- Atık Gaz Arıtımı
- Çamur Arıtma
- Su Arıtma
- Taşınabilir Su Arıtma Kutusu Tipi - RO Sistemi
- Paslanmaz Çelik ters ozmoz sistemi
- Konteynerli Su Arıtma Sistemleri
- Deniz suyu tuzdan arındırma sistemi
- UF Su Arıtma Sistemleri
- NF Su Arıtma Sistemleri
- EDI Su Arıtma Sistemleri vb.
- Şişe/Kova/Torba Su Dolum Hattı
- MBR Kanalizasyon Atıksu Arıtma Sistemi
- Kapsamlı su arıtımı
0102030405
Endüstriyel Ters Ozmoz Sistemi
Proje Tanıtımı
Ters ozmoz sisteminin prensibi
Belirli bir sıcaklıkta, tatlı suyu tuzlu sudan ayırmak için yarı geçirgen bir zar kullanılır. Tatlı su, yarı geçirgen zardan geçerek tuzlu suya doğru hareket eder. Sağ ventrikülün tuzlu tarafındaki sıvı seviyesi yükseldikçe, sol ventriküldeki tatlı suyun tuzlu tarafa geçmesini önlemek için belirli bir basınç oluşur ve sonunda dengeye ulaşılır. Bu andaki denge basıncına çözeltinin ozmotik basıncı denir ve bu olaya ozmoz denir. Sağ ventrikülün tuzlu tarafına ozmotik basıncı aşan bir dış basınç uygulanırsa, sağ ventrikülün tuzlu çözeltisindeki su, yarı geçirgen zardan geçerek sol ventrikülün tatlı suyuna doğru hareket eder, böylece tatlı su tuzlu sudan ayrılabilir. Bu olay, geçirgenlik olayının tersi olup ters geçirgenlik olayı olarak adlandırılır.
Böylece ters ozmoz tuzdan arındırma sisteminin temeli şudur:
(1) Yarı geçirgen zarın seçici geçirgenliği, yani suyun seçici olarak geçmesine izin verir ancak tuzun geçmesine izin vermez;
(2) Tuzlu su haznesinin dış basıncı, tuzlu su haznesinin ve tatlı su haznesinin ozmotik basıncından daha büyüktür ve bu da suyun tuzlu su haznesinden tatlı su haznesine hareket etmesini sağlayan itici gücü sağlar. Bazı çözeltiler için tipik ozmotik basınçlar aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.
Tatlı suyu tuzlu sudan ayırmak için kullanılan yukarıdaki yarı geçirgen membrana ters ozmoz membranı denir. Ters ozmoz membranı çoğunlukla polimer malzemelerden yapılır. Günümüzde termik santrallerde kullanılan ters ozmoz membranları çoğunlukla aromatik poliamid kompozit malzemelerden üretilmektedir.
RO (Ters Ozmoz) ters ozmoz teknolojisi, basınç farkıyla çalışan bir membran ayırma ve filtrasyon teknolojisidir. Gözenek boyutu nanometre (1 nanometre = 10-9 metre) kadar küçüktür. Belirli bir basınç altında, H2O molekülleri RO membranından geçebilir. Kaynak suyundaki inorganik tuzlar, ağır metal iyonları, organik maddeler, kolloidler, bakteriler, virüsler ve diğer kirleticiler RO membranından geçemez. Böylece geçebilen saf su ile geçemeyen konsantre su arasında kesin bir ayrım yapılabilir.
Endüstriyel uygulamalarda, ters ozmoz tesisleri, ters ozmoz sürecini kolaylaştırmak için özel ekipmanlar kullanır. Endüstriyel ters ozmoz sistemleri, büyük hacimli suların arıtılması için tasarlanmıştır ve tarım, ilaç ve imalat gibi çeşitli endüstrilerde kullanılır. Bu sistemlerde kullanılan ekipmanlar, ters ozmoz sürecinin tuzlu su kaynaklarından tatlı su üretiminde verimli ve etkili olmasını sağlamak için özel olarak tasarlanmıştır.
