Какие существуют методы предварительной обработки перед запуском установки обратного осмоса?

Давление пермеата установки обратного осмоса зависит от концентрации соли или органических веществ, содержащихся в воде, чем выше содержание соли, тем выше будет увеличиваться давление пермеата, уменьшаться чистое давление и снижаться производство воды.

Если давление питательной воды остается неизменным, солепроницаемость пропорциональна разнице концентрации солей между передней и задней сторонами мембраны обратного осмоса.

Чем выше солесодержание питательной воды, тем больше разность концентраций и выше солепроницаемость, что приводит к снижению скорости опреснения.

Для одной и той же системы содержание солей в питательной воде различно, а рабочее давление и проводимость воды в продукте также различаются, для каждого увеличения содержания солей в питательной воде на 100 частей на миллион давление питательной воды необходимо увеличить примерно на 0,007 МПа, в то время как проводимость воды продукта также соответственно увеличивается из-за увеличения концентрации.

Взвешенные вещества в воде - это материал, который остается на поверхности фильтрующего материала во время фильтрации воды, при этом компонент частиц является основным компонентом.

Высокое содержание взвешенных веществ вскоре приведет к серьезному засорению системы обратного осмоса и нанофильтрации, что повлияет на водоотдачу системы и качество подтоварной воды.

Все виды установок обратного осмоса имеют допустимый диапазон рН, а значение рН питательной воды практически не влияет на водопроизводство; но даже в допустимых пределах значение рН оказывает большое влияние на скорость обессоливания.

Значение рН оказывает прямое влияние на форму примесей в питательной воде, например, скорость удерживания диссоциирующих органических веществ уменьшается с уменьшением значения рН. Скорость восстановления оказывает большое влияние на падение давления в каждой секции.

При условии поддержания общего расхода питательной воды на определенном уровне скорость извлечения увеличивается, а общий перепад давлений уменьшается за счет уменьшения расхода концентрированной воды, протекающей через сторону высокого давления реверса. установка осмоса.

Скорость восстановления уменьшается, а общий перепад давления увеличивается, и фактическая работа показывает, что даже небольшое изменение скорости восстановления, например, 1%, вызовет изменение общего перепада давления примерно на 0,02 МПа.

Поскольку на растворенный в воде CO₂ влияет значение pH, он существует в форме газообразного CO₂ при низком значении pH и может легко проходить через мембрану обратного осмоса, поэтому скорость опреснения низкая при низком pH, а опреснение скорость повышается постепенно.

Когда pH увеличивается и газообразный CO₂ превращается в ионы CO3⁻ и CO3²⁻, скорость опреснения достигает наибольшего значения, когда pH составляет от 7,5 до 8,5.

Влияние степени извлечения на электропроводность воды продукта зависит от степени проникновения соли и количества воды продукта.

Каковы характеристики технологии предварительной очистки перед установкой обратного осмоса?

Для улучшения эксплуатационных характеристик системы обратного осмоса в питательную воду могут быть добавлены некоторые из следующих реагентов: кислоты, щелочи, биоциды, ингибиторы образования накипи и диспергаторы.

♦ Добавьте кислоту – предотвратить масштабирование

Соляную кислоту (HCl) и серную кислоту (H2SO4) можно добавлять в исходную воду для снижения pH. серная кислота дешевле, не дымит и не вызывает коррозии окружающих металлических компонентов, а мембрана имеет более высокую скорость удаления ионов сульфата, чем ионы хлорида, поэтому серная кислота используется чаще, чем соляная кислота.

Серная кислота промышленного качества без других добавок подходит для использования в обратном осмосе и доступна в двух концентрациях: 20% и 93%. Серная кислота 93% также известна как серная кислота 66 BoM. Следует соблюдать осторожность при разбавлении 93% серной кислоты, так как нагревание может повысить температуру раствора до 138°C при разбавлении до 66%.

Обязательно медленно добавляйте кислоту в воду при перемешивании, чтобы избежать локального кипения водного раствора. Соляная кислота используется в первую очередь, когда вероятно образование накипи сульфата кальция или сульфата стронция.

Использование серной кислоты повышает концентрацию сульфат-ионов в питательной воде обратного осмоса, что напрямую приводит к повышенной склонности к образованию сульфатно-кальциевых отложений. Техническую соляную кислоту (без добавок) очень легко приобрести, а техническая соляная кислота обычно содержит 30-37%.

Основная цель снижения pH заключается в уменьшении склонности к образованию отложений карбоната кальция в концентрированной воде обратного осмоса, то есть в снижении индекса Лэнгли (LSI), который представляет собой насыщение карбонатом кальция в солоноватой воде с низкой соленостью и указывает на возможность образования карбоната кальция. образование накипи или коррозии.

