Technologia odwróconej osmozy wykorzystuje głównie różnicę ciśnień po obu stronach membrany jako moc do realizacji separacji i filtracji membrany. Jest to bardzo zaawansowana i skuteczna energooszczędna technologia separacji membranowej.
Podstawy i zalety RO
Membrana odwróconej osmozy jest podstawowym elementem technologii odwróconej osmozy. Jest to sztuczna półprzepuszczalna membrana o określonych właściwościach. Wykonany jest z materiałów polimerowych i symuluje biologiczne półprzepuszczalne materiały membranowe.
System odwróconej osmozy, znany również jako odwrócona osmoza, to operacja separacji membranowej, która wykorzystuje różnicę ciśnień jako siłę napędową do oddzielania rozpuszczalników od roztworów wodnych i jest procesem filtrowania zanieczyszczeń z wody. Ponieważ jest przeciwny do kierunku naturalnej infiltracji, nazywa się to odwróconą osmozą.
Zasada techniczna polega na przyłożeniu nacisku na jedną stronę membrany pod działaniem wyższego niż ciśnienie osmotyczne roztworu. Gdy ciśnienie przekroczy ciśnienie osmotyczne, rozpuszczalnik przeniknie w przeciwnym kierunku, aby oddzielić te substancje od wody. Rozpuszczalnik otrzymany po stronie niskiego ciśnienia membrany nazywany jest permeatem; Stężony roztwór po stronie wysokiego ciśnienia nazywa się koncentratem.
Jeśli do uzdatniania wody morskiej stosuje się technologię odwróconej osmozy, słodką wodę uzyskuje się po stronie niskiego ciśnienia membrany, a solankę po stronie wysokiego ciśnienia. Ciśnienie odwróconej osmozy może być wykorzystane do osiągnięcia celu separacji, ekstrakcji, oczyszczania i zagęszczania.
Odwrócona osmoza to technologia uzdatniania wody wykorzystująca separację membranową, która należy do fizycznej metody filtracji krzyżowej. Jego zalety są następujące:· W temperaturze pokojowej, opierając się na ciśnieniu wody jako sile napędowej, koszty eksploatacji są niskie;
· Brak dużej ilości zrzutów kwasów odpadowych i zasad, brak zanieczyszczenia środowiska;
· System jest prosty, łatwy w obsłudze i wysoce zautomatyzowany;
· Ma duży zakres adaptacji do jakości wody surowej, a jakość wody ściekowej jest stabilna;
· Sprzęt zajmuje niewielką powierzchnię, a nakład pracy konserwacyjnej jest niewielki.
Podstawowy proces uzdatniania wody RO
Pierwszy, jednoetapowy, jednoetapowy proces leczenia. Po wejściu cieczy do modułu membranowego wyciągana jest czysta woda i stężona ciecz. W porównaniu z innymi procesami uzdatniania wody metodą odwróconej osmozy, cały proces tego procesu jest wygodniejszy i łatwiejszy w obsłudze, ale ma duże ograniczenia i nie może spełnić wyższych wymagań dotyczących jakości wody.
Drugi, jednoetapowy, wieloetapowy proces oczyszczania. W oparciu o jednoetapowy jednoetapowy proces uzdatniania, ciecz jest zagęszczana w wielu etapach. W porównaniu z jednoetapowym jednoetapowym procesem uzdatniania, złożoność tego procesu jest wyższa, co może spełnić wyższe wymagania dotyczące jakości wody i zrealizować recykling zasobów wodnych.
Trzeci, dwuetapowy, jednoetapowy proces leczenia. W przypadku, gdy trudno jest spełnić rzeczywiste wymagania dotyczące jakości wody metodą pierwotną, można zastosować wtórny i jednostopniowy proces uzdatniania. W porównaniu z powyższymi dwoma procesami pierwszego etapu, zastosowanie drugiego etapu jednoetapowego procesu oczyszczania może przedłużyć żywotność membrany odwróconej osmozy i nie wymaga zbyt dużej siły roboczej, a odpowiedni koszt leczenia jest również zmniejszony.
Zastosowanie RO w uzdatnianiu wody
Zaawansowane oczyszczanie ścieków komunalnych
W zaawansowanym oczyszczaniu miejskiego zanieczyszczenia wody technologia odwróconej osmozy może zwiększyć wskaźnik odzysku ścieków i jest szeroko stosowana.
