- Επεξεργασία Αερίων Αποβλήτων
- Επεξεργασία λάσπης
- Επεξεργασία νερού
- Φορητό σύστημα καθαρισμού νερού τύπου RO
- Σύστημα αντίστροφης όσμωσης από ανοξείδωτο χάλυβα
- Συστήματα επεξεργασίας νερού σε δοχεία
- Σύστημα αφαλάτωσης θαλασσινού νερού
- Συστήματα επεξεργασίας νερού UF
- Συστήματα επεξεργασίας νερού NF
- Συστήματα επεξεργασίας νερού EDI κ.λπ.
- Γραμμή πλήρωσης νερού για μπουκάλια/κουβάδες/τσάντες
- Σύστημα επεξεργασίας λυμάτων MBR
- Ολοκληρωμένη επεξεργασία νερού
0102030405
Βιομηχανικό σύστημα αντίστροφης όσμωσης
Εισαγωγή στο Έργο
Αρχή του συστήματος αντίστροφης όσμωσης
Σε μια ορισμένη θερμοκρασία, μια ημιπερατή μεμβράνη χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του γλυκού νερού από το αλατούχο διάλυμα. Το γλυκό νερό μετακινείται στο αλατούχο διάλυμα μέσω της ημιπερατής μεμβράνης. Καθώς η στάθμη του υγρού στην πλευρά του αλατούχου διαλύματος της δεξιάς κοιλίας αυξάνεται, δημιουργείται μια ορισμένη πίεση για να εμποδίσει το γλυκό νερό από την αριστερή κοιλία να μετακινηθεί προς την πλευρά του αλατούχου διαλύματος και τελικά επιτυγχάνεται ισορροπία. Η πίεση ισορροπίας σε αυτή τη στιγμή ονομάζεται οσμωτική πίεση του διαλύματος και αυτό το φαινόμενο ονομάζεται όσμωση. Εάν μια εξωτερική πίεση που υπερβαίνει την οσμωτική πίεση εφαρμοστεί στην πλευρά του αλατούχου διαλύματος της δεξιάς κοιλίας, το νερό στο αλατούχο διάλυμα της δεξιάς κοιλίας θα μετακινηθεί στο γλυκό νερό της αριστερής κοιλίας μέσω της ημιπερατής μεμβράνης, έτσι ώστε το γλυκό νερό να μπορεί να διαχωριστεί από το αλμυρό νερό. Αυτό το φαινόμενο είναι το αντίθετο του φαινομένου της διαπερατότητας, που ονομάζεται φαινόμενο αντίστροφης διαπερατότητας.
Έτσι, η βάση του συστήματος αφαλάτωσης αντίστροφης όσμωσης είναι
(1) Η επιλεκτική διαπερατότητα της ημιπερατής μεμβράνης, δηλαδή, επιτρέπει επιλεκτικά τη διέλευση του νερού αλλά όχι του αλατιού.
(2) Η εξωτερική πίεση του θαλάμου φυσιολογικού ορού είναι μεγαλύτερη από την οσμωτική πίεση του θαλάμου φυσιολογικού ορού και του θαλάμου γλυκού νερού, η οποία παρέχει την κινητήρια δύναμη για να μετακινηθεί το νερό από τον θάλαμο φυσιολογικού ορού στον θάλαμο γλυκού νερού. Τυπικές οσμωτικές πιέσεις για ορισμένα διαλύματα φαίνονται στον παρακάτω πίνακα.
Η παραπάνω ημιδιαπερατή μεμβράνη που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του γλυκού νερού από το αλμυρό νερό ονομάζεται μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης. Η μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης κατασκευάζεται κυρίως από πολυμερή υλικά. Σήμερα, η μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης που χρησιμοποιείται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς κατασκευάζεται κυρίως από αρωματικά σύνθετα υλικά πολυαμιδίου.
Η τεχνολογία αντίστροφης όσμωσης RO (Reverse Osmosis) είναι μια τεχνολογία διαχωρισμού και φιλτραρίσματος με μεμβράνη που τροφοδοτείται από διαφορά πίεσης. Το μέγεθος των πόρων της είναι τόσο μικρό όσο ένα νανόμετρο (1 νανόμετρο = 10-9 μέτρα). Υπό μια ορισμένη πίεση, μόρια H2O μπορούν να περάσουν μέσα από τη μεμβράνη RO. Ανόργανα άλατα, ιόντα βαρέων μετάλλων, οργανική ύλη, κολλοειδή, βακτήρια, ιοί και άλλες ακαθαρσίες στο νερό πηγής δεν μπορούν να περάσουν μέσα από τη μεμβράνη RO, έτσι ώστε το καθαρό νερό που μπορεί να περάσει και το συμπυκνωμένο νερό που δεν μπορεί να περάσει να μπορούν να διακριθούν αυστηρά.
