Как работает система обратного осмоса и как насчет загрязнения мембраны обратного осмоса?

25 июля 2022 г.     Сообщение от :

Обратный осмос, также известный как RO (обратный осмос), представляет собой передовую и эффективную энергосберегающую технологию мембранного разделения, которая использует разницу давлений между двумя сторонами мембраны в качестве движущей силы для достижения мембранного разделения и фильтрации.

Основы и преимущества обратного осмоса

Мембрана обратного осмоса является основным компонентом для реализации технологии обратного осмоса, которая представляет собой искусственную полупроницаемую мембрану с определенными характеристиками, изготовленную из полимерного материала, имитирующего биологический полупроницаемый мембранный материал.

Обратный осмос, также известный как обратный осмос, представляет собой операцию мембранного разделения, при которой растворитель отделяется от водного раствора с использованием разницы давлений в качестве движущей силы, и представляет собой процесс достижения фильтрации воды от примесей. Он называется обратным осмосом, потому что его направление противоположно естественному осмосу.

Технический принцип заключается в приложении давления к одной стороне мембраны под более высоким осмотическим давлением, чем у раствора, и когда давление превышает его осмотическое давление, растворитель проникает в противоположном направлении, оставляя эти вещества и воду. Растворитель, полученный на стороне низкого давления мембраны, называется пермеатом; концентрированный раствор, полученный на стороне высокого давления, называется концентратом.

Если морская вода обрабатывается обратным осмосом, пресная вода получается на стороне низкого давления мембраны, а рассол – на стороне высокого давления. Затем вы можете сделать давление обратного осмоса для достижения цели разделения, экстракции, очистки и концентрации.

Обратный осмос — это технология очистки воды с использованием мембранного разделения, которое представляет собой физический метод перекрестноточной фильтрации. Его преимущества заключаются в следующем.

Снижение эксплуатационных расходов при комнатной температуре благодаря давлению воды в качестве движущей силы.

Нет большого количества сточных кислот и щелочей, не загрязняющих окружающую среду.

Простая система, простота в эксплуатации и высокая степень автоматизации.

Широкий диапазон приспособлений к качеству сырой воды и стабильному качеству сточных вод.

Небольшие габариты оборудования и небольшие объемы работ по техническому обслуживанию.

Основной процесс очистки воды обратного осмоса

Во-первых, первый этап лечения

После того, как жидкость поступает в мембранный модуль, чистая вода и концентрированная жидкость выводятся наружу. По сравнению с другими процессами очистки воды обратным осмосом, общий процесс является более удобным и простым, но имеет большие ограничения и не может соответствовать более высоким требованиям к качеству воды.

Второй – многоэтапный процесс лечения.

На основе одностадийного процесса очистки жидкость концентрируется в несколько этапов. По сравнению с одноступенчатой ​​очисткой этот процесс является более сложным и может соответствовать более высоким требованиям к качеству воды и осуществлять рециркуляцию водных ресурсов.

В-третьих, это двухэтапный одноэтапный процесс лечения.

В случае, если при использовании одноступенчатого метода трудно добиться реальных требований к качеству воды, можно использовать двухстадийный одностадийный процесс очистки. По сравнению с двумя вышеупомянутыми первичными процессами, использование двух одноступенчатых процессов очистки может продлить срок службы мембраны обратного осмоса и не требует слишком много рабочей силы для работы, а соответствующие затраты на обработку были снижены.

Применение обратного осмоса в очистке воды:

Глубокая очистка городских сточных вод

При глубокой очистке городских вод технология обратного осмоса может привести к более высокой степени извлечения сточных вод и находит более широкое применение.

Различные материалы мембраны обратного осмоса производят различные эффекты глубокой очистки воды от загрязнения. Вообще говоря, при глубокой очистке городских вод от загрязнения после очистки городских бытовых сточных вод требования к качеству очищенной воды выше (например, повторное использование воды), в настоящее время мембрана из полого волокна из триацетата целлюлозы, поливиниловый спирт со спиральной катушкой. композитная мембрана может играть лучший эффект.

По сравнению с другими мембранами обратного осмоса, обе они имеют 100% степень удержания фекальных колиформных бактерий, не более 1 степени цветности и 1 мг/л ~ 2 мг/л пермеата. В то же время эти два материала обратноосмотической мембраны имеют более высокий поток воды и более сильную защиту от загрязнения.

Очистка промышленных сточных вод

1) Обработка ионами тяжелых металлов

Применение технологии очистки воды обратным осмосом для очистки промышленных сточных вод также очень эффективно, в соответствии с общим принципом промышленной экономии и рациональности, что может снизить потребление энергии и эксплуатационные расходы, а также трудности оперативного управления.