Istnieją różnice w zaawansowanych efektach uzdatniania zanieczyszczenia wody wytwarzanego przez membrany odwróconej osmozy z różnych materiałów. Ogólnie rzecz biorąc, w zaawansowanym oczyszczaniu zanieczyszczeń wody miejskiej, po oczyszczeniu ścieków bytowych mieszkańców miast zgodnie z normą, wymagania dotyczące jakości uzdatnionej wody są wyższe (np. woda odzyskana). W tej chwili membrana z pustych włókien trioctanu celulozy, spiralnie zwijana folia kompozytowa z polialkoholu winylowego może odgrywać lepszy efekt.
W porównaniu z membranami odwróconej osmozy wykonanymi z innych materiałów, membrany odwróconej osmozy z powyższych dwóch materiałów mają współczynnik retencji 100% dla bakterii z grupy coli w kale, chromatyczność nie wyższą niż 1 stopień i przenikanie 1 mg / L ~ 2 mg / L. Jednocześnie membrany odwróconej osmozy z tych dwóch materiałów mają wyższy strumień wody i silniejszą zdolność przeciwdziałania zanieczyszczeniom. Oczyszczanie ścieków przemysłowych1) Radzenie sobie z jonami metali ciężkich
Zastosowanie technologii uzdatniania wody metodą odwróconej osmozy do oczyszczania ścieków przemysłowych daje bardzo dobry efekt, który jest zgodny z ogólną zasadą projektowania gospodarki przemysłowej i racjonalności oraz może zmniejszyć zużycie energii, koszty operacyjne oraz trudności w obsłudze i zarządzaniu. Urządzenie do odwróconej osmozy stosowane do oczyszczania ścieków przemysłowych jest na ogół wewnętrzną rurą ciśnieniową lub elementem rolkowym. Ciśnienie jest na ogół stabilne i wynosi około 218 MPa, a efekt jest doskonały w odzyskiwaniu jonów metali ciężkich. Wśród nich ciśnienie robocze urządzenia do odwróconej osmozy opartego na wewnętrznych ciśnieniowych elementach rurowych jest stabilne i wynosi 217 MPa. W tej chwili wskaźnik odzysku niklu wynosi powyżej 99%, a stopień separacji niklu mieści się w zakresie 97,12% ~ 97,17%.2) Oczyszczanie ścieków zaolejonych
Ogólnie rzecz biorąc, olej w ściekach zaolejonych występuje głównie w trzech formach, w tym oleju zemulgowanego, oleju rozproszonego i oleju pływającego. Dla porównania, metody uzdatniania oleju dyspergującego i oleju pływającego są stosunkowo proste. Po zastosowaniu mechanicznej separacji, wytrącania i adsorpcji węgla aktywnego, zawartość odpowiedniego oleju może zostać znacznie zmniejszona. Jednak w przypadku oleju zemulgowanego zawiera materię organiczną, która może pełnić rolę środka powierzchniowo czynnego, a olej na ogół występuje w cząstkach wielkości mikronów, dzięki czemu ma niezwykle wysoką stabilność i trudno jest skutecznie i szybko przeprowadzić separację woda-olej. Przy wsparciu technologii uzdatniania wody metodą odwróconej osmozy można osiągnąć zagęszczenie i separację bez niszczenia emulsji, a następnie stężoną ciecz spala się, a permeat poddaje recyklingowi lub odprowadza.
Na tym etapie, w oczyszczaniu ścieków zaolejonych, ze względu na uwzględnienie końcowego efektu oczyszczania i jakości ścieków, technologia uzdatniania wody metodą odwróconej osmozy jest zwykle stosowana w połączeniu z innymi metodami oczyszczania. Na przykład, samodzielnie przygotowany DEMUL-B1 jest używany jako deemulgator do demulgowania ścieków o wysokim stężeniu O/W z wirowania, a następnie zdemulgowana próbka wody jest dalej oczyszczana membraną odwróconej osmozy SE firmy OSMONICS. Wyniki pokazują, że szybkość usuwania ChZT sięga 99,96%, a zawartość oleju jest prawie niewykrywalna w oczyszczonej wodzie po zabiegu "demulgowania i odwróconej osmozy". Odsolona woda słonawa
W procesie odsalania wody słonawej, wprowadzając technologię uzdatniania wody z odwróconej osmozy, może skutecznie tłumić nieorganiczne jony soli, takie jak jony magnezu i jony wapnia zawarte w słonej wodzie, oraz realizować poprawę jakości czystej wody.
