- Behandling af spildgas
- Slambehandling
- Vandbehandling
- Bærbar vandrensningsboks type - RO-system
- Rustfrit stål omvendt osmosesystem
- Containeriserede vandbehandlingssystemer
- Afsaltningssystem til havvand
- UF Vandbehandlingssystemer
- NF Vandbehandlingssystemer
- EDI-vandbehandlingssystemer osv.
- Flaske/Spande/Pose Vandpåfyldningslinje
- MBR spildevandsbehandlingssystem
- Omfattende vandbehandling
0102030405
Industrielt omvendt osmosesystem
Projektintroduktion
Princippet for omvendt osmose-system
Ved en bestemt temperatur anvendes en semipermeabel membran til at adskille ferskvandet fra saltvandet. Ferskvandet bevæger sig til saltvandet gennem den semipermeable membran. Når væskeniveauet på saltvandssiden af højre ventrikel stiger, genereres et bestemt tryk for at forhindre ferskvandet fra venstre ventrikel i at bevæge sig til saltvandssiden, og til sidst opnås ligevægt. Ligevægtstrykket på dette tidspunkt kaldes opløsningens osmotiske tryk, og dette fænomen kaldes osmose. Hvis et eksternt tryk, der overstiger det osmotiske tryk, påføres saltvandssiden af højre ventrikel, vil vandet i saltopløsningen i højre ventrikel bevæge sig til ferskvandet i venstre ventrikel gennem den semipermeable membran, således at ferskvandet kan adskilles fra saltvandet. Dette fænomen er det modsatte af permeabilitetsfænomenet, kaldet fænomenet omvendt permeabilitet.
Således er grundlaget for omvendt osmose afsaltningssystem
(1) Den selektive permeabilitet af en semipermeabel membran, dvs. den lader selektivt vand passere, men ikke salt passere;
(2) Det ydre tryk i saltvandskammeret er større end det osmotiske tryk i saltvandskammeret og ferskvandskammeret, hvilket er drivkraften bag vandbevægelsen fra saltvandskammeret til ferskvandskammeret. Typiske osmotiske tryk for nogle opløsninger er vist i tabellen nedenfor.
Den ovennævnte semipermeable membran, der bruges til at adskille ferskvand fra saltvand, kaldes en omvendt osmosemembran. En omvendt osmosemembran er hovedsageligt lavet af polymermaterialer. I øjeblikket er den omvendte osmosemembran, der anvendes i termiske kraftværker, hovedsageligt lavet af aromatiske polyamidkompositmaterialer.
RO (Reverse Osmosis) omvendt osmose-teknologi er en membranseparations- og filtreringsteknologi drevet af trykforskelle. Dens porestørrelse er så lille som nanometer (1 nanometer = 10-9 meter). Under et bestemt tryk kan H20-molekyler passere gennem RO-membranen. Uorganiske salte, tungmetalioner, organisk materiale, kolloider, bakterier, vira og andre urenheder i kildevandet kan ikke passere gennem RO-membranen, så det rene vand, der kan passere, og det koncentrerede vand, der ikke kan passere, kan skelnes nøje.
I industrielle anvendelser bruger omvendt osmoseanlæg specialudstyr til at lette omvendt osmoseprocessen. Industrielle omvendt osmosesystemer er designet til at behandle store mængder vand og anvendes i forskellige industrier, herunder landbrug, medicinalindustrien og fremstillingsindustrien. Udstyret, der anvendes i disse systemer, er specifikt designet til at sikre, at omvendt osmoseprocessen er effektiv og virkningsfuld i produktionen af ferskvand fra saltvandskilder.
Omvendt osmose-processen er en vigtig teknologi til afsaltning af havvand, som kan forsyne områder med frisk vand, hvor der er mangel på vand, eller hvor traditionelle vandkilder er forurenede. Efterhånden som omvendt osmose-udstyr og -teknologi udvikler sig, forbliver processen en nøgleløsning på vandmangel og kvalitetsproblemer verden over.
De vigtigste egenskaber ved en omvendt osmosemembran:
Retningsbestemthed og separationsegenskaber ved membranseparation
En praktisk omvendt osmosemembran er en asymmetrisk membran med et overfladelag og et støttelag, som har en tydelig retning og selektivitet. Den såkaldte retningsbestemthed går ud på at placere membranoverfladen i højtrykssaltlage for afsaltning. Trykket øger membranens vandgennemtrængelighed, og afsaltningshastigheden øges også. Når membranens støttelag placeres i højtrykssaltlage, er afsaltningshastigheden næsten 0 med stigende tryk, men vandgennemtrængeligheden øges betydeligt. På grund af denne retningsbestemthed kan den ikke anvendes i omvendt rækkefølge, når den anvendes.