Ters ozmoz işlemi, suyun kıt olduğu veya geleneksel su kaynaklarının kirli olduğu bölgelere tatlı su sağlayabilen deniz suyu tuzdan arındırma için önemli bir teknolojidir. Ters ozmoz ekipmanı ve teknolojisi geliştikçe, bu işlem dünya çapındaki su kıtlığı ve kalite sorunlarına önemli bir çözüm olmaya devam etmektedir.
Ters ozmoz membranının başlıca özellikleri:
Membran ayrımının yönlülüğü ve ayırma özellikleri
Pratik ters ozmoz membranı asimetrik bir membrandır; yüzey katmanı ve destek katmanı vardır ve belirgin bir yönlendirme ve seçiciliğe sahiptir. Yönlendirme, membran yüzeyinin tuzdan arındırma için yüksek basınçlı tuzlu suya konulmasıdır. Basınç, membranın su geçirgenliğini artırır ve tuzdan arındırma hızı da artar. Membranın destek katmanı yüksek basınçlı tuzlu suya konulduğunda, basınç arttıkça tuzdan arındırma hızı neredeyse sıfıra iner, ancak su geçirgenliği büyük ölçüde artar. Bu yönlendirme nedeniyle, ters yönde uygulanamaz.
Ters ozmozun sudaki iyonlar ve organik maddeler için ayırma özellikleri aynı değildir, bunlar aşağıdaki gibi özetlenebilir:
(1) Organik maddeyi ayırmak inorganik maddeden daha kolaydır
(2) Elektrolitler, elektrolit olmayanlara göre daha kolay ayrılır. Yüksek yüklü elektrolitlerin ayrılması daha kolaydır ve ayrılma hızları genellikle şu sırayla gerçekleşir: Fe3+> Ca2+> Na+ PO43-> S042-> C | - elektrolit için, molekül ne kadar büyükse, ayrılması o kadar kolaydır.
(3) İnorganik iyonların giderim oranı, hidrat ve iyon hidrasyon durumundaki hidratlı iyonların yarıçapı ile ilişkilidir. Hidratlı iyonun yarıçapı ne kadar büyükse, giderilmesi o kadar kolay olur. Giderim oranının sırası aşağıdaki gibidir:
Mg2+, Ca2+> Li+ > Na+ > K+; F-> C|-> Br-> NO3-
(4) Polar organik maddelerin ayrılma kuralları:
Aldehit > Alkol > Amin > Asit, üçüncül amin > İkincil amin > Birincil amin, sitrik asit > Tartarik asit > Malik asit > Laktik asit > Asetik asit
Atık gaz arıtımındaki son gelişmeler, çevresel zorlukların üstesinden gelmede önemli bir ilerlemeyi temsil ederken, aynı zamanda işletmelere sürdürülebilir ve çevre dostu bir şekilde gelişme fırsatları da sunmaktadır. Bu yenilikçi çözüm, yüksek verimlilik, düşük işletme maliyetleri ve sıfır ikincil kirlilik vaadiyle atık gaz arıtımı ve çevre koruma alanlarında olumlu bir etki yaratacaktır.
(5) Çift izomerler: tert- > Farklı (izo-)> Zhong (sec-)> Orijinal (pri-)
(6) Organik maddenin sodyum tuzu ayırma performansı iyi iken, fenol ve fenol sıra organizmaları negatif ayırma gösterir. Polar veya polar olmayan, ayrışmış veya ayrışmamış organik çözünen maddelerin sulu çözeltileri membranla ayrıldığında, çözünen madde, çözücü ve membran arasındaki etkileşim kuvvetleri membranın seçici geçirgenliğini belirler. Bu etkiler arasında elektrostatik kuvvet, hidrojen bağı bağlama kuvveti, hidrofobisite ve elektron transferi bulunur.
(7) Genellikle, çözünen maddelerin membranın fiziksel özellikleri veya transfer özellikleri üzerinde çok az etkisi vardır. Sadece fenol veya bazı düşük molekül ağırlıklı organik bileşikler, selüloz asetatın sulu çözeltide genleşmesine neden olur. Bu bileşenlerin varlığı, membranın su akışını genellikle, bazen de çok fazla azaltır.
(8) Nitrat, perklorat, siyanür ve tiyosiyanatın giderim etkisi klorür kadar iyi değildir ve amonyum tuzunun giderim etkisi sodyum tuzu kadar iyi değildir.
