Funcionament del sistema d'osmosi inversa i tractament de la contaminació de la membrana
La tecnologia d'osmosi inversa utilitza principalment la diferència de pressió a banda i banda de la membrana com a poder per realitzar la separació i filtració de la membrana. És una tecnologia de separació de membranes molt avançada i eficaç que estalvia energia.
Fonaments i avantatges de RO
La membrana d'osmosi inversa és el component central de la tecnologia d'osmosi inversa. És una membrana semipermeable artificial amb certes característiques. Està fabricat amb materials polimèrics i simula materials de membrana semipermeables biològics.
El sistema d'osmosi inversa, també conegut com a osmosi inversa, és una operació de separació de membrana que utilitza la diferència de pressió com a força motriu per separar dissolvents de solucions aquoses, i és un procés de filtració d'impureses de l'aigua. Com que és oposada a la direcció de la infiltració natural, s'anomena osmosi inversa.
El principi tècnic és aplicar pressió a un costat de la membrana sota l'acció d'una pressió osmòtica superior a la de la solució. Quan la pressió supera la seva pressió osmòtica, el dissolvent penetrarà en sentit contrari per separar aquestes substàncies de l'aigua. El dissolvent obtingut al costat de baixa pressió de la membrana s'anomena permeat; La solució concentrada al costat d'alta pressió s'anomena concentrat.
Si s'utilitza la tecnologia d'osmosi inversa per tractar l'aigua de mar, s'obté aigua dolça al costat de baixa pressió de la membrana i s'obté salmorra al costat d'alta pressió. La pressió d'osmosi inversa es pot utilitzar per aconseguir el propòsit de separació, extracció, purificació i concentració. L'osmosi inversa és una tecnologia de tractament d'aigües mitjançant separació per membrana, que pertany al mètode físic de filtració de flux creuat. Els seus avantatges són els següents: · A temperatura ambient, depenent de la pressió de l'aigua com a força motriu, el cost operatiu és baix;
· Sense gran quantitat de residus àcids i alcalins d'abocament, sense contaminació del medi ambient;
· El sistema és senzill, fàcil d'utilitzar i altament automatitzat;
· Té un ampli rang d'adaptabilitat a la qualitat de l'aigua bruta i la qualitat de l'aigua efluent és estable;
· L'equip ocupa una àrea reduïda i la càrrega de treball de manteniment és petita.
Procés bàsic de tractament d'aigües RO
En primer lloc, procés de tractament d'una etapa i una etapa. Després que el líquid entri al mòdul de membrana, s'extreu l'aigua pura i el líquid concentrat. En comparació amb altres processos de tractament d'aigua d'osmosi inversa, el procés general d'aquest procés és més còmode i fàcil d'operar, però té altes limitacions i no pot complir els requisits de qualitat de l'aigua més alts.
En segon lloc, procés de tractament en diverses etapes. Basat en el procés de tractament d'una sola etapa, el líquid es concentra en diversos passos. En comparació amb el procés de tractament d'una sola etapa, la complexitat d'aquest procés és més gran, cosa que pot complir amb requisits de qualitat de l'aigua més alts i realitzar el reciclatge dels recursos hídrics.
En tercer lloc, procés de tractament en dues etapes. En el cas que sigui difícil complir els requisits reals de qualitat de l'aigua mitjançant el mètode primari, es pot utilitzar el procés de tractament secundari i d'una etapa. En comparació amb els dos processos de primera etapa anteriors, l'ús del procés de tractament d'una etapa de segona etapa pot allargar la vida útil de l'aplicació de la membrana d'osmosi inversa i no requereix massa mà d'obra, i també es redueix el cost de tractament corresponent.
Aplicació de RO en el tractament d'aigües
Tractament avançat d'aigües residuals urbanes
En el tractament avançat de la contaminació de l'aigua urbana, la tecnologia d'osmosi inversa pot augmentar la taxa de recuperació de les aigües residuals i s'utilitza àmpliament.