Σε βιομηχανικές εφαρμογές, οι μονάδες αντίστροφης όσμωσης χρησιμοποιούν εξειδικευμένο εξοπλισμό για να διευκολύνουν τη διαδικασία αντίστροφης όσμωσης. Τα βιομηχανικά συστήματα αντίστροφης όσμωσης έχουν σχεδιαστεί για την επεξεργασία μεγάλων όγκων νερού και χρησιμοποιούνται σε διάφορες βιομηχανίες, όπως η γεωργία, η φαρμακευτική και η μεταποίηση. Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται σε αυτά τα συστήματα έχει σχεδιαστεί ειδικά για να διασφαλίζει ότι η διαδικασία αντίστροφης όσμωσης είναι αποτελεσματική και αποδοτική στην παραγωγή γλυκού νερού από πηγές αλμυρού νερού.
Η διαδικασία αντίστροφης όσμωσης είναι μια σημαντική τεχνολογία για την αφαλάτωση θαλασσινού νερού, η οποία μπορεί να παρέχει γλυκό νερό σε περιοχές όπου το νερό είναι σπάνιο ή όπου οι παραδοσιακές πηγές νερού είναι μολυσμένες. Καθώς ο εξοπλισμός και η τεχνολογία αντίστροφης όσμωσης εξελίσσονται, η διαδικασία παραμένει μια βασική λύση για την έλλειψη νερού και τα προβλήματα ποιότητας σε όλο τον κόσμο.
Τα κύρια χαρακτηριστικά της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης:
Κατευθυντικότητα και χαρακτηριστικά διαχωρισμού του διαχωρισμού με μεμβράνη
Η πρακτική μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης είναι ασύμμετρη μεμβράνη, που αποτελείται από επιφανειακό στρώμα και στρώμα στήριξης, με προφανή κατεύθυνση και επιλεκτικότητα. Η λεγόμενη κατευθυντικότητα είναι η τοποθέτηση της επιφάνειας της μεμβράνης σε άλμη υψηλής πίεσης για αφαλάτωση. Η πίεση αυξάνει τη διαπερατότητα της μεμβράνης από το νερό, ενώ αυξάνεται και ο ρυθμός αφαλάτωσης. Όταν το στρώμα στήριξης της μεμβράνης τοποθετείται σε άλμη υψηλής πίεσης, ο ρυθμός αφαλάτωσης είναι σχεδόν 0 με την αύξηση της πίεσης, αλλά η διαπερατότητα από το νερό αυξάνεται σημαντικά. Λόγω αυτής της κατευθυντικότητας, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντίστροφα κατά την εφαρμογή.
Τα χαρακτηριστικά διαχωρισμού της αντίστροφης όσμωσης για ιόντα και οργανική ύλη στο νερό δεν είναι τα ίδια, τα οποία μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:
(1) Η οργανική ύλη διαχωρίζεται ευκολότερα από την ανόργανη ύλη
(2) Οι ηλεκτρολύτες διαχωρίζονται ευκολότερα από τους μη ηλεκτρολύτες. Οι ηλεκτρολύτες με υψηλά φορτία διαχωρίζονται ευκολότερα και οι ρυθμοί απομάκρυνσής τους είναι γενικά της ακόλουθης σειράς. Fe3+> Ca2+> Na+ PO43-> S042-> C | - για τον ηλεκτρολύτη, όσο μεγαλύτερο είναι το μόριο, τόσο πιο εύκολο είναι να απομακρυνθεί.
