La tecnologia ad osmosi inversa utilizza principalmente la differenza di pressione su entrambi i lati della membrana come potere per realizzare la separazione e la filtrazione della membrana. Si tratta di una tecnologia di separazione a membrana a risparmio energetico molto avanzata ed efficace.
Fondamenti e vantaggi dell'osmosi inversa
La membrana ad osmosi inversa è il componente principale della tecnologia ad osmosi inversa. Si tratta di una membrana artificiale semipermeabile con determinate caratteristiche. È realizzato con materiali polimerici e simula materiali biologici a membrana semipermeabili.
Il sistema di osmosi inversa, noto anche come osmosi inversa, è un'operazione di separazione a membrana che utilizza la differenza di pressione come forza motrice per separare i solventi dalle soluzioni acquose ed è un processo di filtraggio delle impurità dall'acqua. Poiché è opposta alla direzione dell'infiltrazione naturale, si chiama osmosi inversa.
Il principio tecnico consiste nell'applicare una pressione su un lato della membrana sotto l'azione di una pressione superiore a quella osmotica della soluzione. Quando la pressione supera la sua pressione osmotica, il solvente permea nella direzione opposta per separare queste sostanze dall'acqua. Il solvente che si ottiene sul lato a bassa pressione della membrana è detto permeato; La soluzione concentrata sul lato ad alta pressione è chiamata concentrato.
Se si utilizza la tecnologia dell'osmosi inversa per trattare l'acqua di mare, si ottiene acqua dolce sul lato a bassa pressione della membrana e la salamoia si ottiene sul lato ad alta pressione. La pressione dell'osmosi inversa può essere utilizzata per raggiungere lo scopo di separazione, estrazione, purificazione e concentrazione.
L'osmosi inversa è una tecnologia di trattamento dell'acqua che utilizza la separazione a membrana, che appartiene al metodo fisico di filtrazione a flusso incrociato. I suoi vantaggi sono i seguenti:· A temperatura ambiente, basandosi sulla pressione dell'acqua come forza motrice, il costo operativo è basso;
· Nessuna grande quantità di rifiuti acidi e alcali di scarico, nessun inquinamento per l'ambiente;
· Il sistema è semplice, facile da usare e altamente automatizzato;
· Ha un'ampia gamma di adattabilità alla qualità dell'acqua grezza e la qualità dell'acqua effluente è stabile;
· L'apparecchiatura occupa una piccola area e il carico di lavoro di manutenzione è ridotto.
Processo di base per il trattamento delle acque RO
Innanzitutto, processo di trattamento in una fase e in una fase. Dopo che il liquido è entrato nel modulo a membrana, l'acqua pura e il liquido concentrato vengono estratti. Rispetto ad altri processi di trattamento dell'acqua ad osmosi inversa, il processo complessivo di questo processo è più conveniente e facile da usare, ma presenta limitazioni elevate e non può soddisfare requisiti di qualità dell'acqua più elevati.
In secondo luogo, processo di trattamento a più stadi in una fase. Sulla base del processo di trattamento in una fase e in una fase, il liquido viene concentrato in più fasi. Rispetto al processo di trattamento in una sola fase, la complessità di questo processo è maggiore, in grado di soddisfare requisiti di qualità dell'acqua più elevati e realizzare il riciclaggio delle risorse idriche.
In terzo luogo, processo di trattamento in due fasi e in una fase. Nel caso in cui sia difficile soddisfare i requisiti effettivi di qualità dell'acqua utilizzando il metodo primario, è possibile utilizzare il processo di trattamento secondario e in una sola fase. Rispetto ai due processi di prima fase di cui sopra, l'uso del processo di trattamento a una fase di seconda fase può prolungare la durata dell'applicazione della membrana ad osmosi inversa e non richiede troppa manodopera e anche il costo di trattamento corrispondente è ridotto.
Applicazione dell'osmosi inversa nel trattamento delle acque
Trattamento avanzato delle acque reflue urbane
Nel trattamento avanzato dell'inquinamento delle acque urbane, la tecnologia dell'osmosi inversa può aumentare il tasso di recupero delle acque reflue ed è ampiamente utilizzata.