Na tym etapie rosną wymagania ludzi dotyczące jakości czystej wody, a pierwotna metoda uzdatniania (dodawanie antyskalantu do słonej wody) jest trudna do spełnienia rzeczywistych wymagań ludzi, a wprowadzenie technologii uzdatniania wody metodą odwróconej osmozy jest nieuniknionym wyborem.
Podczas operacji odsalania wody słonawej za pomocą urządzeń do odwróconej osmozy konieczne jest regularne testowanie wskaźnika SDI, ścisła kontrola współczynnika odzysku, zwracanie uwagi na różnicę ciśnień między modułami membranowymi oraz mierzenie zmian w produkcji wody i szybkości odsalania w czasie rzeczywistym. W praktyce szybkość odsalania urządzenia do odwróconej osmozy jest stabilna powyżej 96%, a jakość wody po odsalaniu spełnia normę wody pitnej w gospodarstwie domowym.
Jak radzić sobie z zanieczyszczeniem membrany RO
Zanieczyszczenie membrany odnosi się do cząstek, cząstek koloidalnych lub makrocząsteczek substancji rozpuszczonej w cieczy zasilającej w kontakcie z membraną, co jest spowodowane fizycznymi i chemicznymi interakcjami z membraną lub polaryzacją stężenia, tak że stężenie niektórych substancji rozpuszczonych na powierzchni membrany przekracza jej rozpuszczalność i działanie mechaniczne. Adsorpcja i osadzanie się na powierzchni membrany lub w porach membrany powoduje, że wielkość porów membrany staje się mniejsza lub zatkana, co powoduje nieodwracalne zjawisko zmiany, które znacznie zmniejsza strumień membrany i charakterystykę separacji.
Skażenie mikrobiologiczne1) Przyczyny
Zanieczyszczenie mikrobiologiczne odnosi się do zjawiska polegającego na gromadzeniu się mikroorganizmów na granicy faz membrana-woda, wpływając w ten sposób na działanie systemu.
Mikroorganizmy te wykorzystują membranę odwróconej osmozy jako nośnik, polegają na składnikach odżywczych w skoncentrowanej sekcji wodnej odwróconej osmozy w celu rozmnażania i wzrostu oraz tworzą warstwę biofilmu na powierzchni membrany odwróconej osmozy, co powoduje szybki wzrost różnicy ciśnień między wodą wlotową i wylotową systemu odwróconej osmozy. szybki spadek przy zanieczyszczeniu wody produktu.
Biofilm złożony z mikroorganizmów może bezpośrednio (poprzez działanie enzymów) lub pośrednio (poprzez działanie lokalnego pH lub potencjału redukcyjnego) degradować polimery membranowe lub inne elementy jednostki odwróconej osmozy, powodując skrócenie żywotności membrany, uszkodzenie integralności struktury membrany, a nawet spowodować poważną awarię systemu.2) Metoda kontroli
Skażenie biologiczne można kontrolować poprzez ciągłą lub okresową dezynfekcję wody dopływającej. Do wody surowej zebranej z powierzchni i płytkiego pod ziemią należy zainstalować urządzenia sterylizujące i dozujące oraz dodać fungicydy na bazie chloru. Dawkowanie jest ogólnie oparte na zawartości chloru resztkowego w dopływającym > 1 mg / L. Zanieczyszczenie chemiczne 1) Przyczyny
Powszechnym zanieczyszczeniem chemicznym jest osadzanie się kamienia węglanowego w elemencie membranowym, z których większość to nieprawidłowe działanie, niedoskonały system dozowania inhibitora kamienia, przerwanie dozowania inhibitora kamienia podczas pracy itp. Jeśli nie zostanie wykryty na czas, ciśnienie robocze wzrośnie, różnica ciśnień wzrośnie, a tempo produkcji wody zmniejszy się w ciągu kilku dni. Jeśli wybrany inhibitor kamienia nie odpowiada jakości wody lub dawka jest niewystarczająca, membrana Zjawisko osadzania się kamienia w elemencie, lekkie zanieczyszczenie elementu membranowego może przywrócić jego funkcję poprzez czyszczenie chemiczne, aw ciężkich przypadkach spowoduje również złomowanie niektórych poważnie zanieczyszczonych elementów membrany.2) Metoda kontroli