(3) Ο ρυθμός απομάκρυνσης ανόργανων ιόντων σχετίζεται με την ένυδρη κατάσταση και την ακτίνα των ένυδρων ιόντων στην κατάσταση ενυδάτωσης ιόντων. Όσο μεγαλύτερη είναι η ακτίνα του ένυδρου ιόντος, τόσο πιο εύκολο είναι να απομακρυνθεί. Η σειρά του ρυθμού απομάκρυνσης έχει ως εξής:
Mg2+, Ca2+> Li+ > Na+ > K+; F-> C|-> Br-> NO3-
(4) Κανόνες διαχωρισμού πολικής οργανικής ύλης:
Αλδεΰδη > Αλκοόλη > Αμίνη > Οξύ, τριτοταγής αμίνη > Δευτεροταγής αμίνη > Πρωτοταγής αμίνη, κιτρικό οξύ > Τρυγικό οξύ > Μηλικό οξύ > Γαλακτικό οξύ > Οξικό οξύ
Οι πρόσφατες εξελίξεις στην επεξεργασία απαερίων αντιπροσωπεύουν σημαντική πρόοδο στην αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προκλήσεων, παρέχοντας παράλληλα ευκαιρίες στις επιχειρήσεις να ευδοκιμήσουν με βιώσιμο και φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο. Αυτή η καινοτόμος λύση είναι βέβαιο ότι θα έχει θετικό αντίκτυπο στους τομείς της επεξεργασίας απαερίων και της προστασίας του περιβάλλοντος, με την υπόσχεσή της για υψηλή απόδοση, χαμηλό λειτουργικό κόστος και μηδενική δευτερογενή ρύπανση.
(5) Ζεύγη ισομερών: tert- > Διαφορετικό (iso-)> Zhong (sec-)> Αρχικό (pri-)
(6) Η απόδοση διαχωρισμού αλάτων νατρίου της οργανικής ύλης είναι καλή, ενώ η φαινόλη και οι οργανισμοί της φαινολικής σειράς εμφανίζουν αρνητικό διαχωρισμό. Όταν υδατικά διαλύματα πολικών ή μη πολικών, διασπασμένων ή μη διασπασμένων οργανικών διαλυμένων ουσιών διαχωρίζονται από μεμβράνη, οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ διαλυμένης ουσίας, διαλύτη και μεμβράνης καθορίζουν την επιλεκτική διαπερατότητα της μεμβράνης. Αυτές οι επιδράσεις περιλαμβάνουν ηλεκτροστατική δύναμη, δύναμη σύνδεσης δεσμού υδρογόνου, υδροφοβικότητα και μεταφορά ηλεκτρονίων.
(7) Γενικά, οι διαλυμένες ουσίες έχουν μικρή επίδραση στις φυσικές ιδιότητες ή στις ιδιότητες μεταφοράς της μεμβράνης. Μόνο η φαινόλη ή ορισμένες οργανικές ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους θα προκαλέσουν διαστολή της οξικής κυτταρίνης σε υδατικό διάλυμα. Η ύπαρξη αυτών των συστατικών γενικά θα μειώσει τη ροή νερού της μεμβράνης, μερικές φορές πολύ.
(8) Η επίδραση απομάκρυνσης νιτρικών, υπερχλωρικών, κυανιούχων και θειοκυανικών δεν είναι τόσο καλή όσο του χλωριδίου, και η επίδραση απομάκρυνσης του άλατος αμμωνίου δεν είναι τόσο καλή όσο του άλατος νατρίου.
(9) Τα περισσότερα από τα συστατικά με σχετική μοριακή μάζα μεγαλύτερη από 150, είτε πρόκειται για ηλεκτρολύτες είτε για μη ηλεκτρολύτες, μπορούν να απομακρυνθούν εύκολα.
Επιπλέον, η σειρά διαχωρισμού της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης για αρωματικούς υδρογονάνθρακες, κυκλοαλκάνια, αλκάνια και χλωριούχο νάτριο είναι διαφορετική.
(2) Αντλία υψηλής πίεσης
Κατά τη λειτουργία της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης, το νερό πρέπει να αποστέλλεται στην καθορισμένη πίεση μέσω αντλίας υψηλής πίεσης για να ολοκληρωθεί η διαδικασία αφαλάτωσης. Σήμερα, οι αντλίες υψηλής πίεσης που χρησιμοποιούνται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς έχουν φυγοκεντρικές, έμβολες και κοχλιωτές και άλλες μορφές, μεταξύ των οποίων η πολυβάθμια φυγοκεντρική αντλία είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Αυτή μπορεί να φτάσει σε ποσοστό άνω του 90% και να εξοικονομήσει ενέργεια. Αυτό το είδος αντλίας χαρακτηρίζεται από υψηλή απόδοση.