(9) Elektrolit veya elektrolit olmayan, bağıl moleküler kütlesi 150'den büyük olan bileşenlerin çoğu iyi bir şekilde çıkarılabilir
Ayrıca aromatik hidrokarbonlar, sikloalkanlar, alkanlar ve sodyum klorür için ters ozmoz membranının ayırma sırası farklıdır.
(2) Yüksek Basınç pompası
Ters ozmoz membranının çalışmasında, tuz giderme işleminin tamamlanması için suyun yüksek basınç pompası ile belirtilen basınca kadar gönderilmesi gerekir. Günümüzde termik santrallerde kullanılan yüksek basınç pompaları santrifüj, pistonlu, vidalı ve diğer tiplerde olabilir; bunların arasında en yaygın kullanılanı çok kademeli santrifüj pompadır. Bu pompalar %90'ın üzerinde verim sağlayarak enerji tüketiminden tasarruf sağlar. Bu tür pompalar yüksek verimlilikle öne çıkar.
(3) Ters ozmoz ontolojisi
Ters ozmoz gövdesi, ters ozmoz membran bileşenlerini borularla belirli bir düzende birleştiren ve bağlayan birleşik bir su arıtma ünitesidir. Tek bir ters ozmoz membranına membran elemanı denir. Belirli sayıda ters ozmoz membran bileşeni, belirli teknik gerekliliklere göre seri olarak bağlanır ve tek bir ters ozmoz membran kabuğu ile birleştirilerek bir membran bileşeni oluşturulur.
1. Membran elemanı
Ters ozmoz membran elemanı, endüstriyel kullanım amaçlı ters ozmoz membranı ve destek malzemesinden oluşan temel bir ünitedir. Bobin membran elemanları günümüzde ağırlıklı olarak termik santrallerde kullanılmaktadır.
Günümüzde çeşitli membran üreticileri, farklı endüstri kullanıcıları için çeşitli membran bileşenleri üretmektedir. Termik santrallerde kullanılan membran elemanları kabaca şu şekilde sınıflandırılabilir: yüksek basınçlı deniz suyu tuzdan arındırma ters ozmoz membran elemanları; düşük basınçlı ve ultra düşük basınçlı acı su tuzdan arındırma ters membran elemanları; kirlenme önleyici membran elemanları.
Membran elemanları için temel gereksinimler şunlardır:
A. Filmin mümkün olduğunca yüksek yoğunlukta paketlenmesi.
B. Polarizasyonun yoğunlaşması kolay değildir
C. Güçlü kirlilik önleme yeteneği
D. Membranı temizlemek ve değiştirmek kolaydır
E. Fiyatı ucuz
2. Membran kabuğu
Ters ozmoz gövde cihazında ters ozmoz membran elemanını yüklemek için kullanılan basınçlı kap, membran kabuğu olarak adlandırılır, "basınçlı kap" olarak da bilinir, üretim ünitesi Haide enerji olup, her bir basınçlı kap yaklaşık 7 metre uzunluğundadır.
Film kabuğunun dış yüzeyi genellikle epoksi cam elyaf takviyeli plastik kumaştan, dış fırçası ise epoksi boyadan yapılır. Paslanmaz çelik film kabuğu üreten bazı üreticiler de mevcuttur. FRP'nin güçlü korozyon direnci nedeniyle çoğu termik santral FRP film kabuğunu tercih eder. Basınçlı kabın malzemesi FRP'dir.
Ters ozmoz su arıtma sisteminin performansını etkileyen faktörler:
Belirli sistem koşulları için, su akışı ve tuz giderme oranı ters ozmoz membranının özellikleridir ve ters ozmoz gövdesinin su akışını ve tuz giderme oranını etkileyen birçok faktör vardır, bunlar arasında basınç, sıcaklık, geri kazanım oranı, gelen tuzluluk ve pH değeri bulunur.
(1) Basınç etkisi
Ters ozmoz membranının giriş basıncı, ters ozmoz membranının akış hızını ve tuz giderme hızını doğrudan etkiler. Membran akış hızındaki artış, ters ozmoz giriş basıncıyla doğrusal bir ilişkiye sahiptir. Tuz giderme hızı, giriş basıncıyla doğrusal bir ilişkiye sahiptir, ancak basınç belirli bir değere ulaştığında, tuz giderme hızının değişim eğrisi düzleşme eğilimi gösterir ve tuz giderme hızı artık artmaz.
