- Пречишћавање отпадних гасова
- Третман муља
- Пречишћавање воде
- Преносна кутија за пречишћавање воде типа - RO систем
- Систем реверзне осмозе од нерђајућег челика
- Системи за пречишћавање воде у контејнерима
- Систем за десалинизацију морске воде
- Системи за пречишћавање воде UF
- Системи за пречишћавање воде НФ
- EDI системи за пречишћавање воде итд.
- Линија за пуњење воде у флаше/канте/кесе
- Систем за пречишћавање отпадних вода MBR
- Свеобухватни третман воде
0102030405
Индустријски систем реверзне осмозе
Увод у пројекат
Принцип система реверзне осмозе
На одређеној температури, полупропусна мембрана се користи за одвајање свеже воде од слане воде. Слана вода се креће ка сланој води кроз полупропустљиву мембрану. Како се ниво течности на сланој страни десне коморе повећава, ствара се одређени притисак који спречава да свежа вода из леве коморе пређе на слану страну, и коначно се достиже равнотежа. Равнотежни притисак у овом тренутку назива се осмотски притисак раствора, а овај феномен се назива осмоза. Ако се на слану страну десне коморе примени спољашњи притисак који прелази осмотски притисак, вода у сланом раствору десне коморе ће се померити ка свежој води леве коморе кроз полупропустљиву мембрану, тако да се свежа вода може одвојити од слане воде. Овај феномен је супротан феномену пропустљивости, назива се феномен обрнуте пропустљивости.
Дакле, основа система за десалинизацију реверзном осмозом је
(1) Селективна пропустљивост полупропустљиве мембране, односно селективно пропушта воду, али не пропушта со;
(2) Спољни притисак слане коморе је већи од осмотског притиска слане коморе и коморе са слатком водом, што обезбеђује покретачку силу за кретање воде из слане коморе у комору са слатком водом. Типични осмотски притисци за неке растворе приказани су у табели испод.
Горе наведена полупропусна мембрана која се користи за одвајање слатке воде од слане воде назива се мембрана реверзне осмозе. Мембрана реверзне осмозе је углавном направљена од полимерних материјала. Тренутно, мембрана реверзне осмозе која се користи у термоелектранама је углавном направљена од ароматичних полиамидних композитних материјала.
RO (реверзна осмоза) технологија реверзне осмозе је технологија мембранске сепарације и филтрације коју покреће разлика у притиску. Величина пора је само нанометар (1 нанометар = 10-9 метара). Под одређеним притиском, молекули H2O могу проћи кроз RO мембрану, док неорганске соли, јони тешких метала, органске материје, колоиди, бактерије, вируси и друге нечистоће у изворној води не могу проћи кроз RO мембрану, тако да се чиста вода која може проћи и концентрована вода која не може проћи може строго разликовати.
У индустријским применама, постројења за реверзну осмозу користе специјализовану опрему за олакшавање процеса реверзне осмозе. Индустријски системи реверзне осмозе су дизајнирани за третман великих количина воде и користе се у разним индустријама, укључујући пољопривреду, фармацеутску индустрију и производњу. Опрема која се користи у овим системима је посебно дизајнирана да осигура да је процес реверзне осмозе ефикасан и делотворан у производњи свеже воде из извора слане воде.
Процес реверзне осмозе је важна технологија за десалинизацију морске воде, која може да обезбеди свежу воду подручјима где је вода оскудна или где су традиционални извори воде загађени. Како опрема и технологија реверзне осмозе напредују, процес остаје кључно решење за несташицу воде и проблеме са квалитетом широм света.
Главне карактеристике мембране реверзне осмозе:
Усмереност и карактеристике сепарације мембранске сепарације
Практична мембрана за реверзну осмозу је асиметрична мембрана, постоји површински слој и носећи слој, има очигледан смер и селективност. Такозвана усмереност подразумева стављање површине мембране у слани раствор под високим притиском ради одсољавања, при чему притисак повећава пропустљивост мембране за воду, а самим тим се повећава и брзина одсољавања. Када се носећи слој мембране стави у слани раствор под високим притиском, брзина одсољавања је скоро нула са повећањем притиска, али се пропустљивост за воду значајно повећава. Због ове усмерености, не може се користити у обрнутом смеру када се примењује.
