oposta, deixando essas substâncias e a água. O solvente obtido no lado de baixa pressão da membrana é chamado de permeado; a solução concentrada obtida no lado de alta pressão é chamada de concentrado.

Se a água do mar for tratada por osmose reversa, obtém-se água doce no lado de baixa pressão da membrana e salmoura no lado de alta pressão. Então você pode fazer pressão de osmose reversa para atingir o objetivo de separação, extração, purificação e concentração.

A osmose reversa é uma tecnologia de tratamento de água usando separação por membrana, que é um método físico de filtração de fluxo cruzado. Suas vantagens são as seguintes.

Reduza os custos operacionais à temperatura ambiente, contando com a pressão da água como força motriz.

Nenhuma grande quantidade de descarga de ácido e álcali residual, não poluindo o meio ambiente.

Sistema simples, fácil operação e alto grau de automação.

Uma ampla gama de adaptações para a qualidade da água bruta e qualidade estável da água do efluente.

O tamanho reduzido do equipamento e a pequena carga de trabalho de manutenção.

RO processo básico de tratamento de água

Primeiro, um processo de tratamento de estágio um

Depois que o líquido entra no módulo de membrana, a água pura e o líquido de concentração são conduzidos para fora. Comparado com outros processos de tratamento de água por osmose reversa, o processo geral é uma operação mais conveniente e simples, mas tem altas limitações e não pode atender aos requisitos de qualidade de água mais altos.

O segundo é um processo de tratamento em várias etapas

Com base no processo de tratamento de uma etapa, o líquido é concentrado em várias etapas. Comparado com o processo de tratamento de um estágio, o processo é mais complexo e pode atender aos requisitos de qualidade da água mais altos e realizar a reciclagem dos recursos hídricos.

Em terceiro lugar, é o processo de tratamento de um estágio de dois estágios

No caso de usar um método de um estágio é difícil atingir os requisitos reais de qualidade da água, você pode usar o processo de tratamento de um estágio de dois estágios. Em comparação com os dois processos primários acima, o uso de dois processos de tratamento de um estágio pode estender a vida útil da membrana de osmose reversa e não requer muita mão de obra para operar, e os custos de tratamento correspondentes foram reduzidos.

Aplicação de RO no tratamento de água:

Tratamento profundo de águas residuais municipais

No tratamento profundo da poluição da água urbana, a tecnologia de osmose reversa pode levar a uma maior taxa de recuperação de águas residuais e é mais amplamente utilizada.

Diferentes materiais de membrana de osmose reversa produzem diferentes efeitos de tratamento profundo de poluição da água. De um modo geral, no tratamento profundo da poluição da água urbana, após o tratamento dos padrões de esgoto residencial urbano, os requisitos para a qualidade da água tratada são maiores (por exemplo, reutilização da água), neste momento, membrana de fibra oca de triacetato de celulose, álcool polivinílico em espiral membrana composta pode desempenhar um efeito melhor.

Em comparação com outras membranas RO, ambas têm uma taxa de retenção de 100% de bactérias coliformes fecais, não mais que 1 grau de cromaticidade e 1mg/L~2mg/L de permeado. Ao mesmo tempo, esses dois materiais de membrana de osmose reversa têm maior fluxo de água e maior capacidade antipoluição.

Tratamento de águas residuais industriais

1) Tratamento de íons de metais pesados

A aplicação da tecnologia de tratamento de água por osmose reversa ao tratamento de efluentes industriais também é muito eficaz, de acordo com o princípio geral de design de economia e racionalidade industrial, o que pode reduzir o consumo de energia e os custos operacionais, bem como as dificuldades de gerenciamento operacional.

As unidades de osmose reversa para tratamento de águas residuais industriais são geralmente tubulares de pressão interna ou componentes helicoidais com uma pressão estável de cerca de 218 MPa, o que é excelente para a recuperação de íons de metais pesados. Entre eles, a pressão operacional da planta de osmose reversa baseada em componentes tubulares de pressão interna é estável em 217 MPa, onde a taxa de recuperação de níquel está acima de 99% e a taxa de separação de níquel está na faixa de 97,12% a 97,17%.

2）Tratamento de águas residuais oleosas

De um modo geral, o óleo em águas residuais oleosas existe em três formas principais, incluindo óleo emulsificado, óleo disperso e óleo flutuante. Em comparação, os métodos de tratamento de óleo disperso e óleo flutuante são relativamente simples, contando com separação mecânica, precipitação e tratamento de adsorção de carvão ativado, o que pode levar a uma redução significativa do teor de óleo correspondente.