В химическом составе воды с обратным осмосом LSI является важным индикатором, позволяющим определить, произойдет ли образование накипи карбоната кальция. Когда LSI отрицательный, вода будет разъедать металлические трубы, но не будет образовываться накипь карбоната кальция. Если LSI положительный, вода не является коррозионно-активной, но образуется накипь из карбоната кальция.

LSI представляет собой pH насыщения карбонатом кальция минус фактический pH воды. растворимость карбоната кальция уменьшается с повышением температуры (так образуется накипь в котлах) и уменьшается с увеличением рН, концентрации ионов кальция, т.е. щелочности.

Значение LSI можно отрегулировать путем введения кислоты (обычно серной или соляной кислоты) в питательную воду обратного осмоса, т.е. путем снижения pH. Рекомендуемое значение LSI для концентрированной воды обратного осмоса составляет 0,2 (что указывает на концентрацию на 0,2 единицы pH ниже концентрации насыщения карбонатом кальция).

Полимерные ингибиторы образования накипи также можно использовать для предотвращения осаждения карбоната кальция, и некоторые поставщики ингибиторов образования накипи заявляют, что их продукты могут достигать LSI до +2,5 (более консервативная конструкция - LSI +1,8) в концентрированной воде обратного осмоса.

♦ Добавление щелочи – увеличить скорость удаления

Добавление щелочи меньше используется в первичном обратном осмосе. Единственным обычно используемым щелочным реагентом является гидроксид натрия (NaOH), который легко купить и растворить в воде. Обычно для этой цели достаточно гидроксида натрия промышленного качества без каких-либо других добавок.

Коммерческий гидроксид натрия доступен в виде 100% хлопьев соды, а также 20% и 50% жидкой соды. Необходимо соблюдать осторожность при добавлении щелочи для повышения pH. Повышение pH увеличивает LSI, снижает содержание карбоната кальция и растворимость железа и марганца.

Наиболее распространенным применением добавления щелочи является вторичная установка обратного осмоса. В двухступенчатой ​​установке обратного осмоса первичная вода, полученная в результате обратного осмоса, подается на вторичную систему обратного осмоса в качестве сырой воды.

Вторичный RO “полирует” первичная вода, полученная методом обратного осмоса, и вторичная вода, полученная методом обратного осмоса, могут достигать 4 МОм. Есть четыре причины для добавления щелочи в питательную воду вторичного обратного осмоса.

① При pH выше 8,2 весь углекислый газ превращается в ионы карбоната, которые можно удалить с помощью обратного осмоса. И сам по себе диоксид углерода представляет собой газ, который свободно попадает в воду, полученную методом обратного осмоса, вместе с пермеатом, вызывая чрезмерную нагрузку на последующую обработку ионообменного слоя.

② Некоторые компоненты TOC легче удаляются при высоком pH.

③ Растворимость и скорость удаления кремнезема выше при высоком pH (особенно выше 9).

④ Удаление бора также выше при высоком pH (особенно выше 9).

Существует особый случай добавления щелочи, часто называемый процессом HERO (высокоэффективная система обратного осмоса), который регулирует pH исходной воды до 9 или 10.

Первичный обратный осмос используется для очистки солоноватой воды, которая может иметь проблемы с загрязнением (например, жесткость, щелочность, железо, марганец и т. д.) при высоком pH. Предварительная обработка обычно использует слабокислотную систему катионной смолы и установку дегазации для удаления этих загрязняющих веществ.

♦ Дехлорирующий агент – Удаление остаточного хлора

Содержание свободного хлора в питательной воде RO и NF должно быть снижено до менее 0,05 частей на миллион, чтобы соответствовать требованиям мембран из полиамидного композита. Существует два метода предварительной обработки для удаления хлора: адсорбция гранулированным активированным углем и использование восстановителей, таких как сульфит натрия.

Фильтры с активированным углем обычно используются в небольших системах (50-100 галлонов в минуту), где инвестиционные затраты более разумны. Рекомендуется использовать промытый кислотой и обработанный высококачественный активированный уголь для удаления жесткости и ионов металлов, а содержание мелких частиц должно быть очень низким, иначе это вызовет загрязнение мембраны.

Вновь установленный угольный фильтрующий материал должен быть полностью пропитан водой до полного удаления угольного порошка, что обычно занимает несколько часов или даже дней. Мы не можем полагаться на защитный фильтр 5 мкм для защиты мембраны обратного осмоса от загрязнения угольной пылью.

Преимущество угольных фильтров заключается в том, что они удаляют органические вещества, которые могут вызвать загрязнение мембраны, и более надежны для очистки всех поступающих вод, чем добавление химикатов.

Однако недостатком является то, что уголь может стать кормом для микроорганизмов, размножающих бактерии в угольном фильтре, в результате чего он вызывает биологическое загрязнение обратноосмотической мембраны.