Карактеристике раздвајања реверзне осмозе за јоне и органске материје у води нису исте, што се може сумирати на следећи начин
(1) Органска материја се лакше одваја од неорганске материје
(2) Електролити се лакше одвајају од неелектролита. Електролити са високим наелектрисањем се лакше одвајају, а њихове брзине уклањања су генерално следећим редоследом. Fe3+> Ca2+> Na+ PO43-> S042-> C | - за електролит, што је већи молекул, то га је лакше уклонити.
(3) Брзина уклањања неорганских јона је повезана са хидратом и радијусом хидратисаних јона у стању хидратације јона. Што је већи радијус хидратисаног јона, то га је лакше уклонити. Редослед брзине уклањања је следећи:
Мг2+, Ца2+> Ли+ > На+ > К+; Ф-> Ц|-> Бр-> НО3-
(4) Правила раздвајања поларне органске материје:
Алдехид > Алкохол > Амин > Киселина, терцијарни амин > Секундарни амин > Примарни амин, лимунска киселина > Винска киселина > Јабучна киселина > Млечна киселина > Сирћетна киселина
Недавни напредак у третману отпадних гасова представља значајан напредак у решавању еколошких изазова, а истовремено пружа могућности предузећима да напредују на одржив и еколошки прихватљив начин. Ово иновативно решење ће сигурно имати позитиван утицај у областима третмана отпадних гасова и заштите животне средине, са обећањем високе ефикасности, ниских оперативних трошкова и нултог секундарног загађења.
(5) Упарени изомери: терц- > Различито (изо-)> Зхонг (сек-)> Оригинално (при-)
(6) Перформансе раздвајања натријумових соли органске материје су добре, док фенол и организми фенолног реда показују негативно раздвајање. Када се водени раствори поларних или неполарних, дисоцираних или недисоцираних органских растворених супстанци раздвајају мембраном, силе интеракције између растворене супстанце, растварача и мембране одређују селективну пропустљивост мембране. Ови ефекти укључују електростатичку силу, силу везивања водоничних веза, хидрофобност и пренос електрона.
(7) Генерално, растворене супстанце имају мали утицај на физичка својства или преносна својства мембране. Само фенол или нека органска једињења мале молекулске тежине ће учинити да се целулозни ацетат шири у воденом раствору. Присуство ових компоненти ће генерално смањити проток воде кроз мембрану, понекад и значајно.
(8) Ефекат уклањања нитрата, перхлората, цијанида и тиоцијаната није тако добар као код хлорида, а ефекат уклањања амонијумове соли није тако добар као код натријуме соли.
(9) Већина компоненти са релативном молекулском масом већом од 150, било да су електролитне или неелектролитне, може се добро уклонити
Поред тога, редослед раздвајања мембране реверзне осмозе за ароматичне угљоводонике, циклоалкане, алкане и натријум хлорид је другачији.
(2) Пумпа високог притиска
Приликом рада мембране реверзне осмозе, вода мора бити послата до задатаг притиска помоћу пумпе високог притиска како би се завршио процес одсољавања. Тренутно, пумпе високог притиска које се користе у термоелектранама имају центрифугалне, клипне и вијчане и друге облике, међу којима је вишестепена центрифугална пумпа најчешће коришћена. Ово може достићи више од 90% ефикасности и уштедети енергију. Ова врста пумпе карактерише се високом ефикасношћу.
(3) Онтологија реверзне осмозе
Тело за реверзну осмозу је комбинована јединица за пречишћавање воде која комбинује и повезује компоненте мембране реверзне осмозе са цевима у одређеном распореду. Једна мембрана реверзне осмозе назива се мембрански елемент. Сензорски број компоненти мембране реверзне осмозе је повезан серијски према одређеним техничким захтевима и склопљен је са једном љуском мембране реверзне осмозе како би се формирала мембранска компонента.