(3) Οντολογία αντίστροφης όσμωσης
Το σώμα αντίστροφης όσμωσης είναι μια συνδυασμένη μονάδα επεξεργασίας νερού που συνδυάζει και συνδέει τα εξαρτήματα της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης με σωλήνες σε μια συγκεκριμένη διάταξη. Μια μεμονωμένη μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης ονομάζεται στοιχείο μεμβράνης. Ένας αριθμός αισθητήρων εξαρτημάτων μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης συνδέεται σε σειρά σύμφωνα με ορισμένες τεχνικές απαιτήσεις και συναρμολογείται με ένα μόνο κέλυφος μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης για να σχηματίσει ένα εξάρτημα μεμβράνης.
1. Στοιχείο μεμβράνης
Στοιχείο μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης Μια βασική μονάδα κατασκευασμένη από μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης και υλικό υποστήριξης με βιομηχανική χρήση. Προς το παρόν, τα στοιχεία μεμβράνης σπειροειδούς χρησιμοποιούνται κυρίως σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.
Προς το παρόν, διάφοροι κατασκευαστές μεμβρανών παράγουν μια ποικιλία εξαρτημάτων μεμβρανών για διαφορετικούς βιομηχανικούς χρήστες. Τα στοιχεία μεμβράνης που χρησιμοποιούνται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς μπορούν να χωριστούν σε: στοιχεία μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης με υψηλή πίεση αφαλάτωσης θαλασσινού νερού· στοιχεία αντίστροφης μεμβράνης αφαλάτωσης υφάλμυρου νερού χαμηλής και εξαιρετικά χαμηλής πίεσης· στοιχεία μεμβράνης αντιρρυπαντικής μεμβράνης.
Οι βασικές απαιτήσεις για τα στοιχεία μεμβράνης είναι:
Α. Πυκνότητα συσκευασίας μεμβράνης όσο το δυνατόν υψηλότερη.
Β. Δεν είναι εύκολο να συγκεντρωθεί η πόλωση
Γ. Ισχυρή αντιρρυπαντική ικανότητα
Δ. Είναι βολικό να καθαρίσετε και να αντικαταστήσετε τη μεμβράνη
Ε. Η τιμή είναι φθηνή
2. Κέλυφος μεμβράνης
Το δοχείο πίεσης που χρησιμοποιείται για τη φόρτωση του στοιχείου μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης στη συσκευή σώματος αντίστροφης όσμωσης ονομάζεται κέλυφος μεμβράνης, γνωστό και ως μονάδα κατασκευής "δοχείου πίεσης" είναι η ενέργεια Haide, κάθε δοχείο πίεσης έχει μήκος περίπου 7 μέτρα.
Το κέλυφος της μεμβράνης είναι γενικά κατασκευασμένο από πλαστικό ύφασμα ενισχυμένο με εποξειδικές ίνες γυαλιού και η εξωτερική βούρτσα είναι εποξειδική βαφή. Υπάρχουν επίσης ορισμένοι κατασκευαστές προϊόντων για κέλυφος μεμβράνης από ανοξείδωτο χάλυβα. Λόγω της ισχυρής αντοχής στη διάβρωση του FRP, οι περισσότεροι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί επιλέγουν κέλυφος μεμβράνης FRP. Το υλικό του δοχείου πίεσης είναι FRP.
Οι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση του συστήματος επεξεργασίας νερού αντίστροφης όσμωσης:
Για συγκεκριμένες συνθήκες συστήματος, η ροή νερού και ο ρυθμός αφαλάτωσης είναι τα χαρακτηριστικά της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης και υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν τη ροή νερού και τον ρυθμό αφαλάτωσης του σώματος αντίστροφης όσμωσης, όπως κυρίως η πίεση, η θερμοκρασία, ο ρυθμός ανάκτησης, η αλατότητα εισροής και η τιμή pH.
(1) Επίδραση πίεσης
Η πίεση εισόδου της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης επηρεάζει άμεσα τη ροή της μεμβράνης και τον ρυθμό αφαλάτωσης της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης. Η αύξηση της ροής της μεμβράνης έχει γραμμική σχέση με την πίεση εισόδου της αντίστροφης όσμωσης. Ο ρυθμός αφαλάτωσης έχει γραμμική σχέση με την πίεση εισροής, αλλά όταν η πίεση φτάσει σε μια ορισμένη τιμή, η καμπύλη μεταβολής του ρυθμού αφαλάτωσης τείνει να είναι επίπεδη και ο ρυθμός αφαλάτωσης δεν αυξάνεται πλέον.