No entanto, o óleo emulsionado, contém substâncias orgânicas, pode desempenhar o papel de surfactantes, e o óleo geralmente existe em partículas do tamanho de mícrons, por isso tem uma estabilidade muito alta, é difícil obter a separação água-óleo de forma eficaz e rápida.

Com o suporte da tecnologia de tratamento de água por osmose reversa, é possível obter concentração e separação sem destruir a emulsão, seguida de incineração da concentração, reciclagem ou descarga do permeado.

Atualmente, no tratamento de águas residuais oleosas, a tecnologia de tratamento de água por osmose reversa é comumente usada em combinação com outros métodos de tratamento para considerar o efeito final do tratamento e a qualidade do efluente.

Por exemplo, DEMUL-B1, um quebrador de emulsão autoformulado, foi usado para quebrar a alta concentração de água residual de óleo de fiação O/W e, em seguida, a membrana de osmose reversa OSMONICS SE foi usada para tratar ainda mais a amostra de água quebrada. Os resultados mostraram que a taxa de remoção de DQO da água purificada pelo “quebra de emulsão osmose reversa” tratamento atingiu 99,96%, e o teor de óleo era quase indetectável.

Dessalinização de água salobra

No processo de dessalinização de água salobra, a introdução da tecnologia de tratamento de água por osmose reversa pode efetivamente inibir íons de sal inorgânico, como íons de magnésio e íons de cálcio contidos na água salobra, e realizar o aprimoramento da qualidade da água pura.

Nesta fase, os requisitos das pessoas para a qualidade da água pura, o método de tratamento original (adicionando inibidor de escala em água salobra) é difícil de atender aos requisitos realistas das pessoas e a introdução da tecnologia de tratamento de água por osmose reversa para a escolha inevitável.

Na operação de dessalinização de água salobra usando uma planta de osmose reversa, é necessário testar regularmente o índice SDI, controlar rigorosamente a taxa de recuperação, prestar atenção à diferença de pressão entre os módulos de membrana e medir as mudanças na produção de água e na taxa de dessalinização em tempo real. Na prática, a taxa de dessalinização da planta de osmose reversa é superior a 96%, e a qualidade da água dessalinizada atende aos padrões de água potável doméstica da China.

Como lidar com a contaminação da membrana RO

A contaminação da membrana refere-se às alterações irreversíveis causadas pela adsorção e deposição de partículas, partículas coloidais ou macromoléculas de soluto no líquido em contato com a membrana devido à interação física ou química com a membrana ou à concentração de certos solutos na superfície da membrana superior a sua solubilidade e efeitos mecânicos na superfície da membrana ou nos poros da membrana, resultando na redução do tamanho ou bloqueio dos poros da membrana, resultando em uma diminuição significativa no fluxo da membrana e nas características de separação.

Contaminação microbiana

1) Causas de formação

A contaminação microbiana refere-se ao acúmulo de microrganismos na interface membrana-água, afetando assim o desempenho do sistema.

Esses microorganismos usam a membrana de osmose reversa como carreador para se reproduzir e crescer com os sais nutrientes na seção de água concentrada da osmose reversa, formando uma camada de biofilme na superfície da membrana de osmose reversa, resultando em um rápido aumento na diferença de pressão entre a água de entrada e saída do sistema de osmose reversa, uma rápida diminuição na produção de água e taxa de dessalinização e contaminação da água do produto.

Os biofilmes microbianos podem degradar os polímeros da membrana ou outros componentes da unidade de osmose reversa diretamente (através da ação enzimática) ou indiretamente (através do pH local ou da ação do potencial de redução), resultando em redução da vida útil da membrana e danos à integridade estrutural da membrana e até mesmo falha grave do sistema.

2) Métodos de controle

A poluição biológica pode ser controlada pela desinfecção contínua ou intermitente da água de entrada. A água bruta da superfície e do subsolo raso deve ser configurada com dispositivo de dosagem de esterilização, biocidas do tipo cloro, a quantidade de dosagem geralmente para o teor de cloro residual da água influente > 1 mg / L deve prevalecer.

contaminação química

1) Causas de formação

A poluição química comum é a deposição de incrustação de carbonato dentro do elemento de membrana, na maioria dos casos, é operação incorreta, sistema de dosagem do inibidor de incrustação imperfeito, interrupção da dosagem do inibidor de incrustação no processo de operação, etc.