Установки обратного осмоса для очистки промышленных сточных вод, как правило, представляют собой трубчатые или змеевиковые компоненты внутреннего давления со стабильным давлением около 218 МПа, что отлично подходит для извлечения ионов тяжелых металлов. Среди них рабочее давление установки обратного осмоса на основе трубчатых компонентов внутреннего давления стабильно на уровне 217 МПа, при этом степень извлечения никеля превышает 99%, а степень выделения никеля находится в диапазоне от 97,12% до 97,17%.

2）Очистка нефтесодержащих сточных вод

Вообще говоря, масло в нефтесодержащих сточных водах существует в трех основных формах, включая эмульгированное масло, диспергированное масло и плавающее масло. Для сравнения, методы обработки диспергированной нефти и флотирующей нефти относительно просты и основаны на механическом разделении, осаждении и адсорбционной обработке активированным углем, что может привести к значительному снижению соответствующего содержания нефти.

Однако эмульгированное масло, оно содержит органические вещества, может играть роль поверхностно-активных веществ, а масло вообще существует в виде частиц микронного размера, поэтому оно обладает очень высокой стабильностью, трудно эффективно и быстро добиться разделения вода-нефть.

При поддержке обратноосмотической технологии очистки воды можно добиться концентрирования и разделения без разрушения эмульсии с последующим сжиганием концентрированного, рециркуляцией или сбросом пермеата.

В настоящее время при очистке нефтесодержащих сточных вод технология обратного осмоса обычно используется в сочетании с другими методами очистки для учета конечного эффекта очистки и качества сточных вод.

Например, DEMUL-B1, деэмульгатор собственной разработки, использовался для разрушения сточных вод прядильного производства с высокой концентрацией масло/вода, а затем для дальнейшей обработки пробы разбитой воды использовалась мембрана обратного осмоса OSMONICS SE. Результаты показали, что скорость удаления ХПК из воды, очищенной “деэмульгатор обратный осмос” степень очистки достигала 99,96%, а содержание масла практически не определялось.

Опреснение солоноватой воды

В процессе опреснения солоноватой воды внедрение технологии обработки воды обратным осмосом может эффективно ингибировать ионы неорганических солей, таких как ионы магния и ионы кальция, содержащиеся в солоноватой воде, и повысить качество чистой воды.

На данном этапе требования людей к качеству чистой воды, оригинальный метод очистки (добавление ингибитора образования накипи в солоноватой воде) трудно удовлетворить реалистичные требования людей и внедрение технологии очистки воды обратным осмосом для неизбежного выбора.

При работе по опреснению солоноватой воды с помощью установки обратного осмоса необходимо регулярно проверять показатель SDI, строго контролировать степень извлечения, обращать внимание на перепад давления между мембранными модулями, измерять изменения производительности воды и скорости опреснения в в режиме реального времени. На практике уровень опреснения установки обратного осмоса составляет более 96%, а качество опресненной воды соответствует стандартам питьевой воды Китая.

Как бороться с загрязнением мембран обратного осмоса

Под загрязнением мембран понимаются необратимые изменения, вызванные адсорбцией и отложением частиц, коллоидных частиц или макромолекул растворенных веществ в жидкости, контактирующей с мембраной, вследствие физического или химического взаимодействия с мембраной или концентрацией некоторых растворенных веществ на поверхности мембраны, превышающей их растворимость и механическое воздействие на поверхность мембраны или поры мембраны, что приводит к уменьшению размера пор мембраны или их закупорке, что приводит к значительному снижению потока через мембрану и характеристик разделения.

Микробное загрязнение

1) Причины образования

Микробное загрязнение относится к скоплению микроорганизмов на границе мембрана-вода, что влияет на производительность системы.

Эти микроорганизмы используют мембрану обратного осмоса в качестве носителя для размножения и роста вместе с питательными солями в секции концентрированной воды обратного осмоса, образуя слой биопленки на поверхности мембраны обратного осмоса, что приводит к быстрому увеличению разницы давлений между вода на входе и выходе системы обратного осмоса, быстрое снижение производительности и скорости опреснения воды, загрязнение продукционной воды.

Микробные биопленки могут разлагать мембранные полимеры или другие компоненты установки обратного осмоса прямо (через действие ферментов) или косвенно (посредством локального действия pH или восстановительного потенциала), что приводит к сокращению срока службы мембраны, повреждению структурной целостности мембраны и даже к серьезному отказу системы.