(2) Επίδραση θερμοκρασίας
Ο ρυθμός αφαλάτωσης μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας εισόδου της αντίστροφης όσμωσης. Ωστόσο, η ροή απόδοσης νερού αυξάνεται σχεδόν γραμμικά. Ο κύριος λόγος είναι ότι όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, το ιξώδες των μορίων του νερού μειώνεται και η ικανότητα διάχυσης είναι ισχυρή, επομένως η ροή του νερού αυξάνεται. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, ο ρυθμός διέλευσης του αλατιού μέσω της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης θα επιταχυνθεί, επομένως ο ρυθμός αφαλάτωσης θα μειωθεί. Η θερμοκρασία του ακατέργαστου νερού είναι ένας σημαντικός δείκτης αναφοράς για το σχεδιασμό ενός συστήματος αντίστροφης όσμωσης. Για παράδειγμα, όταν ένας σταθμός παραγωγής ενέργειας υφίσταται τεχνικό μετασχηματισμό της αντίστροφης όσμωσης, η θερμοκρασία του νερού του ακατέργαστου νερού στο σχεδιασμό υπολογίζεται σύμφωνα με τους 25℃ και η υπολογιζόμενη πίεση εισόδου είναι 1,6MPa. Ωστόσο, η θερμοκρασία του νερού κατά την πραγματική λειτουργία του συστήματος είναι μόνο 8℃ και η πίεση εισόδου πρέπει να αυξηθεί στα 2,0MPa για να διασφαλιστεί η ροή σχεδιασμού του γλυκού νερού. Ως αποτέλεσμα, η κατανάλωση ενέργειας της λειτουργίας του συστήματος αυξάνεται, η διάρκεια ζωής του εσωτερικού δακτυλίου στεγανοποίησης του εξαρτήματος μεμβράνης της συσκευής αντίστροφης όσμωσης μειώνεται και η ποσότητα συντήρησης του εξοπλισμού αυξάνεται.
(3) Επίδραση στην περιεκτικότητα σε αλάτι
Η συγκέντρωση αλατιού στο νερό είναι ένας σημαντικός δείκτης που επηρεάζει την οσμωτική πίεση της μεμβράνης, και η οσμωτική πίεση της μεμβράνης αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αλάτι. Υπό την προϋπόθεση ότι η πίεση εισόδου της αντίστροφης όσμωσης παραμένει αμετάβλητη, η περιεκτικότητα σε αλάτι του νερού εισόδου αυξάνεται. Επειδή η αύξηση της οσμωτικής πίεσης αντισταθμίζει μέρος της δύναμης εισόδου, η ροή μειώνεται και μειώνεται επίσης ο ρυθμός αφαλάτωσης.
(4) Η επίδραση του ποσοστού ανάκτησης
Η αύξηση του ρυθμού ανάκτησης του συστήματος αντίστροφης όσμωσης θα οδηγήσει σε υψηλότερη περιεκτικότητα σε αλάτι στο νερό εισόδου του στοιχείου μεμβράνης κατά μήκος της κατεύθυνσης ροής, με αποτέλεσμα την αύξηση της οσμωτικής πίεσης. Αυτό θα αντισταθμίσει την κινητήρια επίδραση της πίεσης του νερού εισόδου της αντίστροφης όσμωσης, μειώνοντας έτσι τη ροή απόδοσης νερού. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε αλάτι στο νερό εισόδου του στοιχείου μεμβράνης οδηγεί στην αύξηση της περιεκτικότητας σε αλάτι στο γλυκό νερό, μειώνοντας έτσι τον ρυθμό αφαλάτωσης. Στο σχεδιασμό του συστήματος, ο μέγιστος ρυθμός ανάκτησης του συστήματος αντίστροφης όσμωσης δεν εξαρτάται από τον περιορισμό της οσμωτικής πίεσης, αλλά συχνά εξαρτάται από τη σύνθεση και την περιεκτικότητα σε αλάτι στο ακατέργαστο νερό, επειδή με τη βελτίωση του ρυθμού ανάκτησης, μικροδιαλυτά άλατα όπως το ανθρακικό ασβέστιο, το θειικό ασβέστιο και το πυρίτιο θα συσσωρευτούν κατά τη διαδικασία συμπύκνωσης.