1. Мембрански елемент
Елемент мембране за реверзну осмозу Основна јединица направљена од мембране за реверзну осмозу и носећег материјала са индустријском функцијом. Тренутно се елементи мембране са спиралом углавном користе у термоелектранама.
Тренутно, различити произвођачи мембрана производе разне мембранске компоненте за различите индустријске кориснике. Мембрански елементи који се примењују у термоелектранама могу се грубо поделити на: мембранске елементе за реверзну осмозу и десалинизацију морске воде високог притиска; реверзне мембранске елементе за десалинизацију боћате воде ниског и ултра ниског притиска; мембранске елементе против обрастања.
Основни захтеви за мембранске елементе су:
А. Густина паковања филма што је могуће већа.
Б. Није лако поларизовати концентрацију
C. Јака способност против загађења
D. Погодно је очистити и заменити мембрану
Е. Цена је ниска
2. Мембранска љуска
Посуда под притиском која се користи за пуњење елемента мембране реверзне осмозе у уређају за реверзну осмозу назива се мембранска љуска, позната и као „посуда под притиском“, производна јединица је Хаиде енергија, свака посуда под притиском је дугачка око 7 метара.
Омотач фолије је генерално направљен од епоксидне пластичне тканине ојачане стакленим влакнима, а спољна четка је од епоксидне боје. Постоје и неки произвођачи производа за фолију од нерђајућег челика. Због јаке отпорности на корозију FRP-а, већина термоелектрана бира FRP фолију. Материјал посуде под притиском је FRP.
Фактори који утичу на перформансе система за пречишћавање воде реверзном осмозом:
За специфичне услове система, проток воде и брзина одсаљивања су карактеристике мембране реверзне осмозе, а постоји много фактора који утичу на проток воде и брзину одсаљивања тела реверзне осмозе, углавном укључујући притисак, температуру, брзину опоравка, салинитет дотока и pH вредност.
(1) Утицај притиска
Улазни притисак мембране реверзне осмозе директно утиче на мембрански флукс и брзину одсаљивања мембране реверзне осмозе. Повећање мембранског флукса има линеарну везу са улазним притиском реверзне осмозе. Брзина одсаљивања има линеарну везу са притиском дотока, али када притисак достигне одређену вредност, крива промене брзине одсаљивања тежи да буде равна и брзина одсаљивања се више не повећава.
(2) Утицај температуре
Брзина десалинизације се смањује са повећањем улазне температуре реверзне осмозе. Међутим, проток воде расте готово линеарно. Главни разлог је тај што када температура расте, вискозност молекула воде се смањује, а способност дифузије је јака, па се проток воде повећава. Са повећањем температуре, брзина проласка соли кроз мембрану реверзне осмозе ће се убрзати, па ће се брзина десалинизације смањити. Температура сирове воде је важан референтни индекс за пројектовање система реверзне осмозе. На пример, када електрана пролази кроз техничку трансформацију инжењерства реверзне осмозе, температура воде сирове воде у пројекту се израчунава према 25℃, а израчунати улазни притисак је 1,6MPa. Међутим, температура воде у стварном раду система је само 8℃, а улазни притисак мора се повећати на 2,0MPa како би се осигурао пројектовани проток свеже воде. Као резултат тога, потрошња енергије система се повећава, век трајања унутрашњег заптивног прстена мембранске компоненте уређаја за реверзну осмозу се скраћује, а повећава се и количина потребна за одржавањем опреме.
(3) Утицај садржаја соли
Концентрација соли у води је важан индекс који утиче на осмотски притисак мембране, а осмотски притисак мембране расте са повећањем садржаја соли. Под условом да улазни притисак реверзне осмозе остане непромењен, садржај соли у улазној води се повећава. Пошто повећање осмотског притиска надокнађује део улазне силе, флукс се смањује, а самим тим се смањује и брзина десалинизације.