Separationsegenskaberne ved omvendt osmose for ioner og organisk materiale i vand er ikke de samme, hvilket kan opsummeres som følger
(1) Organisk materiale er lettere at adskille end uorganisk materiale
(2) Elektrolytter er lettere at adskille end ikke-elektrolytter. Elektrolytter med høje ladninger er lettere at adskille, og deres fjernelseshastigheder er generelt i følgende rækkefølge. Fe3+> Ca2+> Na+ PO43-> S042-> C | - for elektrolytten gælder det, at jo større molekylet er, desto lettere er det at fjerne.
(3) Fjernelseshastigheden for uorganiske ioner er relateret til hydratet og radiusen af de hydrerede ioner i ionhydreringstilstanden. Jo større radiusen af den hydrerede ion er, desto lettere er den at fjerne. Rækkefølgen for fjernelseshastigheden er som følger:
Mg2+, Ca2+> Li+ > Na+ > K+; F-> C|-> Br-> NO3-
(4) Separationsregler for polært organisk materiale:
Aldehyd > Alkohol > Amin > Syre, tertiær amin > Sekundær amin > Primær amin, citronsyre > Vinsyre > Æblesyre > Mælkesyre > Eddikesyre
Nylige fremskridt inden for spildgasrensning repræsenterer betydelige fremskridt i forhold til at håndtere miljømæssige udfordringer, samtidig med at det giver virksomheder muligheder for at trives på en bæredygtig og miljøvenlig måde. Denne innovative løsning vil helt sikkert have en positiv indvirkning inden for spildgasrensning og miljøbeskyttelse med sit løfte om høj effektivitet, lave driftsomkostninger og nul sekundær forurening.
(5) Parisomerer: tert- > Forskellig (iso-) > Zhong (sec-) > Original (pri-)
(6) Separationsevnen for natriumsalt af organisk materiale er god, mens fenol- og fenolrækkeorganismer viser negativ separation. Når vandige opløsninger af polære eller ikke-polære, dissocierede eller ikke-dissocierede organiske opløste stoffer adskilles af membranen, bestemmer interaktionskræfterne mellem opløst stof, opløsningsmiddel og membran membranens selektive permeabilitet. Disse effekter omfatter elektrostatisk kraft, hydrogenbindingsbindingskraft, hydrofobicitet og elektronoverførsel.
(7) Generelt har opløste stoffer ringe indflydelse på membranens fysiske egenskaber eller overførselsegenskaber. Kun phenol eller visse lavmolekylære organiske forbindelser vil få celluloseacetat til at udvide sig i vandig opløsning. Tilstedeværelsen af disse komponenter vil generelt få membranens vandgennemstrømning til at falde, nogle gange meget.
(8) Fjernelseseffekten af nitrat, perchlorat, cyanid og thiocyanat er ikke så god som af klorid, og fjernelseseffekten af ammoniumsalt er ikke så god som af natriumsalt.
(9) De fleste komponenter med en relativ molekylmasse på over 150, uanset om de er elektrolytter eller ikke-elektrolytter, kan nemt fjernes.
Derudover er separationsrækkefølgen for omvendt osmosemembranen for aromatiske kulbrinter, cycloalkaner, alkaner og natriumchlorid forskellig.
(2) Højtrykspumpe
Ved drift af omvendt osmosemembran skal vand sendes til det specificerede tryk ved hjælp af en højtrykspumpe for at fuldføre afsaltningsprocessen. I øjeblikket findes der centrifugal-, stempel- og skruepumper i højtrykspumper samt andre former, hvoraf flertrinscentrifugalpumper er de mest anvendte. Disse pumper kan nå mere end 90 % og spare energi. Denne type pumpe er kendetegnet ved høj effektivitet.
(3) Omvendt osmose-ontologi
Omvendt osmose-legemet er en kombineret vandbehandlingsenhed, der kombinerer og forbinder omvendt osmose-membrankomponenterne med rør i et bestemt arrangement. En enkelt omvendt osmose-membran kaldes et membranelement. Et antal sensorer af omvendt osmose-membrankomponenter er serieforbundet i henhold til bestemte tekniske krav og samlet med en enkelt omvendt osmose-membranskal for at danne en membrankomponent.
1. Membranelement
Omvendt osmosemembranelement En basisenhed lavet af omvendt osmosemembran og støttemateriale med industriel anvendelsesfunktion. I øjeblikket anvendes spiralmembranelementer hovedsageligt i termiske kraftværker.