Hi ha diferències en els efectes de tractament avançat de la contaminació de l'aigua produïda per membranes d'osmosi inversa de diferents materials. En termes generals, en el tractament avançat de la contaminació de l'aigua urbana, després que les aigües residuals domèstiques dels residents urbans hagin estat tractades a l'estàndard, els requisits per a la qualitat de l'aigua tractada són més alts (com l'aigua regenerada). En aquest moment, La membrana de fibra buida de triacetat de cel·lulosa, la pel·lícula composta d'alcohol polivinílic enrotllada en espiral pot tenir un millor efecte.
En comparació amb les membranes d'osmosi inversa fetes d'altres materials, les membranes d'osmosi inversa dels dos materials anteriors tenen una taxa de retenció de 100% per a bacteris coliformes fecals, una cromaticitat no superior a 1 grau i un permeat d'1 mg / L ~ 2 mg / L. Al mateix temps, les membranes d'osmosi inversa d'aquests dos materials tenen un flux d'aigua més alt i una capacitat anticontaminació més forta.
Tractament d'aigües residuals industrials
1) Tractar amb ions de metalls pesants
L'aplicació de la tecnologia de tractament d'aigües d'osmosi inversa al tractament d'aigües residuals industrials té un efecte molt bo, que està en línia amb el principi general de disseny de l'economia industrial i la racionalitat, i pot reduir el consum d'energia, els costos operatius i la dificultat d'operació i gestió.
El dispositiu d'osmosi inversa utilitzat per al tractament d'aigües residuals industrials és generalment un tub de pressió intern o un component tipus rotlle. La pressió és generalment estable a uns 218MPa, i l'efecte és excel·lent en la recuperació d'ions de metalls pesants. Entre ells, la pressió de funcionament del dispositiu d'osmosi inversa basada en components tubulars de pressió interna és estable a 217MPa. En aquest moment, la taxa de recuperació del níquel és superior al 99% i la taxa de separació del níquel oscil·la entre el 97,12% ~ 97,17%.
2) Tractament d'aigües residuals olioses
En termes generals, el petroli de les aigües residuals olioses existeix principalment en tres formes, incloent oli emulsionat, oli dispers i oli flotant. En comparació, els mètodes de tractament de dispersió d'oli i petroli flotant són relativament senzills. Després de confiar en la separació mecànica, la precipitació i l'adsorció de carbó actiu, el contingut de l'oli corresponent es pot reduir considerablement. Tanmateix, per a l'oli emulsionat, conté matèria orgànica, que pot tenir el paper de tensioactiu, i l'oli generalment existeix en partícules de mida micra, de manera que té una estabilitat extremadament alta i és difícil realitzar de manera eficaç i ràpida la separació aigua-oli.
Amb el suport de la tecnologia de tractament d'aigües d'osmosi inversa, es pot aconseguir la concentració i la separació sense destruir l'emulsió, i després s'incinera el líquid concentrat i es recicla o descarrega el permeat.
En aquesta etapa, en el tractament d'aigües residuals olioses, a causa de la consideració de l'efecte final del tractament i la qualitat de l'efluent, la tecnologia de tractament d'aigües d'osmosi inversa s'utilitza generalment en combinació amb altres mètodes de tractament. Per exemple, DEMUL-B1 autopreparat s'utilitza com a desemulsionant per desemulsionar aigües residuals d'acabat giratori d'alta concentració O/W i, a continuació, la mostra d'aigua demulsionada es tracta amb la membrana d'osmosi inversa SE d'OSMONICS. Els resultats mostren que la taxa d'eliminació de DQO arriba al 99,96% i el contingut d'oli és gairebé indetectable en l'aigua purificada després d'un tractament de "desemulsificació-osmosi inversa".