(5) Η επίδραση της τιμής του pH
Το εύρος pH που εφαρμόζεται σε διαφορετικούς τύπους στοιχείων μεμβράνης ποικίλλει σημαντικά. Για παράδειγμα, η ροή νερού και ο ρυθμός αφαλάτωσης της οξικής μεμβράνης τείνουν να είναι σταθεροί στο εύρος τιμών pH 4-8 και επηρεάζονται σημαντικά στο εύρος τιμών pH κάτω από 4 ή υψηλότερο από 8. Προς το παρόν, η συντριπτική πλειοψηφία των υλικών μεμβράνης που χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία βιομηχανικού νερού είναι σύνθετα υλικά, τα οποία προσαρμόζονται σε ένα ευρύ φάσμα τιμών pH (η τιμή pH μπορεί να ελεγχθεί στο εύρος 3~10 σε συνεχή λειτουργία και η ροή μεμβράνης και ο ρυθμός αφαλάτωσης σε αυτό το εύρος είναι σχετικά σταθεροί.
Μέθοδος προεπεξεργασίας μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης:
Η διήθηση με μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης διαφέρει από τη διήθηση με φίλτρο κλίνης, καθώς η κλίνη φίλτρου είναι πλήρης διήθηση, δηλαδή το ακατέργαστο νερό διέρχεται από όλο το στρώμα του φίλτρου. Η διήθηση με μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης είναι μια μέθοδος διήθησης διασταυρούμενης ροής, δηλαδή ένα μέρος του νερού στο ακατέργαστο νερό διέρχεται από τη μεμβράνη σε κάθετη κατεύθυνση με τη μεμβράνη. Αυτή τη στιγμή, τα άλατα και οι διάφοροι ρύποι παρεμποδίζονται από τη μεμβράνη και μεταφέρονται από το υπόλοιπο μέρος του ακατέργαστου νερού που ρέει παράλληλα με την επιφάνεια της μεμβράνης, αλλά οι ρύποι δεν μπορούν να απομακρυνθούν πλήρως. Με την πάροδο του χρόνου, οι υπολειμματικοί ρύποι θα κάνουν τη ρύπανση των στοιχείων της μεμβράνης πιο σοβαρή. Και όσο υψηλότεροι είναι οι ρύποι του ακατέργαστου νερού και ο ρυθμός ανάκτησης, τόσο ταχύτερη είναι η ρύπανση της μεμβράνης.
1. Έλεγχος κλίμακας
Όταν τα αδιάλυτα άλατα στο ακατέργαστο νερό συγκεντρώνονται συνεχώς στο στοιχείο της μεμβράνης και υπερβαίνουν το όριο διαλυτότητάς τους, θα καθιζάνουν στην επιφάνεια της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης, κάτι που ονομάζεται "αποκαθήλωση". Όταν προσδιορίζεται η πηγή νερού, καθώς αυξάνεται ο ρυθμός ανάκτησης του συστήματος αντίστροφης όσμωσης, αυξάνεται και ο κίνδυνος αποκαθήλωσης. Προς το παρόν, είναι σύνηθες να αυξάνονται οι ρυθμοί ανακύκλωσης λόγω έλλειψης νερού ή περιβαλλοντικών επιπτώσεων από την απόρριψη λυμάτων. Σε αυτήν την περίπτωση, τα προσεκτικά μέτρα ελέγχου της αποκαθήλωσης είναι ιδιαίτερα σημαντικά. Στο σύστημα αντίστροφης όσμωσης, τα κοινά πυρίμαχα άλατα είναι τα CaCO3, CaSO4 και Si02, και άλλες ενώσεις που μπορούν να παράγουν αποκαθήλωση είναι τα CaF2, BaS04, SrS04 και Ca3(PO4)2. Η κοινή μέθοδος αναστολής της αποκαθήλωσης είναι η προσθήκη αναστολέα αποκαθήλωσης. Οι αναστολείς αποκαθήλωσης που χρησιμοποιούνται στο εργαστήριό μου είναι οι Nalco PC191 και Europe and America NP200.
2. Έλεγχος κολλοειδούς και στερεάς μόλυνσης από σωματίδια
Η ρύπανση από κολλοειδή και σωματίδια μπορεί να επηρεάσει σοβαρά την απόδοση των στοιχείων της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης, όπως η σημαντική μείωση της παραγωγής γλυκού νερού, ενώ μερικές φορές μειώνει και τον ρυθμό αφαλάτωσης. Το αρχικό σύμπτωμα της ρύπανσης από κολλοειδή και σωματίδια είναι η αύξηση της διαφοράς πίεσης μεταξύ της εισόδου και της εξόδου των στοιχείων της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης.