I øjeblikket producerer forskellige membranproducenter en række membrankomponenter til forskellige brugere i industrien. Membranelementer, der anvendes i termiske kraftværker, kan groft opdeles i: membranelementer til omvendt osmose til afsaltning af havvand med højt tryk; membranelementer til omvendt afsaltning af brakvand med lavt og ultralavt tryk; membranelementer til antifouling.
De grundlæggende krav til membranelementer er:
A. Filmpakningstæthed så høj som muligt.
B. Ikke let at koncentrere polarisering
C. Stærk antiforureningsevne
D. Det er praktisk at rengøre og udskifte membranen
E. Prisen er billig
2. Membranskal
Trykbeholderen, der bruges til at indlæse omvendt osmosemembranelementet i omvendt osmose-kroppen, kaldes membranskal, også kendt som "trykbeholder", og produktionsenheden er Haide Energy, og hver trykbeholder er ca. 7 meter lang.
Filmens yderside er generelt lavet af epoxy-glasfiberforstærket plastikdug, og den ydre børste er lavet af epoxymaling. Der er også nogle producenter af produkter til rustfrit stålfilm. På grund af FRP's stærke korrosionsbestandighed vælger de fleste termiske kraftværker FRP-film. Trykbeholdermaterialet er FRP.
De faktorer, der påvirker ydeevnen af et omvendt osmose-vandbehandlingssystem:
For specifikke systemforhold er vandgennemstrømning og afsaltningshastighed karakteristika for omvendt osmosemembraner, og der er mange faktorer, der påvirker vandgennemstrømningen og afsaltningshastigheden af omvendt osmose-membraner, primært herunder tryk, temperatur, genvindingshastighed, indgående saltindhold og pH-værdi.
(1) Trykeffekt
Indløbstrykket i en omvendt osmosemembran påvirker direkte membranfluxen og afsaltningshastigheden for omvendt osmosemembran. Stigningen i membranfluxen har et lineært forhold til indløbstrykket ved omvendt osmose. Afsaltningshastigheden har et lineært forhold til indløbstrykket, men når trykket når en bestemt værdi, har ændringskurven for afsaltningshastigheden en tendens til at være flad, og afsaltningshastigheden stiger ikke længere.
(2) Temperatureffekt
Afsaltningshastigheden falder med stigende indløbstemperatur ved omvendt osmose. Vandudbyttestrømmen stiger dog næsten lineært. Hovedårsagen er, at når temperaturen stiger, falder viskositeten af vandmolekylerne, og diffusionsevnen er stærk, så vandstrømmen øges. Med stigende temperatur vil hastigheden af salt, der passerer gennem omvendt osmosemembranen, blive accelereret, så afsaltningshastigheden vil blive reduceret. Råvandstemperaturen er et vigtigt referenceindeks for design af omvendt osmose-systemer. For eksempel, når et kraftværk gennemgår teknisk transformation af omvendt osmose-teknik, beregnes råvandets vandtemperatur i designet i henhold til 25 ℃, og det beregnede indløbstryk er 1,6 MPa. Vandtemperaturen i systemets faktiske drift er dog kun 8 ℃, og indløbstrykket skal øges til 2,0 MPa for at sikre den designmæssige flow af ferskvand. Som følge heraf øges energiforbruget i systemets drift, levetiden for den indvendige tætningsring i membrankomponenten i omvendt osmose-enheden forkortes, og vedligeholdelsesbehovet for udstyret øges.
(3) Effekt af saltindhold
Saltkoncentrationen i vand er et vigtigt indeks, der påvirker membranens osmotiske tryk, og membranens osmotiske tryk stiger med stigende saltindhold. Under forudsætning af at indløbstrykket ved omvendt osmose forbliver uændret, stiger saltindholdet i indløbsvandet. Da stigningen i det osmotiske tryk opvejer en del af indløbskraften, falder fluxen, og afsaltningshastigheden falder også.
(4) Indflydelsen af genvindingsgraden
Stigningen i genvindingshastigheden i et omvendt osmosesystem vil føre til et højere saltindhold i membranelementets indløbsvand langs strømningsretningen, hvilket resulterer i en stigning i det osmotiske tryk. Dette vil opveje den drivende effekt af indløbsvandtrykket ved omvendt osmose og dermed reducere vandudbyttestrømmen. Stigningen i saltindholdet i membranelementets indløbsvand fører til en stigning i saltindholdet i ferskvandet, hvilket reducerer afsaltningshastigheden. I systemdesignet afhænger den maksimale genvindingshastighed i et omvendt osmosesystem ikke af begrænsningen af det osmotiske tryk, men ofte af sammensætningen og indholdet af salt i råvandet, fordi mikroopløselige salte som calciumcarbonat, calciumsulfat og silicium vil skaleres i koncentreringsprocessen med forbedringen af genvindingshastigheden.