Ci sono differenze negli effetti di trattamento avanzato dell'inquinamento dell'acqua prodotto dalle membrane ad osmosi inversa di diversi materiali. In generale, nel trattamento avanzato dell'inquinamento delle acque urbane, dopo che le acque reflue domestiche dei residenti urbani sono state trattate secondo gli standard, i requisiti per la qualità dell'acqua trattata sono più elevati (come le acque affinate). In questo momento, la membrana a fibra cava in triacetato di cellulosa, il film composito di alcol polivinilico avvolto a spirale può svolgere un effetto migliore.
Rispetto alle membrane ad osmosi inversa realizzate con altri materiali, le membrane ad osmosi inversa dei due materiali di cui sopra hanno un tasso di ritenzione del 100% per i batteri coliformi fecali, una cromaticità non superiore a 1 grado e un permeato di 1 mg/L~2mg/L. Allo stesso tempo, le membrane ad osmosi inversa di questi due materiali hanno un flusso d'acqua più elevato e una maggiore capacità antinquinamento. Trattamento delle acque reflue industriali1) Trattare con ioni di metalli pesanti
L'applicazione della tecnologia di trattamento delle acque ad osmosi inversa al trattamento delle acque reflue industriali ha un ottimo effetto, che è in linea con il principio di progettazione generale dell'economia e della razionalità industriale e può ridurre il consumo energetico, i costi operativi e le difficoltà di funzionamento e gestione. Il dispositivo ad osmosi inversa utilizzato per il trattamento delle acque reflue industriali è generalmente un tubo a pressione interna o un componente a rullo. La pressione è generalmente stabile a circa 218 MPa e l'effetto è eccellente nel recupero degli ioni di metalli pesanti. Tra questi, la pressione di esercizio del dispositivo ad osmosi inversa basato su componenti tubolari a pressione interna è stabile a 217 MPa. In questo momento, il tasso di recupero del nichel è superiore al 99% e il tasso di separazione del nichel è compreso tra il 97,12% ~ 97,17%.2) Trattamento delle acque reflue oleose
In generale, l'olio nelle acque reflue oleose esiste principalmente in tre forme, tra cui olio emulsionato, olio disperso e olio galleggiante. In confronto, i metodi di trattamento della dispersione dell'olio e dell'olio galleggiante sono relativamente semplici. Dopo aver fatto affidamento sulla separazione meccanica, sulla precipitazione e sull'adsorbimento del carbone attivo, il contenuto dell'olio corrispondente può essere notevolmente ridotto. Tuttavia, per l'olio emulsionato, contiene materia organica, che può svolgere il ruolo di tensioattivo, e l'olio esiste generalmente in particelle di dimensioni micron, quindi ha una stabilità estremamente elevata ed è difficile realizzare in modo efficace e rapido la separazione acqua-olio. Con il supporto della tecnologia di trattamento dell'acqua ad osmosi inversa, la concentrazione e la separazione possono essere raggiunte senza distruggere l'emulsione, quindi il liquido concentrato viene incenerito e il permeato viene riciclato o scaricato.
In questa fase, nel trattamento delle acque reflue oleose, a causa della considerazione dell'effetto finale del trattamento e della qualità dell'effluente, la tecnologia di trattamento delle acque ad osmosi inversa viene generalmente utilizzata in combinazione con altri metodi di trattamento. Ad esempio, il DEMUL-B1 auto-preparato viene utilizzato come demulsionante per demulsionare le acque reflue di filatura O/W ad alta concentrazione, quindi il campione di acqua demulsificata viene ulteriormente trattato con la membrana ad osmosi inversa SE di OSMONICS. I risultati mostrano che il tasso di rimozione del COD raggiunge il 99,96% e il contenuto di olio è quasi impercettibile nell'acqua purificata dopo il trattamento di "demulsificazione-osmosi inversa". Acqua salmastra desalinizzata
Nel processo di desalinizzazione dell'acqua salmastra, introducendo la tecnologia di trattamento dell'acqua ad osmosi inversa, può sopprimere efficacemente gli ioni salini inorganici come gli ioni di magnesio e gli ioni di calcio contenuti nell'acqua salata e realizzare il miglioramento della qualità dell'acqua pura.