(4) Утицај стопе опоравка
Повећање стопе опоравка система реверзне осмозе довешће до већег садржаја соли у улазној води мембранског елемента дуж смера протока, што ће резултирати повећањем осмотског притиска. Ово ће надокнадити покретачки ефекат притиска улазне воде реверзне осмозе, чиме се смањује проток воде. Повећање садржаја соли у улазној води мембранског елемента доводи до повећања садржаја соли у свежој води, чиме се смањује стопа десалинизације. У дизајну система, максимална стопа опоравка система реверзне осмозе не зависи од ограничења осмотског притиска, већ често зависи од састава и садржаја соли у сировој води, јер ће се са побољшањем стопе опоравка микрорастворљиве соли попут калцијум карбоната, калцијум сулфата и силицијума таложити у процесу концентрације.
(5) Утицај pH вредности
Опсег pH вредности који се примењује на различите типове мембранских елемената значајно варира. На пример, проток воде и брзина десалинизације ацетатне мембране имају тенденцију да буду стабилни у опсегу pH вредности 4-8, а значајно су погођени у опсегу pH вредности испод 4 или више од 8. Тренутно, велика већина мембранских материјала који се користе у индустријском третману воде су композитни материјали, који се прилагођавају широком опсегу pH вредности (pH вредност се може контролисати у опсегу од 3~10 у континуираном раду, а проток мембране и брзина десалинизације у овом опсегу су релативно стабилни.
Метода претходне обраде мембраном реверзне осмозе:
Филтрација мембраном реверзне осмозе разликује се од филтрације кроз филтер слој. Филтер слој је потпуна филтрација, односно сирова вода пролази кроз цео слој филтера. Филтрација мембраном реверзне осмозе је метода филтрације са унакрсним протоком, односно део воде у сировој води пролази кроз мембрану у вертикалном смеру са мембраном. У овом тренутку, соли и разни загађивачи се задржавају од стране мембране, а преостали део сирове воде тече паралелно са површином мембране, али се загађивачи не могу у потпуности уклонити. Временом, преостали загађивачи ће озбиљније загађивати мембрански елемент. Што је већа количина загађивача у сировој води и брзина опоравка, то је брже загађење мембране.
1. Контрола скале
Када се нерастворљиве соли у сировој води континуирано концентришу у мембранском елементу и прелазе своју границу растворљивости, оне ће се таложити на површини мембране реверзне осмозе, што се назива „накупљање каменца“. Када се одреди извор воде, како се повећава стопа опоравка система реверзне осмозе, повећава се и ризик од накупљања каменца. Тренутно је уобичајено повећати стопе рециклаже због несташице воде или утицаја испуштања отпадних вода на животну средину. У овом случају, посебно су важне промишљене мере контроле накупљања каменца. У системима реверзне осмозе, уобичајене ватросталне соли су CaCO3, CaSO4 и Si02, а друга једињења која могу да произведу каменца су CaF2, BaS04, SrS04 и Ca3(PO4)2. Уобичајена метода инхибиције накупљања каменца је додавање инхибитора накупљања каменца. Инхибитори каменца који се користе у мојој радионици су Nalco PC191 и Europe and America NP200.
2. Контрола контаминације колоидним и чврстим честицама
Колоидно и честично загађење може озбиљно утицати на перформансе елемената мембране реверзне осмозе, као што је значајно смањење производње свеже воде, понекад и смањење брзине десалинизације, почетни симптом колоидног и честичног загађења је повећање разлике притиска између улаза и излаза компоненти мембране реверзне осмозе.
Најчешћи начин за процену колоида воде и честица у елементима мембране реверзне осмозе је мерење SDI вредности воде, понекад назване F вредност (индекс загађења), што је један од важних индикатора за праћење рада система за претходну обраду реверзне осмозе.
Индекс густине муља (SDI) је промена брзине филтрације воде по јединици времена која указује на загађење квалитета воде. Количина колоида и честица у води утицаће на величину SDI. Вредност SDI може се одредити SDI инструментом.