(2) Sıcaklık etkisi
Ters ozmoz giriş sıcaklığı arttıkça tuz giderme hızı azalır. Ancak su verim akışı neredeyse doğrusal olarak artar. Bunun temel nedeni, sıcaklık arttıkça su moleküllerinin viskozitesinin azalması ve difüzyon kabiliyetinin güçlü olması, dolayısıyla su akışının artmasıdır. Sıcaklık arttıkça, ters ozmoz membranından geçen tuz oranı artacak, dolayısıyla tuz giderme hızı düşecektir. Ham su sıcaklığı, ters ozmoz sistem tasarımı için önemli bir referans endeksidir. Örneğin, bir enerji santrali ters ozmoz mühendisliğinde teknik dönüşüm geçirirken, tasarımdaki ham suyun sıcaklığı 25℃'ye göre hesaplanır ve hesaplanan giriş basıncı 1,6 MPa'dır. Ancak, sistemin gerçek çalışmasında su sıcaklığı sadece 8℃'dir ve tasarımdaki tatlı su akışını sağlamak için giriş basıncının 2,0 MPa'ya çıkarılması gerekir. Bunun sonucunda sistem işletmesinde enerji tüketimi artmakta, ters ozmoz cihazının membran komponentinin iç conta halkasının ömrü kısalmakta ve ekipmanın bakım miktarı artmaktadır.
(3) Tuz içeriği etkisi
Sudaki tuz konsantrasyonu, membran ozmotik basıncını etkileyen önemli bir göstergedir ve membran ozmotik basıncı, tuz içeriğinin artmasıyla birlikte artar. Ters ozmoz giriş basıncı sabit kaldığı sürece, giriş suyunun tuz içeriği artar. Ozmotik basıncın artması giriş kuvvetinin bir kısmını dengelediğinden, akış azalır ve tuzdan arındırma hızı da düşer.
(4) İyileşme oranının etkisi
Ters ozmoz sisteminin geri kazanım oranındaki artış, membran elemanının giriş suyunda akış yönü boyunca daha yüksek bir tuz içeriğine yol açarak ozmotik basınçta bir artışa neden olacaktır. Bu durum, ters ozmozun giriş suyu basıncının itici etkisini dengeleyerek su verimi akışını azaltacaktır. Membran elemanının giriş suyundaki tuz içeriğinin artması, tatlı sudaki tuz içeriğinin artmasına ve dolayısıyla tuzdan arındırma oranının düşmesine neden olacaktır. Sistem tasarımında, ters ozmoz sisteminin maksimum geri kazanım oranı ozmotik basıncın sınırlandırılmasına değil, genellikle ham sudaki tuz bileşimine ve içeriğine bağlıdır, çünkü geri kazanım oranının iyileştirilmesiyle kalsiyum karbonat, kalsiyum sülfat ve silikon gibi mikro çözünen tuzlar konsantrasyon sürecinde ölçeklenecektir.
(5) pH değerinin etkisi
Farklı membran elemanlarına uygulanabilen pH aralığı büyük ölçüde değişir. Örneğin, asetat membranların su akışı ve tuzdan arındırma hızı 4-8 pH aralığında sabit kalırken, 4'ün altındaki veya 8'in üzerindeki pH değerlerinde büyük ölçüde etkilenir. Günümüzde endüstriyel su arıtımında kullanılan membran malzemelerinin büyük çoğunluğu, geniş bir pH aralığına uyum sağlayan kompozit malzemelerdir (pH değeri sürekli çalışmada 3-10 aralığında kontrol edilebilir ve bu aralıktaki membran akışı ve tuzdan arındırma hızı nispeten sabittir).
Ters ozmoz membran ön arıtma yöntemi:
Ters ozmoz membran filtrasyonu, filtre yatağı filtre filtrasyonundan farklıdır; filtre yatağı tam filtrasyondur, yani ham suyun tamamı filtre katmanından geçer. Ters ozmoz membran filtrasyonu, çapraz akışlı bir filtrasyon yöntemidir, yani ham sudaki suyun bir kısmı membrandan dikey yönde geçer. Bu sırada tuzlar ve çeşitli kirleticiler membran tarafından tutulur ve membran yüzeyine paralel akan ham suyun geri kalan kısmı tarafından taşınır, ancak kirleticiler tamamen giderilemez. Zamanla, kalan kirleticiler membran elemanı kirliliğini daha da ciddi hale getirecektir. Ham su kirleticileri ve geri kazanım oranı ne kadar yüksekse, membran kirliliği de o kadar hızlı gerçekleşir.