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να αξιολογήσουμε το κολλοειδές και τα σωματίδια νερού σε στοιχεία μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης είναι να μετρήσουμε την τιμή SDI του νερού, που μερικές φορές ονομάζεται τιμή F (δείκτης ρύπανσης), η οποία είναι ένας από τους σημαντικούς δείκτες για την παρακολούθηση της λειτουργίας του συστήματος προεπεξεργασίας αντίστροφης όσμωσης.
Ο δείκτης πυκνότητας λάσπης (SDI) είναι η μεταβολή της ταχύτητας διήθησης του νερού ανά μονάδα χρόνου που υποδεικνύει τη ρύπανση της ποιότητας του νερού. Η ποσότητα κολλοειδών και σωματιδιακής ύλης στο νερό επηρεάζει το μέγεθος του SDI. Η τιμή του SDI μπορεί να προσδιοριστεί με όργανο SDI.
3. Έλεγχος της μικροβιακής μόλυνσης της μεμβράνης
Οι μικροοργανισμοί στο ακατέργαστο νερό περιλαμβάνουν κυρίως βακτήρια, φύκια, μύκητες, ιούς και άλλους ανώτερους οργανισμούς. Κατά τη διαδικασία της αντίστροφης όσμωσης, οι μικροοργανισμοί και τα διαλυμένα θρεπτικά συστατικά στο νερό θα συγκεντρώνονται και θα εμπλουτίζονται συνεχώς στο στοιχείο της μεμβράνης, το οποίο γίνεται το ιδανικό περιβάλλον και η διαδικασία για τον σχηματισμό βιοφίλμ. Η βιολογική μόλυνση των συστατικών της μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης θα επηρεάσει σοβαρά την απόδοση του συστήματος αντίστροφης όσμωσης. Η διαφορά πίεσης μεταξύ της εισόδου και της εξόδου των συστατικών της αντίστροφης όσμωσης αυξάνεται ραγδαία, με αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης νερού των συστατικών της μεμβράνης. Μερικές φορές, θα εμφανιστεί βιολογική μόλυνση στην πλευρά της παραγωγής νερού, με αποτέλεσμα τη μόλυνση του νερού παραγωγής. Για παράδειγμα, κατά τη συντήρηση συσκευών αντίστροφης όσμωσης σε ορισμένους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, βρίσκεται πράσινη βρύα στα στοιχεία της μεμβράνης και στους σωλήνες γλυκού νερού, η οποία αποτελεί μια τυπική μικροβιακή ρύπανση.
Μόλις το στοιχείο μεμβράνης μολυνθεί από μικροοργανισμούς και παράγει βιοφίλμ, ο καθαρισμός του στοιχείου μεμβράνης είναι πολύ δύσκολος. Επιπλέον, τα βιοφίλμ που δεν αφαιρούνται πλήρως θα προκαλέσουν ξανά ταχεία ανάπτυξη μικροοργανισμών. Επομένως, ο έλεγχος των μικροοργανισμών είναι επίσης ένα από τα πιο σημαντικά καθήκοντα της προεπεξεργασίας, ειδικά για συστήματα προεπεξεργασίας αντίστροφης όσμωσης που χρησιμοποιούν θαλασσινό νερό, επιφανειακά ύδατα και λύματα ως πηγές νερού.
Οι κύριες μέθοδοι για την πρόληψη μικροοργανισμών μεμβράνης είναι: χλώριο, επεξεργασία με μικροδιήθηση ή υπερδιήθηση, οξείδωση με όζον, αποστείρωση με υπεριώδη ακτινοβολία, προσθήκη διθειώδους νατρίου. Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι στο σύστημα επεξεργασίας νερού θερμοηλεκτρικών σταθμών είναι η αποστείρωση με χλωρίωση και η τεχνολογία επεξεργασίας νερού με υπερδιήθηση πριν από την αντίστροφη όσμωση.
Ως αποστειρωτικό μέσο, το χλώριο είναι σε θέση να απενεργοποιήσει γρήγορα πολλούς παθογόνους μικροοργανισμούς. Η αποτελεσματικότητα του χλωρίου εξαρτάται από τη συγκέντρωση χλωρίου, το pH του νερού και τον χρόνο επαφής. Σε εφαρμογές μηχανικής, το υπολειμματικό χλώριο στο νερό ελέγχεται γενικά σε περισσότερο από 0,5~1,0mg και ο χρόνος αντίδρασης ελέγχεται στα 20~30min. Η δοσολογία του χλωρίου πρέπει να προσδιορίζεται με εντοπισμό σφαλμάτων, επειδή η οργανική ύλη στο νερό καταναλώνει επίσης χλώριο. Το χλώριο χρησιμοποιείται για αποστείρωση και η καλύτερη πρακτική τιμή pH είναι 4~6.