Aigua salobre dessalinitzada
En el procés de dessalinització de l'aigua salobre, mitjançant la introducció de la tecnologia de tractament d'aigua d'osmosi inversa, pot suprimir eficaçment els ions de sal inorgànics com els ions de magnesi i els ions de calci continguts en l'aigua salada, i adonar-se de la millora de la qualitat de l'aigua pura.
En aquesta etapa, els requisits de les persones per a la qualitat de l'aigua pura augmenten i el mètode de tractament original (afegir antiescala a l'aigua salada) és difícil de satisfer els requisits reals de les persones, i la introducció de la tecnologia de tractament d'aigua d'osmosi inversa és una opció inevitable.
En l'operació de dessalinització d'aigua salobre mitjançant dispositius d'osmosi inversa, cal provar regularment l'índex SDI, controlar estrictament la taxa de recuperació, prestar atenció a la diferència de pressió entre els mòduls de membrana i mesurar els canvis en la producció d'aigua i la taxa de dessalinització en temps real. A la pràctica, la taxa de dessalinització del dispositiu d'osmosi inversa és estable per sobre del 96% i la qualitat de l'aigua després de la dessalinització compleix l'estàndard d'aigua potable domèstica.
Com fer front a la contaminació de la membrana RO La contaminació de la membrana es refereix a les partícules, partícules col·loïdals o macromolècules de solut en el líquid d'alimentació en contacte amb la membrana, que és causada per interaccions físiques i químiques amb la membrana o polarització de la concentració de manera que la concentració de certs soluts a la superfície de la membrana supera la seva solubilitat i acció mecànica. L'adsorció i la deposició a la superfície de la membrana o als porus de la membrana fan que la mida dels porus de la membrana es faci més petita o obstruïda, donant lloc a un fenomen de canvi irreversible que redueix significativament el flux de la membrana i les característiques de separació.
Contaminació microbiana
1) Causes
La contaminació microbiana es refereix al fenomen que els microorganismes s'acumulen a la interfície membrana-aigua, afectant així el rendiment del sistema.
Aquests microorganismes utilitzen la membrana d'osmosi inversa com a portador, depenen dels nutrients de la secció d'aigua concentrada de l'osmosi inversa per reproduir-se i créixer, i formen una capa de biofilm a la superfície de la membrana d'osmosi inversa, donant lloc a un ràpid augment de la diferència de pressió entre l'aigua d'entrada i sortida del sistema d'osmosi inversa. ràpid declivi mentre contamina l'aigua del producte.
El biofilm compost per microorganismes pot degradar directament (mitjançant l'acció dels enzims) o indirectament (mitjançant l'acció del pH local o el potencial de reducció) polímers de membrana o altres components de la unitat d'osmosi inversa, donant lloc a una vida útil de la membrana més curta, danys a la integritat de l'estructura de la membrana i fins i tot causar fallades importants del sistema.
2) Mètode de control
La contaminació biològica es pot controlar mitjançant la desinfecció contínua o intermitent de l'aigua afluent. S'han d'instal·lar dispositius d'esterilització i dosificació per a l'aigua bruta recollida de la superfície i del subsòl poc profund, i s'han d'afegir fungicides a base de clor. La dosi es basa generalment en el contingut de clor residual de l'afluent > 1 mg / L.
Contaminació química
1) Causes
La contaminació química comuna és la deposició d'escates carbonatades a l'element de membrana, la majoria de les quals són un mal funcionament, un sistema de dosificació imperfecte d'inhibidors d'incrustacions, la interrupció de la dosificació d'inhibidors d'incrustacions durant el funcionament, etc. Si no es descobreix a temps, la pressió de funcionament augmentarà, la diferència de pressió augmentarà i la taxa de producció d'aigua disminuirà en pocs dies. Si l'inhibidor d'escala seleccionat no coincideix amb la qualitat de l'aigua o la dosi és insuficient, el fenomen d'escala de membrana a l'element, la contaminació lleugera a l'element de membrana pot restaurar la seva funció mitjançant la neteja química i, en casos greus, també provocarà que es desballestin alguns elements de membrana greument contaminats.