In questa fase, le esigenze delle persone per la qualità dell'acqua pura sono in aumento e il metodo di trattamento originale (aggiunta di antincrostante all'acqua salata) è difficile da soddisfare le effettive esigenze delle persone e l'introduzione della tecnologia di trattamento dell'acqua ad osmosi inversa è una scelta inevitabile.
Nell'operazione di desalinizzazione dell'acqua salmastra utilizzando dispositivi ad osmosi inversa, è necessario testare regolarmente l'indice SDI, controllare rigorosamente il tasso di recupero, prestare attenzione alla differenza di pressione tra i moduli a membrana e misurare le variazioni della produzione di acqua e del tasso di desalinizzazione in tempo reale. In pratica, il tasso di desalinizzazione del dispositivo di osmosi inversa è stabile al di sopra del 96% e la qualità dell'acqua dopo la desalinizzazione soddisfa lo standard dell'acqua potabile domestica.
Come affrontare l'incrostazione della membrana RO
L'incrostazione di membrana si riferisce alle particelle, alle particelle colloidali o alle macromolecole di soluto nel liquido di alimentazione a contatto con la membrana, che è causato da interazioni fisiche e chimiche con la membrana o dalla polarizzazione della concentrazione in modo che la concentrazione di determinati soluti sulla superficie della membrana superi la sua solubilità e azione meccanica. L'adsorbimento e la deposizione sulla superficie della membrana o nei pori della membrana fanno sì che la dimensione dei pori della membrana diventi più piccola o ostruita, con conseguente fenomeno di cambiamento irreversibile che riduce significativamente il flusso della membrana e le caratteristiche di separazione.
Contaminazione microbica1) Cause
L'incrostazione microbica si riferisce al fenomeno per cui i microrganismi si accumulano sull'interfaccia membrana-acqua, influenzando così le prestazioni del sistema.
Questi microrganismi utilizzano la membrana ad osmosi inversa come vettore, si affidano ai nutrienti nella sezione dell'acqua concentrata dell'osmosi inversa per riprodursi e crescere e formano uno strato di biofilm sulla superficie della membrana ad osmosi inversa, con conseguente rapido aumento della differenza di pressione tra l'acqua in ingresso e in uscita del sistema ad osmosi inversa. rapido declino contaminando l'acqua del prodotto.
Il biofilm composto da microrganismi può degradare direttamente (attraverso l'azione degli enzimi) o indirettamente (attraverso l'azione del pH locale o del potenziale di riduzione) i polimeri di membrana o altri componenti dell'unità di osmosi inversa, con conseguente riduzione della durata della membrana, danni all'integrità della struttura della membrana e persino causare gravi guasti al sistema.2) Metodo di controllo
La contaminazione biologica può essere controllata mediante disinfezione continua o intermittente dell'acqua in ingresso. Devono essere installati dispositivi di sterilizzazione e dosaggio per l'acqua grezza raccolta dalla superficie e dal sottosuolo poco profondo e devono essere aggiunti fungicidi a base di cloro. Il dosaggio è generalmente basato sul contenuto di cloro residuo dell'affluente > 1mg/L.Inquinamento chimico 1) Cause
L'inquinamento chimico comune è la deposizione di incrostazioni di carbonato nell'elemento della membrana, la maggior parte delle quali sono malfunzionamenti, sistema di dosaggio dell'inibitore di calcare imperfetto, interruzione del dosaggio dell'inibitore di calcare durante il funzionamento, ecc. Se non viene scoperto in tempo, la pressione di esercizio aumenterà, la differenza di pressione aumenterà e il tasso di produzione di acqua diminuirà entro pochi giorni. Se l'inibitore di calcare selezionato non corrisponde alla qualità dell'acqua o il dosaggio è insufficiente, il fenomeno di incrostazione della membrana nell'elemento, la leggera incrostazione nell'elemento della membrana può ripristinare la sua funzione attraverso la pulizia chimica e, nei casi più gravi, causerà anche la rottamazione di alcuni elementi della membrana gravemente inquinati.2) Metodo di controllo