3. Контрола микробне контаминације мембрана
Микроорганизми у сировој води углавном укључују бактерије, алге, гљивице, вирусе и друге више организме. У процесу реверзне осмозе, микроорганизми и растворени хранљиви састојци у води ће се континуирано концентрисати и обогаћивати у мембранском елементу, што постаје идеално окружење и процес за формирање биофилма. Биолошка контаминација компоненти мембране реверзне осмозе озбиљно ће утицати на перформансе система реверзне осмозе. Разлика притиска између улаза и излаза компоненти реверзне осмозе брзо се повећава, што доводи до смањења приноса воде мембранских компоненти. Понекад ће доћи до биолошке контаминације на страни производње воде, што резултира контаминацијом произведене воде. На пример, приликом одржавања уређаја за реверзну осмозу у неким термоелектранама, зелена маховина се налази на мембранским елементима и цевима за свежу воду, што је типично микробно загађење.
Када се мембрански елемент контаминира микроорганизмима и створи биофилм, чишћење мембранског елемента је веома тешко. Поред тога, биофилмови који се не уклоне у потпуности изазват ће поновни брзи раст микроорганизама. Стога је контрола микроорганизама такође један од најважнијих задатака претходних третмана, посебно за системе претходних третмана реверзном осмозом који користе морску воду, површинске воде и отпадне воде као изворе воде.
Главне методе за спречавање мембранских микроорганизама су: хлор, микрофилтрација или ултрафилтрација, озонска оксидација, ултраљубичаста стерилизација, додавање натријум бисулфита. Уобичајено коришћене методе у системима за пречишћавање воде термоелектрана су хлорисање, стерилизација и технологија ултрафилтрације воде пре реверзне осмозе.
Као средство за стерилизацију, хлор је у стању да брзо инактивира многе патогене микроорганизме. Ефикасност хлора зависи од концентрације хлора, pH вредности воде и времена контакта. У инжењерским применама, резидуални хлор у води се генерално контролише на више од 0,5~1,0 мг, а време реакције се контролише на 20~30 минута. Дозирање хлора треба одредити дебаговањем, јер органске материје у води такође троше хлор. Хлор се користи за стерилизацију, а најбоља практична pH вредност је 4~6.
Употреба хлорисања у системима са морском водом разликује се од оног у боћатој води. Обично се у морској води налази око 65 мг брома. Када се морска вода хемијски третира водоником, она ће прво реаговати са хипохлорном киселином и формирати хипобромну киселину, тако да је њен бактерицидни ефекат хиповлажна киселина, а не хипохлорна киселина, и хипобромна киселина се неће разлагати на вишој pH вредности. Стога је ефекат хлорисања бољи него у боћатој води.
Пошто мембрански елемент од композитног материјала има одређене захтеве у погледу резидуалног хлора у води, неопходно је спровести третман за смањење хлорисања након стерилизације хлором.
4. Контрола органског загађења
Адсорпција органске материје на површини мембране узроковаће смањење мембранског флукса, а у тешким случајевима ће изазвати неповратан губитак мембранског флукса и утицати на практични век трајања мембране.
За површинске воде, већина воде је природни производ, кроз коагулационо бистрење, DC коагулациону филтрацију и комбиновани процес обраде филтрацијом активног угља, може значајно смањити органску материју у води, како би се испунили захтеви воде са реверзном осмозом.
5. Контрола поларизације концентрације
У процесу реверзне осмозе, понекад постоји висок градијент концентрације између концентроване воде на површини мембране и воде која улази у њу, што се назива концентрациона поларизација. Када се овај феномен догоди, на површини мембране ће се формирати слој релативно високе концентрације и релативно стабилан, такозвани „критични слој“, што омета ефикасну имплементацију процеса реверзне осмозе. То је зато што ће концентрациона поларизација повећати пропусни притисак раствора на површини мембране, а покретачка снага процеса реверзне осмозе ће бити смањена, што ће резултирати смањењем приноса воде и брзине десалинизације. Када је концентрациона поларизација озбиљна, неке благо растворене соли ће се таложити и таложити на површини мембране. Да би се избегла концентрациона поларизација, ефикасан метод је да се проток концентроване воде увек одржава у турбулентном стању, односно повећањем брзине протока на улазу да би се повећала брзина протока концентроване воде, тако да се концентрација микрорастворене соли на површини мембране смањи на најнижу вредност; Поред тога, након што се уређај за пречишћавање воде реверзном осмозом искључи, концентровану воду на страни замењене концентроване воде треба благовремено испрати.
опис2