Aby zapobiec zanieczyszczeniu elementów membrany, należy najpierw wybrać środek przeciwskalujący odwróconej osmozy odpowiedni do jakości wody w źródle wody w systemie i określić optymalną ilość dozowania. Po drugie, wzmocnij monitorowanie systemu dozowania, zwróć szczególną uwagę na subtelne zmiany parametrów pracy i znajdź przyczyny nieprawidłowości na czas. Ponadto większość przyczyn wysokiej zawartości Fe3+ w wodzie jest spowodowana systemem rurociągów. Dlatego rurociągi systemowe, w tym rurociągi źródła wody, wykorzystują w jak największym stopniu rurociągi z tworzywa sztucznego wyłożone stalą, aby zmniejszyć zawartość Fe3+. Zawieszone cząstki stałe i zanieczyszczenia koloidalne1) PrzyczynyZawieszone cząstki i koloidy są głównymi substancjami, które zanieczyszczają membrany odwróconej osmozy, a także są główną przyczyną nadmiernego ścieku SDI (wskaźnik gęstości osadu).
Ze względu na różne źródła wody i regiony, skład zawieszonych cząstek i koloidów jest również zupełnie inny. Ogólnie rzecz biorąc, głównymi składnikami niezanieczyszczonych wód powierzchniowych i płytkich wód gruntowych są: bakterie, glina, krzem koloidalny, tlenki żelaza, produkty kwasu humusowego oraz sztucznie nadmierne flokulanty i koagulanty (takie jak sole żelaza) w systemie obróbki wstępnej, sole glinu itp.) itd.
Ponadto połączenie dodatnio naładowanych polimerów w wodzie surowej i ujemnie naładowanych antyskalantów w systemach odwróconej osmozy w celu utworzenia osadów jest również jedną z przyczyn tego typu zanieczyszczeń.2) Metoda kontroli
Gdy zawartość zawieszonych ciał stałych w wodzie surowej przekracza 70 mg / l, zwykle stosuje się metody wstępnej obróbki, takie jak koagulacja, klarowanie i filtracja; gdy zawartość zawieszonych ciał stałych w wodzie surowej jest mniejsza niż 70 mg / l, zwykle stosuje się metodę wstępnej obróbki koagulacji i filtracji; Kiedy
Środki ostrożności podczas korzystania z RO
Podczas stosowania technologii odwróconej osmozy w uzdatnianiu wody należy przeprowadzić niezbędną filtrację ścieków. Filtracja jest podstawą technologii odwróconej osmozy. Proces filtracji musi być ściśle kontrolowany, aby zapobiec przedostawaniu się zanieczyszczeń do systemu odwróconej osmozy w wodzie, aby chronić przepuszczalną membranę i sprzęt, zwiększyć wydajność wody i zmniejszyć możliwość korozji.
Urządzenie do odwróconej osmozy należy regularnie przepłukiwać, szczególnie w celu oczyszczenia kamienia, utrzymania dobrej wydajności półprzepuszczalnej membrany i przedłużenia żywotności urządzenia.
Gdy urządzenie do odwróconej osmozy nie jest używane, będą na nie wpływać ścieki ograniczające, rozmnażając w ten sposób mikroorganizmy. Dlatego w okresie wyłączenia urządzenia należy je umyć i zdezynfekować, a temperatura w okresie wyłączenia powinna być dobrze ustawiona, aby zapewnić ochronę membrany odwróconej osmozy.
Operatorzy powinni ściśle przestrzegać procedur operacyjnych i specyfikacji operacyjnych, stale poprawiać swoją profesjonalną jakość i dokładnie sprawdzać urządzenie przed użyciem, aby uniknąć uszkodzenia urządzenia z powodu błędów operatora, upewnić się, że urządzenie może działać normalnie i płynnie wykonywać prace związane z oczyszczaniem ścieków.