Η χρήση της χλωρίωσης σε συστήματα θαλασσινού νερού διαφέρει από αυτή στο υφάλμυρο νερό. Συνήθως υπάρχουν περίπου 65 mg βρωμίου στο θαλασσινό νερό. Όταν το θαλασσινό νερό υποβάλλεται σε χημική επεξεργασία με υδρογόνο, αντιδρά πρώτα με υποχλωριώδες οξύ για να σχηματίσει υποβρωμικό οξύ, έτσι ώστε η βακτηριοκτόνος δράση του να είναι υπουγρό οξύ αντί για υποχλωριώδες οξύ, και το υποβρωμικό οξύ δεν θα αποσυντεθεί σε υψηλότερη τιμή pH. Επομένως, η επίδραση της χλωρίωσης είναι καλύτερη από ό,τι στο υφάλμυρο νερό.
Επειδή το στοιχείο μεμβράνης του σύνθετου υλικού έχει ορισμένες απαιτήσεις σχετικά με το υπολειμματικό χλώριο στο νερό, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί επεξεργασία αποχλωρίωσης-αναγωγής μετά την αποστείρωση με χλώριο.
4. Έλεγχος της οργανικής ρύπανσης
Η προσρόφηση οργανικής ύλης στην επιφάνεια της μεμβράνης θα προκαλέσει μείωση της ροής της μεμβράνης και, σε σοβαρές περιπτώσεις, θα προκαλέσει μη αναστρέψιμη απώλεια ροής μεμβράνης και θα επηρεάσει την πρακτική διάρκεια ζωής της μεμβράνης.
Για τα επιφανειακά ύδατα, το μεγαλύτερο μέρος του νερού είναι φυσικά προϊόντα, μέσω της διαύγασης πήξης, της διήθησης πήξης DC και της συνδυασμένης διαδικασίας επεξεργασίας με διήθηση ενεργού άνθρακα, μπορεί να μειώσει σημαντικά την οργανική ύλη στο νερό, για να καλύψει τις απαιτήσεις του νερού αντίστροφης όσμωσης.
5. Έλεγχος πόλωσης συγκέντρωσης
Κατά τη διαδικασία της αντίστροφης όσμωσης, υπάρχει μερικές φορές μια υψηλή κλίση συγκέντρωσης μεταξύ του συμπυκνωμένου νερού στην επιφάνεια της μεμβράνης και του εισερχόμενου νερού, η οποία ονομάζεται πόλωση συγκέντρωσης. Όταν συμβαίνει αυτό το φαινόμενο, ένα στρώμα σχετικά υψηλής συγκέντρωσης και σχετικά σταθερό, το λεγόμενο "κρίσιμο στρώμα", θα σχηματιστεί στην επιφάνεια της μεμβράνης, το οποίο εμποδίζει την αποτελεσματική εφαρμογή της διαδικασίας αντίστροφης όσμωσης. Αυτό συμβαίνει επειδή η πόλωση συγκέντρωσης θα αυξήσει την πίεση διαπερατότητας του διαλύματος στην επιφάνεια της μεμβράνης και η κινητήρια δύναμη της διαδικασίας αντίστροφης όσμωσης θα μειωθεί, με αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης νερού και του ρυθμού αφαλάτωσης. Όταν η πόλωση συγκέντρωσης είναι σοβαρή, ορισμένα ελαφρώς διαλυμένα άλατα θα καθιζάνουν και θα συσσωρεύονται στην επιφάνεια της μεμβράνης. Για να αποφευχθεί η πόλωση συγκέντρωσης, η αποτελεσματική μέθοδος είναι να διατηρείται η ροή του συμπυκνωμένου νερού πάντα σε τυρβώδη κατάσταση, δηλαδή, αυξάνοντας τον ρυθμό ροής εισόδου για να αυξηθεί ο ρυθμός ροής του συμπυκνωμένου νερού, έτσι ώστε η συγκέντρωση του μικροδιαλυμένου άλατος στην επιφάνεια της μεμβράνης να μειωθεί στη χαμηλότερη τιμή. Επιπλέον, μετά το κλείσιμο της συσκευής επεξεργασίας νερού αντίστροφης όσμωσης, το συμπυκνωμένο νερό στην πλευρά του αντικατασταθέντος συμπυκνωμένου νερού πρέπει να πλυθεί εγκαίρως.
περιγραφή2