2) Методы управления

Биологическое загрязнение можно контролировать путем непрерывной или периодической дезинфекции поступающей воды. Сырая вода с поверхности и неглубоко под землей должна быть настроена дозирующим устройством для стерилизации, биоцидами хлорного типа, количество дозирования обычно зависит от остаточного содержания хлора в поступающей воде. > 1 мг/л имеет преимущественную силу.

Химическое загрязнение

1) Причины образования

Распространенным химическим загрязнением является отложение карбонатной накипи внутри мембранного элемента, в большинстве случаев это неправильная эксплуатация, несовершенство системы дозирования ингибитора образования накипи, нарушение дозирования ингибитора образования накипи в процессе эксплуатации и т.д.

Если он не будет найден вовремя, рабочее давление будет увеличено, перепад давления будет увеличен, а производительность воды будет уменьшена в течение нескольких дней, если выбранный ингибитор образования накипи не соответствует качеству воды или количеству дозирования. недостаточно, также будет происходить явление образования накипи внутри мембранного элемента, более легкое образование накипи внутри мембранного элемента можно восстановить с помощью химической очистки, но в серьезных случаях это также приведет к слому некоторых мембранных элементов с серьезным загрязнением.

2) метод управления

Чтобы предотвратить образование накипи в мембранном элементе, во-первых, выберите ингибитор образования накипи обратного осмоса, подходящий для качества воды в системе, и определите наилучшую дозировку.

Во-вторых, усилить мониторинг системы дозирования, внимательно следить за малейшими изменениями рабочих параметров и вовремя находить причины отклонений.

Кроме того, большинство причин высокого содержания Fe3+ в воде связано с системой трубопроводов, поэтому в трубопроводах системы, включая трубопроводы источника воды, используются пластиковые трубы со стальной футеровкой, насколько это возможно, для снижения содержания Fe3+.

Взвешенные частицы и коллоидное загрязнение

1) Причины образования

Взвешенные частицы и коллоиды являются основными веществами, загрязняющими мембрану обратного осмоса, и являются основной причиной превышения норматива SDI (показатель плотности ила) в сточных водах.

Состав взвешенных частиц и коллоидов также сильно различается в зависимости от источников воды и регионов. Обычно основными компонентами незагрязненных поверхностных вод и неглубоких подземных вод являются бактерии, глина, коллоидный кремнезем, оксиды железа, продукты гуминовой кислоты, а также искусственно избыточно вводимые флокулянты-коагулянты (например, соли железа, соли алюминия и др.) в системе предварительной очистки. .

Кроме того, образование осадков при сочетании положительно заряженных полимеров в сырой воде и отрицательно заряженных ингибиторов образования накипи в системе обратного осмоса также является одной из причин такого загрязнения.

2) метод управления

При содержании взвешенных веществ в исходной воде >70 мг/л, обычно используется метод предварительной обработки: коагуляция, осветление и фильтрация; при содержании взвешенных веществ в сырой воде <70 мг/л, обычно используется метод предварительной обработки коагуляцией и фильтрацией; при содержании взвешенных веществ в сырой воде <10 мг/л, обычно используется метод предварительной очистки прямой фильтрации.

Кроме того, микрофильтрация или ультрафильтрация — это недавно появившийся эффективный способ мембранной очистки от мути и нерастворенных органических веществ, который может удалить все взвешенные вещества, бактерии, большинство коллоидов и нерастворенных органических веществ и является более идеальным процессом предварительной обработки. для системы обратного осмоса.

Меры предосторожности при применении обратного осмоса

В технологии обратного осмоса в процессе применения водоподготовки должна осуществляться необходимая фильтрация сточных вод. Фильтрация является основой для функционирования технологии обратного осмоса, и процесс фильтрации должен строго контролироваться, чтобы избежать попадания примесей в систему обратного осмоса, смешанных с водой, для защиты пермеатной мембраны и оборудования, улучшения выхода воды и снижения возможности коррозии.

Устройство обратного осмоса следует регулярно промывать, особенно для очистки от накипи, чтобы поддерживать хорошие характеристики полупроницаемой мембраны и продлить срок службы устройства.

Когда установка обратного осмоса не используется, в ней накапливаются сточные воды, в которых могут размножаться микроорганизмы. Поэтому его необходимо промывать и дезинфицировать во время простоя агрегата, а температуру во время простоя следует хорошо выставлять для защиты мембраны обратного осмоса.

Операторы должны строго соблюдать рабочие процедуры и эксплуатационные спецификации, постоянно повышать свое профессиональное качество и тщательно проверять устройство перед использованием, чтобы избежать повреждения устройства из-за ошибок оператора, чтобы гарантировать, что устройство может нормально работать и отводить сточные воды. лечение работает без сбоев.