(5) Indflydelsen af pH-værdi
pH-området for forskellige typer membranelementer varierer meget. For eksempel har vandgennemstrømningen og afsaltningshastigheden for acetatmembraner en tendens til at være stabil i området pH 4-8, og påvirkes i høj grad i området pH under 4 eller højere end 8. I øjeblikket er langt størstedelen af membranmaterialer, der anvendes i industriel vandbehandling, kompositmaterialer, som tilpasser sig et bredt pH-værdiområde (pH-værdien kan styres i området 3~10 ved kontinuerlig drift, og membrangennemstrømningen og afsaltningshastigheden i dette område er relativt stabile.
Forbehandlingsmetode med omvendt osmosemembran:
Omvendt osmose membranfiltrering er forskellig fra filterlejefiltrering. Filterlejet er fuld filtrering, dvs. råvand passerer gennem hele filterlaget. Omvendt osmose membranfiltrering er en tværstrømsfiltreringsmetode, dvs. en del af vandet i råvandet passerer gennem membranen i lodret retning med membranen. På dette tidspunkt opfanges salte og forskellige forurenende stoffer af membranen og føres ud af den resterende del af råvandet, der strømmer parallelt med membranoverfladen, men forurenende stoffer kan ikke fjernes fuldstændigt. Med tiden vil de resterende forurenende stoffer gøre forureningen af membranelementet mere alvorlig. Og jo højere råvandsforureningerne og genvindingshastigheden er, desto hurtigere er membranforureningen.
1. Vægtkontrol
Når de uopløselige salte i råvandet kontinuerligt koncentreres i membranelementet og overstiger deres opløselighedsgrænse, vil de udfældes på overfladen af omvendt osmosemembranen, hvilket kaldes "afskalling". Når vandkilden bestemmes, og genvindingshastigheden for omvendt osmose-systemet stiger, øges risikoen for afskalling. I øjeblikket er det sædvanligt at øge genbrugsraterne på grund af vandmangel eller miljøpåvirkninger fra spildevandsudledning. I dette tilfælde er gennemtænkte afskallingskontrolforanstaltninger særligt vigtige. I omvendt osmose-systemer er de almindelige ildfaste salte CaCO3, CaSO4 og Si02, og andre forbindelser, der kan producere afskalling, er CaF2, BaS04, SrS04 og Ca3(PO4)2. Den almindelige metode til afskallingshæmning er at tilsætte afskallingsinhibitor. De afskallingsinhibitorer, der anvendes i mit værksted, er Nalco PC191 og Europe and America NP200.
2. Kontrol af kolloid og fast partikelkontaminering
Kolloid- og partikelforurening kan alvorligt påvirke ydeevnen af omvendt osmose-membranelementer, såsom en betydelig reduktion i ferskvandsproduktionen, nogle gange også reducere afsaltningshastigheden. Det første symptom på kolloid- og partikelforurening er en stigning i trykforskellen mellem indløb og udløb af omvendt osmose-membrankomponenter.
Den mest almindelige måde at bedømme vandkolloid og partikler i omvendt osmose-membranelementer er at måle vandets SDI-værdi, undertiden kaldet F-værdi (forureningsindeks), som er en af de vigtige indikatorer til at overvåge driften af et omvendt osmose-forbehandlingssystem.
SDI (siltdensitetsindeks) er ændringen i vandfiltreringshastighed pr. tidsenhed og indikerer forureningen af vandkvaliteten. Mængden af kolloid og partikler i vandet påvirker SDI-størrelsen. SDI-værdien kan bestemmes med et SDI-instrument.
3. Kontrol af mikrobiel kontaminering af membranen
Mikroorganismer i råvand omfatter hovedsageligt bakterier, alger, svampe, vira og andre højere organismer. I processen med omvendt osmose vil mikroorganismer og opløste næringsstoffer i vandet kontinuerligt blive koncentreret og beriget i membranelementet, hvilket bliver det ideelle miljø og proces for dannelsen af biofilm. Den biologiske forurening af omvendt osmose-membrankomponenter vil alvorligt påvirke ydeevnen af omvendt osmose-systemet. Trykforskellen mellem indløb og udløb af omvendt osmose-komponenter stiger hurtigt, hvilket resulterer i et fald i vandudbyttet fra membrankomponenter. Nogle gange vil der forekomme biologisk forurening på vandproduktionssiden, hvilket resulterer i forurening af produktvandet. For eksempel findes der grøn mos på membranelementerne og ferskvandsrørene ved vedligeholdelse af omvendt osmose-enheder i nogle termiske kraftværker, hvilket er en typisk mikrobiel forurening.