Se não for encontrado a tempo, a pressão de operação será aumentada, a diferença de pressão será aumentada e a taxa de produção de água diminuirá em alguns dias, se o inibidor de incrustação selecionado não corresponder à qualidade da água ou à quantidade de dosagem não bastasse, também ocorrerá o fenômeno de incrustação dentro do elemento de membrana, a incrustação mais leve dentro do elemento de membrana pode ser restaurada por meio de limpeza química, mas em casos graves, também causará a sucata de alguns elementos de membrana com poluição grave.

2）Método de controle

Para evitar a incrustação no elemento de membrana, em primeiro lugar, selecione o inibidor de incrustação de osmose reversa adequado para a qualidade da água do sistema e determine a melhor quantidade de dosagem.

Em segundo lugar, fortaleça o monitoramento do sistema de dosagem, preste muita atenção às mudanças sutis nos parâmetros operacionais e encontre as causas das anormalidades a tempo.

Além disso, a maioria das razões para o alto teor de Fe3+ na água são trazidas pelo sistema de tubulação, portanto, a tubulação do sistema, incluindo a tubulação da fonte de água, adota tubulação de plástico revestida de aço tanto quanto possível para reduzir o teor de Fe3+.

Material particulado em suspensão e poluição coloidal

1) Causas da formação

Partículas em suspensão e colóides são as principais substâncias que incrustam a membrana de osmose reversa e são a principal causa de SDI (índice de densidade de lodo) que excede o padrão no efluente.

A composição de partículas suspensas e colóides também varia muito devido a diferentes fontes de água e regiões. Normalmente, os principais componentes de águas superficiais não contaminadas e águas subterrâneas rasas são bactérias, argila, sílica coloidal, óxidos de ferro, produtos de ácidos húmicos e coagulantes floculantes artificialmente introduzidos em excesso (como sais de ferro, sais de alumínio, etc.) no sistema de pré-tratamento. .

Além disso, a formação de precipitação pela combinação de polímeros carregados positivamente na água bruta e inibidores de incrustações carregados negativamente no sistema de osmose reversa também é uma das causas dessa poluição.

2）Método de controle

Quando o conteúdo de matéria suspensa na água bruta é >70mg/L, o método de pré-tratamento de coagulação, clarificação e filtração são geralmente usados; quando o conteúdo de matéria suspensa na água bruta é <70mg/L, o método de pré-tratamento de coagulação e filtração é geralmente usado; quando o conteúdo de matéria suspensa na água bruta é <10mg/L, o método de pré-tratamento de filtração direta é geralmente usado.

Além disso, a microfiltração ou ultrafiltração é uma forma eficaz de tratamento de membrana de turbidez e matéria orgânica não dissolvida, que pode remover toda a matéria suspensa, bactérias, a maioria dos colóides e matéria orgânica não dissolvida, e é um processo de pré-tratamento mais ideal para sistema de osmose reversa.

Precauções para aplicação de RO

Na tecnologia de osmose reversa no processo de aplicações de tratamento de água, deve ser realizada a filtragem necessária do esgoto. A filtração é a base para a tecnologia RO funcionar, e o processo de filtração deve ser rigorosamente controlado para evitar a entrada de impurezas no sistema RO misturadas com água para proteger a membrana permeada e o equipamento, melhorar a saída de água e reduzir a possibilidade de corrosão.

O dispositivo de osmose reversa deve ser lavado regularmente, especialmente para limpeza de incrustações, para manter o bom desempenho da membrana semipermeável e prolongar a vida útil do dispositivo.

Quando não está em uso, a unidade de osmose reversa é afetada pelo acúmulo de esgoto, que pode gerar microorganismos. Portanto, ele precisa ser lavado e desinfetado durante o tempo de inatividade da unidade, e a temperatura durante o tempo de inatividade deve ser bem ajustada para proteger a membrana de osmose reversa.

Os operadores devem cumprir rigorosamente os procedimentos operacionais e as especificações operacionais, melhorar continuamente sua qualidade profissional e verificar cuidadosamente o dispositivo antes do uso para evitar danos ao dispositivo devido a erros do operador, a fim de garantir que o dispositivo possa operar normalmente e realizar águas residuais tratamento funcionar sem problemas.