1. Ölçek kontrolü
Ham sudaki çözünmeyen tuzlar membran elemanında sürekli olarak yoğunlaşıp çözünürlük sınırlarını aştığında, ters ozmoz membranının yüzeyinde çökelir ve bu duruma "kireçlenme" denir. Su kaynağı belirlendikçe, ters ozmoz sisteminin geri kazanım oranı arttıkça, kireçlenme riski de artar. Günümüzde, su kıtlığı veya atık su deşarjının çevresel etkileri nedeniyle geri dönüşüm oranlarının artırılması yaygın bir uygulamadır. Bu durumda, dikkatli kireçlenme kontrol önlemleri özellikle önemlidir. Ters ozmoz sisteminde, yaygın refrakter tuzlar CaCO3, CaSO4 ve Si02'dir ve kireç oluşturabilen diğer bileşikler CaF2, BaS04, SrS04 ve Ca3(PO4)2'dir. Kireçlenmeyi önlemenin yaygın yöntemi, kireç önleyici eklemektir. Atölyemde kullanılan kireç önleyiciler Nalco PC191 ve Avrupa ve Amerika NP200'dür.
2.Kolloidal ve katı partikül kontaminasyonunun kontrolü
Kolloid ve partikül kirlenmesi, ters ozmoz membran elemanlarının performansını ciddi şekilde etkileyebilir, örneğin tatlı su çıkışında önemli bir azalma, bazen de tuzdan arındırma oranını düşürebilir, kolloid ve partikül kirlenmesinin ilk belirtisi, ters ozmoz membran bileşenlerinin giriş ve çıkışı arasındaki basınç farkının artmasıdır.
Ters ozmoz membran elemanlarındaki su kolloid ve partiküllerini değerlendirmenin en yaygın yolu, ters ozmoz ön arıtma sisteminin çalışmasını izlemek için önemli göstergelerden biri olan suyun SDI değerini, bazen F değeri (kirlilik indeksi) olarak da adlandırılır, ölçmektir.
SDI (silt yoğunluk indeksi), su kalitesindeki kirliliği göstermek için birim zamandaki su filtrasyon hızındaki değişimdir. Sudaki kolloid ve partikül madde miktarı SDI boyutunu etkiler. SDI değeri, SDI cihazı ile belirlenebilir.
3. Membran mikrobiyal kontaminasyonunun kontrolü
Ham sudaki mikroorganizmalar çoğunlukla bakteri, alg, mantar, virüs ve diğer yüksek organizmaları içerir. Ters ozmoz sürecinde, sudaki mikroorganizmalar ve çözünmüş besin maddeleri, biyofilm oluşumu için ideal ortam ve süreç haline gelen membran elemanında sürekli olarak yoğunlaşır ve zenginleşir. Ters ozmoz membran bileşenlerinin biyolojik kirlenmesi, ters ozmoz sisteminin performansını ciddi şekilde etkiler. Ters ozmoz bileşenlerinin giriş ve çıkışları arasındaki basınç farkı hızla artarak membran bileşenlerinin su veriminin düşmesine neden olur. Bazen su üretim tarafında biyolojik kirlenme meydana gelir ve bu da ürün suyunun kirlenmesine neden olur. Örneğin, bazı termik santrallerdeki ters ozmoz cihazlarının bakımı sırasında, membran elemanlarında ve tatlı su borularında tipik bir mikrobiyal kirlilik olan yeşil yosun bulunur.
Membran elemanı mikroorganizmalarla kirlenip biyofilm oluşturduğunda, temizlenmesi oldukça zordur. Ayrıca, tamamen uzaklaştırılmayan biyofilmler, mikroorganizmaların tekrar hızla çoğalmasına neden olur. Bu nedenle, özellikle deniz suyu, yüzey suyu ve atık su kaynağı olarak kullanılan ters ozmoz ön arıtma sistemlerinde, mikroorganizmaların kontrolü de ön arıtmanın en önemli görevlerinden biridir.