Når membranelementet først er forurenet med mikroorganismer og producerer biofilm, er rengøring af membranelementet meget vanskelig. Derudover vil biofilm, der ikke fjernes fuldstændigt, forårsage hurtig vækst af mikroorganismer igen. Derfor er bekæmpelse af mikroorganismer også en af de vigtigste opgaver ved forbehandling, især for omvendt osmose-forbehandlingssystemer, der bruger havvand, overfladevand og spildevand som vandkilder.
De vigtigste metoder til at forebygge membranmikroorganismer er: klor, mikrofiltrering eller ultrafiltrering, ozonoxidation, ultraviolet sterilisering, tilsætning af natriumbisulfit. De almindeligt anvendte metoder i vandbehandlingssystemer i termiske kraftværker er kloreringssterilisering og ultrafiltrering af vandbehandlingsteknologi før omvendt osmose.
Som steriliseringsmiddel er klor i stand til hurtigt at inaktivere mange patogene mikroorganismer. Klors effektivitet afhænger af klorkoncentrationen, vandets pH-værdi og kontakttiden. I tekniske applikationer kontrolleres restklor i vand generelt til mere end 0,5~1,0 mg, og reaktionstiden kontrolleres til 20~30 min. Klordoseringen skal bestemmes ved debugging, da organisk materiale i vand også vil forbruge klor. Klor bruges til sterilisering, og den bedste praktiske pH-værdi er 4~6.
Brugen af klorering i havvandssystemer er forskellig fra brugen i brakvand. Normalt er der omkring 65 mg brom i havvand. Når havvand behandles kemisk med hydrogen, vil det først reagere med hypoklorsyrling for at danne hypobromsyrling, således at dens bakteriedræbende effekt er hypovåd syre snarere end hypoklorsyrling, og hypobromsyrling vil ikke nedbrydes ved en højere pH-værdi. Derfor er effekten af klorering bedre end i brakvand.
Da membranelementet af kompositmateriale har visse krav til den resterende klor i vandet, er det nødvendigt at udføre en dekloreringsreduktionsbehandling efter klorsterilisering.
4. Bekæmpelse af organisk forurening
Adsorption af organisk materiale på membranoverfladen vil forårsage et fald i membranfluxen, og i alvorlige tilfælde vil det forårsage et irreversibelt tab af membranflux og påvirke membranens praktiske levetid.
For overfladevand er det meste af vandet naturlige produkter. Gennem koagulationsrensning, DC-koagulationsfiltrering og aktivt kulfiltrering kan den kombinerede behandlingsproces reducere det organiske stof i vandet betydeligt og opfylde kravene til omvendt osmosevand.
5. Kontrol af koncentrationspolarisering
I forbindelse med omvendt osmose er der undertiden en høj koncentrationsgradient mellem det koncentrerede vand på membranoverfladen og det indkommende vand, hvilket kaldes koncentrationspolarisering. Når dette fænomen opstår, dannes der et lag med relativt høj koncentration og relativt stabilt, såkaldt "kritisk lag", på membranoverfladen, hvilket hindrer den effektive implementering af omvendt osmoseproces. Dette skyldes, at koncentrationspolariseringen vil øge det opløsningspermeable tryk på membranoverfladen, og drivkraften bag omvendt osmoseproces vil blive reduceret, hvilket resulterer i en reduktion af vandudbytte og afsaltningshastighed. Når koncentrationspolariseringen er alvorlig, vil nogle let opløste salte udfældes og aflejres på membranoverfladen. For at undgå koncentrationspolarisering er den effektive metode at sørge for, at strømmen af koncentreret vand altid opretholder en turbulent tilstand, dvs. ved at øge indløbsstrømningshastigheden for at øge strømningshastigheden af koncentreret vand, således at koncentrationen af mikroopløst salt på membranoverfladen reduceres til den laveste værdi; Derudover skal det koncentrerede vand på siden af det udskiftede koncentrerede vand skylles i tide, efter at omvendt osmose-vandbehandlingsenheden er lukket ned.
beskrivelse2