Бисульфит натрия (SBS) является типичным восстановителем, выбираемым для крупных установок обратного осмоса. Твердый метабисульфит натрия растворяют в воде с получением раствора с чистотой товарного метабисульфита натрия 97,5-99% и сроком хранения в сухом состоянии 6 месяцев.

Раствор СБС нестабилен на воздухе и реагирует с кислородом, поэтому рекомендуемый срок применения 2% раствора 3-7 дней и менее 10% раствора 7-14 дней. Теоретически 1,47 промилле SBS (или 0,70 промилле бисульфита натрия) могут уменьшить содержание хлора на 1,0 промилле.

Проект учитывает запас прочности промышленной системы солоноватой воды и устанавливает добавление СБС в количестве 1,8-3,0 ppm на 1,0 ppm хлора. порт ввода SBS должен располагаться выше по потоку от мембранного элемента, а расстояние установки должно быть таким, чтобы время реакции перед входом в мембранный элемент составляло 29 секунд. Рекомендуется использовать надлежащее встроенное перемешивающее устройство (статическую мешалку).

♦ Мультимедийный фильтр

Распространенным методом удаления взвешенных веществ из воды является многослойная фильтрация. Мультимедийные фильтры состоят из слоев антрацита, кварцевого песка, мелкоизмельченного граната или других материалов в качестве подложки.

Верхний слой кровати состоит из легких и грубых материалов, а самые тяжелые и самые мелкие материалы располагаются в нижней части кровати.

Принцип глубинной фильтрации. – более крупные частицы в воде удаляются в верхнем слое, а более мелкие удаляются в более глубокой части фильтрующего материала.

Процесс эксплуатации установки обратного осмоса обратного осмоса требует внимания к нескольким вопросам.

1. Гидролиз мембраны из ацетата целлюлозы может привести к ухудшению работы устройства обратного осмоса, по этой причине необходимо строго контролировать значение pH воды, значение pH питательной воды должно поддерживаться на уровне 5-6, в то время как композитная мембрана может работать в диапазоне питательной воды PH3-PH11.

2. Когда количество впрыснутого гипохлорита натрия недостаточно и свободный хлор в питательной воде не может быть измерен, на мембранном модуле обратного осмоса образуется шлам, и перепад давления в обратном осмосе увеличивается.

А вот для композитных мембран и полиамидных мембран количество свободного хлора, поступающего в мембранный модуль, необходимо строго контролировать, превышение указанного значения приведет к окислению и разложению мембраны.

3. Если значение FI превышает стандартную подачу воды в установку обратного осмоса в качестве питательной воды, поверхность мембранного модуля будет прикреплена к грязи, поэтому ее необходимо очистить, чтобы удалить грязь.

4. Чрезмерный поток питательной воды приведет к преждевременному износу мембранного компонента, поэтому поток питательной воды не должен превышать расчетного стандартного значения. Кроме того, скорость потока концентрированной воды должна, насколько это возможно, не быть ниже расчетного стандартного значения.

Работа в условиях, когда скорость потока концентрированной воды слишком мала, вызовет неравномерный поток в сосуде высокого давления устройства обратного осмоса и осадок, загрязняющий мембранный модуль из-за чрезмерной концентрации.

5. Насос высокого давления установки обратного осмоса может привести к неисправности устройства даже в случае очень короткого перерыва в работе.

6. Давление на входе обратного осмоса должно поддерживаться с надлежащим запасом, в противном случае скорость опреснения будет снижена из-за отсутствия надлежащего уплотнения.

7. Установка обратного осмоса останавливается, когда подача питательной воды низкого давления заменяет воду в установке обратного осмоса. Это делается для предотвращения выпадения кремнезема во время отключения (зимой, когда температура воды падает).

8. Необходимо обратить внимание на допустимость давления прецизионного фильтра. Причиной резкого роста перепада давления в основном является просачивание мутности прецизионного фильтра. Наоборот, причиной резкого снижения перепада давления является поломка прецизионного фильтрующего элемента и ослабление винта крепления прецизионного фильтрующего элемента и т. д.

9. Когда перепад давления между входом и выходом установки обратного осмоса превышает норму, это означает, что поверхность мембраны загрязнена или расход питательной воды превышает расчетное значение. Если проблема перепада давления не может быть решена путем регулировки расхода, необходимо очистить поверхность мембраны.

10. Летом, когда температура питательной воды высокая, расход подтоварной воды слишком велик, и иногда приходится снижать рабочее давление, что приводит к снижению качества подтоварной воды. Чтобы предотвратить это, количество мембранных компонентов может быть уменьшено, при этом рабочее давление поддерживается на высоком уровне.