2) Mètode de control
Per evitar la contaminació dels elements de la membrana, primer seleccioneu l'antiincrustant d'osmosi inversa adequat per a la qualitat de l'aigua de la font d'aigua del sistema i determineu la quantitat òptima de dosificació. En segon lloc, reforçar el control del sistema de dosificació, prestar molta atenció als canvis subtils en els paràmetres de funcionament i esbrinar els motius de les anomalies a temps. A més, la majoria dels motius de l'alt contingut de Fe3+ a l'aigua són causats pel sistema de canonades. Per tant, les canonades del sistema, incloses les canonades de font d'aigua, utilitzen canonades de plàstic revestides d'acer tant com sigui possible per reduir el contingut de Fe3+.
Partícules en suspensió i contaminació col·loïdal
1) Causes
Les partícules en suspensió i els col·loides són les principals substàncies que embruten les membranes d'osmosi inversa, i també són la principal causa de l'excés de SDI (índex de densitat de fangs) de l'efluent.
A causa de les diferents fonts i regions d'aigua, la composició de partícules en suspensió i col·loides també és força diferent. En general, els components principals de les aigües superficials no contaminades i les aigües subterrànies poc profundes són: bacteris, argila, silici col·loïdal, òxids de ferro, productes d'àcid húmic i floculants i coagulants artificialment excessius (com les sals de ferro) en el sistema de pretractament, sals d'alumini, etc.) etc.
A més La combinació de polímers carregats positivament en aigua bruta i antiincrustants carregats negativament en sistemes d'osmosi inversa per formar precipitats també és una de les causes d'aquest tipus de contaminació.
2) Mètode de control
Quan el contingut de sòlids en suspensió en aigua bruta és superior a 70 mg/L, els mètodes de pretractament de coagulació, clarificació i filtració s'utilitzen normalment; quan el contingut de sòlids en suspensió en aigua bruta és inferior a 70 mg/L, el mètode de pretractament de coagulació i filtració s'utilitza normalment; Quan <10mg/L, the pretreatment method of filtració directa s'utilitza normalment.
A més La microfiltració o ultrafiltració és un mètode eficaç per al tractament per membrana de la terbolesa i la matèria orgànica no dissolta que ha sorgit recentment. Pot eliminar tots els sòlids en suspensió, bacteris, la majoria de col·loides i matèria orgànica no dissolta. És un procés de pretractament ideal per a sistemes d'osmosi inversa. .
Precaucions en utilitzar RO
Durant l'aplicació de la tecnologia d'osmosi inversa en el tractament d'aigües, s'ha de dur a terme la filtració necessària de les aigües residuals. La filtració és la base perquè la tecnologia d'osmosi inversa tingui un paper. El procés de filtració s'ha de controlar estrictament per evitar que les impureses entrin al sistema d'osmosi inversa a l'aigua, per tal de protegir la membrana i l'equip permeables, augmentar la producció d'aigua i reduir la possibilitat de corrosió.
El dispositiu d'osmosi inversa s'ha de rentar regularment, especialment per netejar la bàscula, mantenir el bon rendiment de la membrana semipermeable i allargar la vida útil del dispositiu.
Quan el dispositiu d'osmosi inversa no s'utilitza, es veurà afectat per les aigües residuals confinants, criant així microorganismes. Per tant, durant el període d'aturada del dispositiu, s'ha de rentar i desinfectar, i la temperatura durant el període d'aturada s'ha d'ajustar bé per garantir Protegir la membrana d'osmosi inversa.
Els operadors han de complir estrictament els procediments operatius i les especificacions operatives, millorar contínuament la seva qualitat professional i comprovar acuradament el dispositiu abans d'utilitzar-lo per evitar danys al dispositiu a causa d'errors de l'operador, assegurar-se que el dispositiu pugui funcionar amb normalitat i realitzar treballs de tractament d'aigües residuals sense problemes.