Per evitare incrostazioni negli elementi della membrana, selezionare innanzitutto l'antincrostante ad osmosi inversa adatto alla qualità dell'acqua della fonte d'acqua dell'impianto e determinare la quantità di dosaggio ottimale. In secondo luogo, rafforzare il monitoraggio del sistema di dosaggio, prestare molta attenzione ai sottili cambiamenti nei parametri operativi e scoprire le ragioni delle anomalie in tempo. Inoltre, la maggior parte delle ragioni dell'elevato contenuto di Fe3+ nell'acqua sono causate dal sistema di tubazioni. Pertanto, le tubazioni del sistema, comprese le condutture delle fonti d'acqua, utilizzano il più possibile tubazioni in plastica rivestite in acciaio per ridurre il contenuto di Fe3+. Particolato sospeso e inquinamento colloidale1) CauseLe particelle sospese e i colloidi sono le principali sostanze che sporcano le membrane ad osmosi inversa e sono anche la causa principale dell'eccessivo SDI (indice di densità dei fanghi) degli effluenti.
A causa delle diverse fonti d'acqua e regioni, anche la composizione delle particelle sospese e dei colloidi è molto diversa. Generalmente, i principali componenti delle acque superficiali non inquinate e delle acque sotterranee poco profonde sono: batteri, argilla, silicio colloidale, ossidi di ferro, prodotti a base di acido umico, flocculanti e coagulanti artificialmente eccessivi (come i sali di ferro) nel sistema di pretrattamento, sali di alluminio, ecc.) and so on.
Inoltre, la combinazione di polimeri caricati positivamente nell'acqua grezza e antincrostanti caricati negativamente nei sistemi di osmosi inversa per formare precipitati è anche una delle cause di questo tipo di inquinamento.2) Metodo di controllo
Quando il contenuto di solidi sospesi nell'acqua grezza è superiore a 70 mg/L, vengono solitamente utilizzati i metodi di pretrattamento di coagulazione, chiarificazione e filtrazione; quando il contenuto di solidi sospesi nell'acqua grezza è inferiore a 70 mg/L, viene solitamente utilizzato il metodo di pretrattamento di coagulazione e filtrazione; Quando
Precauzioni per l'utilizzo di RO
Durante l'applicazione della tecnologia ad osmosi inversa nel trattamento delle acque, è necessario eseguire la necessaria filtrazione delle acque reflue. La filtrazione è la base per la tecnologia dell'osmosi inversa. Il processo di filtrazione deve essere rigorosamente controllato per evitare che le impurità entrino nel sistema di osmosi inversa nell'acqua, in modo da proteggere la membrana permeabile e l'apparecchiatura, aumentare la produzione di acqua e ridurre la possibilità di corrosione.
Il dispositivo di osmosi inversa deve essere lavato regolarmente, soprattutto per pulire la bilancia, mantenere le buone prestazioni della membrana semipermeabile e prolungare la durata del dispositivo.
Quando il dispositivo ad osmosi inversa non è in uso, sarà influenzato dalle acque reflue confinanti, allevando così microrganismi. Pertanto, durante il periodo di spegnimento del dispositivo, deve essere lavato e disinfettato e la temperatura durante il periodo di spegnimento deve essere impostata bene per garantire la protezione della membrana ad osmosi inversa.
Gli operatori devono attenersi rigorosamente alle procedure operative e alle specifiche operative, migliorare continuamente la loro qualità professionale e controllare attentamente il dispositivo prima dell'uso per evitare danni al dispositivo dovuti a errori dell'operatore, assicurarsi che il dispositivo possa funzionare normalmente ed eseguire senza intoppi i lavori di trattamento delle acque reflue.