Membran mikroorganizmalarını önlemenin başlıca yöntemleri şunlardır: klor, mikrofiltrasyon veya ultrafiltrasyon arıtma, ozon oksidasyonu, ultraviyole sterilizasyon, sodyum bisülfit ilavesi. Termik santral su arıtma sistemlerinde yaygın olarak kullanılan yöntemler ise ters ozmoz öncesi klorlama sterilizasyonu ve ultrafiltrasyon su arıtma teknolojisidir.
Sterilize edici bir madde olarak klor, birçok patojenik mikroorganizmayı hızla etkisiz hale getirebilir. Klorun etkinliği, klor konsantrasyonuna, suyun pH değerine ve temas süresine bağlıdır. Mühendislik uygulamalarında, sudaki kalıntı klor genellikle 0,5-1,0 mg'ın üzerinde tutulur ve reaksiyon süresi 20-30 dakika olarak kontrol edilir. Sudaki organik maddeler de klor tüketeceğinden, klor dozajının hata ayıklama yöntemiyle belirlenmesi gerekir. Klor, sterilizasyon için kullanılır ve en pratik pH değeri 4-6'dır.
Deniz suyu sistemlerinde klorlama kullanımı, acı su sistemlerindekinden farklıdır. Genellikle deniz suyunda yaklaşık 65 mg brom bulunur. Deniz suyu hidrojenle kimyasal olarak işlendiğinde, önce hipokloröz asitle reaksiyona girerek hipobromöz asit oluşturur; böylece bakteri öldürücü etkisi hipokloröz asit yerine hipoyağ asit olur ve hipobromöz asit daha yüksek bir pH değerinde ayrışmaz. Bu nedenle, klorlamanın etkisi acı sudakinden daha iyidir.
Kompozit malzemenin membran elemanının suda kalan klor miktarına ilişkin belirli gereksinimleri olduğundan, klor sterilizasyonundan sonra klor giderme indirgeme işleminin yapılması gerekmektedir.
4. Organik kirliliğin kontrolü
Organik maddenin membran yüzeyine adsorpsiyonu membran akısının azalmasına, ileri durumlarda ise membran akısının geri dönüşümsüz kaybına neden olarak membranın pratik ömrünü etkiler.
Yüzey suları için suyun çoğu doğal ürünlerdir, koagülasyon berraklaştırma, DC koagülasyon filtrasyonu ve aktif karbon filtrasyonu kombine arıtma işlemi yoluyla, sudaki organik madde büyük ölçüde azaltılabilir ve ters ozmoz suyunun gereksinimlerini karşılayabilir.
5. Konsantrasyon polarizasyon kontrolü
Ters ozmoz sürecinde, membran yüzeyindeki yoğun su ile giren su arasında bazen yüksek bir konsantrasyon gradyanı oluşur ve buna konsantrasyon polarizasyonu denir. Bu durum meydana geldiğinde, membran yüzeyinde nispeten yüksek konsantrasyonlu ve nispeten kararlı bir "kritik tabaka" tabakası oluşur ve bu da ters ozmoz işleminin etkili bir şekilde uygulanmasını engeller. Bunun nedeni, konsantrasyon polarizasyonunun membran yüzeyindeki çözelti geçirgen basıncını artırması ve ters ozmoz işleminin itici gücünün azalmasıdır; bu da su verimi ve tuz giderme hızının düşmesine neden olur. Konsantrasyon polarizasyonu ciddi olduğunda, bazı hafif çözünmüş tuzlar çökelir ve membran yüzeyinde birikir. Konsantrasyon polarizasyonunu önlemek için etkili yöntem, yoğun su akışının her zaman türbülanslı bir durumda kalmasını sağlamaktır; yani, giriş akış hızını artırarak yoğun su akış hızını artırmak, böylece membran yüzeyindeki mikro çözünmüş tuz konsantrasyonunun en düşük değere düşürülmesidir; Ayrıca ters ozmos su arıtma cihazı kapatıldıktan sonra, değiştirilen konsantre suyun yanındaki konsantre suyun zamanında yıkanması gerekir.
açıklama2