La tecnologia d'osmosi inversa utilitza principalment la diferència de pressió a banda i banda de la membrana com el poder per realitzar la separació i filtració de la membrana. És una tecnologia de separació per membranes d'estalvi d'energia molt avançada i eficaç.
Fonaments i avantatges de RO
La membrana d'osmosi inversa és el component central de la tecnologia d'osmosi inversa. És una membrana artificial semipermeable amb certes característiques. Està fabricat amb materials polimèrics i simula materials biològics de membrana semipermeables.
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 filtrat 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 superi la seva pressió osmòtica, el dissolvent impregnarà 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, confiant en la pressió de l'aigua com a força motriu, el cost operatiu és baix;
· No hi ha gran quantitat de residus d'àcids i abocaments alcalins, no hi ha contaminació per al medi ambient;
· El sistema és senzill, fàcil d'operar i altament automatitzat;
· Té un ampli rang d'adaptabilitat a la qualitat de l'aigua crua, i la qualitat de l'aigua de l'efluent és estable;
· L'equip ocupa una petita superfície, i la càrrega de treball de manteniment és petita.
Procés bàsic de tractament d'aigües RO
En primer lloc, procés de tractament d'una sola 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 global d'aquest procés és més convenient i fàcil d'operar, però té altes limitacions i no pot satisfer requisits més alts de qualitat de l'aigua.
En segon lloc, procés de tractament en diverses etapes d'una etapa. Basat en el procés de tractament d'una sola etapa, el líquid es concentra en múltiples passos. En comparació amb el procés de tractament d'una sola etapa d'una etapa, la complexitat d'aquest procés és més gran, cosa que pot satisfer requisits més alts de qualitat de l'aigua i realitzar el reciclatge dels recursos hídrics.
En tercer lloc, procés de tractament d'una sola etapa de 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 anteriors de la primera etapa, l'ús del procés de tractament d'una sola etapa de la 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 del tractament corresponent.
Aplicació de la 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 avançats del tractament 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'altura de la norma, 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 de polivinil 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 del 100% per als bacteris coliformes fecals, una cromaticitat no superior a 1 grau i un permeat de 1mg/L~2mg/L. Al mateix temps, les membranes d'osmosi inversa d'aquests dos materials tenen un major flux d'aigua i una major capacitat anticontaminació. Depuració d'aigües residuals industrials1) Tractament d'ions metàl·lics 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 component de tipus rotllo. 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 basat 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 es troba en el rang del 97.12% ~ 97.17%.2) Tractament d'aigües residuals olioses
En termes generals, el petroli en aigües residuals olioses existeix principalment en tres formes, incloent oli emulsionat, oli dispers i oli flotant. En comparació, els mètodes de tractament de dispersió de petroli i petroli flotant són relativament senzills. Després de confiar en la separació mecànica, les precipitacions i l'adsorció de carbó actiu, el contingut de l'oli corresponent es pot reduir considerablement. No obstant això, per a l'oli emulsionat, conté matèria orgànica, que pot jugar 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 eficaçment i ràpidament la separació aigua-oli. Amb el suport de la tecnologia de tractament d'aigua d'osmosi inversa, es pot aconseguir concentració i 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 O/W d'alta concentració i, a continuació, la mostra d'aigua desemulsionada es tracta encara més 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 a l'aigua purificada després del tractament de "desemulsificació-osmosi inversa". Aigua salobre dessalada
En el procés de dessalinització d'aigua salobre, mitjançant la introducció de la tecnologia de tractament d'aigua d'osmosi inversa, pot suprimir eficaçment ions de sal inorgànics com ions de magnesi i ions de calci continguts en l'aigua salada, i realitzar 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 estan augmentant, i el mètode de tractament original (afegir antiescalant 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, parar 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 l'embrutiment de membrana RO
L'embrutiment per 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 concentració de manera que la concentració de certs soluts a la superfície de la membrana excedeix 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 s'obstrueixi, donant lloc a un fenomen de canvi irreversible que redueix significativament el flux de membrana i les característiques de separació.
Contaminació microbiana1) Causes
L'embrutiment microbià es refereix al fenomen que els microorganismes s'acumulen en 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, resultant en un ràpid augment de la diferència de pressió entre l'aigua d'entrada i sortida del sistema d'osmosi inversa. Declivi ràpid mentre es contamina l'aigua del producte.
El biofilm compost per microorganismes pot directament (a través de l'acció dels enzims) o indirectament (per l'acció del pH local o el potencial de reducció) degradar polímers de membrana o altres components unitaris d'osmosi inversa, resultant en una vida útil de 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 crua recollida de la superfície i poc profunda sota terra, i s'han d'afegir fungicides a base de clor. La dosi es basa generalment en el contingut de clor residual de l'afluent > 1mg/L.Contaminació química 1) Causes
La contaminació química comuna és la deposició d'escala de carbonat en l'element de membrana, la majoria de les quals són un mal funcionament, un sistema de dosificació d'inhibidors d'escala imperfecte, la interrupció de la dosificació d'inhibidors d'escala durant l'operació, etc. Si no es descobreix a temps, la pressió de funcionament augmentarà, la diferència de pressió augmentarà i la velocitat 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'escalat de membrana en l'element, l'embrutiment lleuger en l'element de membrana pot restaurar la seva funció mitjançant la neteja química i, en casos greus, també farà que es desballestin alguns elements de membrana greument contaminats.2) Mètode de control
Per evitar incrustacions en els elements de membrana, primer seleccioneu l'antiescalant 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, reforceu el seguiment del sistema de dosificació, presteu molta atenció als subtils canvis en els paràmetres de funcionament i esbrineu els motius d'anomalies a temps. A més, la majoria de les raons de l'alt contingut de Fe3+ a l'aigua són causades pel sistema de canonades. Per tant, les canonades del sistema, incloses les canonades de font d'aigua, utilitzen canonades de plàstic folrades d'acer tant com sigui possible per reduir el contingut de Fe3+. Partícules en suspensió i contaminació col·loïdal1) CausesLes 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 d'efluents IDE (índex de densitat de fangs).
A causa de les diferents fonts i regions d'aigua, la composició de partícules i col·loides en suspensió també és força diferent. Generalment, els principals components de les aigües superficials no contaminades i de 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 crua i antiescalants 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 crua és superior a 70mg/L, se solen utilitzar els mètodes de pretractament de coagulació, clarificació i filtració; quan el contingut de sòlids en suspensió en aigua crua és inferior a 70mg/L, se sol utilitzar el mètode de pretractament de coagulació i filtració; Quan
Precaucions a l'hora d'utilitzar RO
Durant l'aplicació de la tecnologia d'osmosi inversa en el tractament de l'aigua, s'ha de dur a terme la filtració necessària de les aigües residuals. La filtració és la base perquè la tecnologia d'osmosi inversa jugui 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 els equips 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 l'escala, mantenir el bon rendiment de la membrana semipermeable i allargar la vida útil del dispositiu.
Quan el dispositiu d'osmosi inversa no estigui en ús, es veurà afectat per les aigües residuals de confinament, criant així microorganismes. Per tant, durant el període d'apagat del dispositiu, cal rentar-lo i desinfectar-lo i la temperatura durant el període d'aturada s'ha d'ajustar bé per garantir que protegiu la membrana d'osmosi inversa.
Els operadors han de complir estrictament els procediments operatius i les especificacions de funcionament, millorar contínuament la seva qualitat professional i revisar 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.
