Home » Misc » Двухступенчатый обратный осмос

Двухступенчатый обратный осмос


Двухступенчатый осмос

Установки двухступенчатого обратного осмоса серии DRO2 служат для получения деионизованной воды с электропроводностью менее 5 мкСм/см, о соответствует ГОСТ 6709-72 "Вода дистиллированная".

Данные установки нашли свое широкое применения в различных отраслях промышленности:

  • в теплоэнергетике;
  • в микроэлектронике;
  • в медицине.

Также установки двухступенчатого обратного осмоса незаменимы при получении сверхчистой воды, так как они сильно увеличивают ресурс последующих ступеней финишной деминерализации воды.

Двухступенчатый обратный осмос может работать с такими финишными системами фильтрации, как электродеионизация, мембранная дегазация, фильтры смешанного действия и другие.

Существует две принципиальные технологические схемы работы двухступенчатые установки обратного осмоса: с промежуточной емкостью (буферной) между ступенями и без нее. Первый вариант позволяет упростить систему управления, но из-за связи с атмосферой первой ступени пермеата, вода после второй ступени получается на несколько мкСм/см выше чем в аналогичной установке без буферной емкости.

Для каждого конкретного Заказчика подбирается своя система, которая наилучшим образов подходит под заданные требования на данном объекте.

Еще одним неоспоримым плюсом установок двухступенчатого обратного осмоса серии DRO2 является возможность сбора концентрата второй ступени и его последующая рекуперация (возврат обратно на вход в установку), что позволяет повысить степень отбора пермеата (понизить сброс в дренаж).

Двухступенчатый осмос DRO2 может работать как на накопительную емкость, так и в сеть Заказчика.

Так же для повышения качества очищенной воды, возможно установка блока дозации щелочи в пермеат после первой ступени, что приведет к значительному увеличению селективности второй ступени, и как следствию уменьшению электропроводности на выходе из установки.

Из дополнительного оборудования, наша компания может предложить полный спектр фильтров и систем предварительной очистки воды, фильтров финишной очистки для сверхчистой воды, а так же различных накопительных емкостей (из специальных полимеров и с азотозаполнением).

Все установки двухступенчатого обратного осмоса изготавливаются с полностью автоматическим управлением и имеют выходы передачи данных на верхний уровень автоматики.

Двухступенчатая система обратного осмоса, производимые нашей компанией, изготавливаются в широком диапазоне производительности от 50 л/час до 20 м3/час. Узнать стоимость установок двухступенчатого осмоса, получить полное описание к ним Вы можете по телефону 8-499-391-39-59 или отправив запрос на [email protected].

Устройство двухступенчатого обратного осмоса и его особенности

✅ Дата публикации: 16. 08.2022 | 📒 Водопровод, Строительство | 🕵 Комментариев нет

Устройство двухступенчатого обратного осмоса

Содержание статьи:

  • 1 Устройство двухступенчатого обратного осмоса и его особенности
  • 2 Принцип работы обратного осмоса
    • 2.1 Конструкция обратного осмоса

Вода используется везде, в быту и на производствах, в микроэлектронике и фармацевтике. И если к обычной водопроводной воде предъявляются одни требования, то к воде на некоторых производствах совершенно другие.

Очистить и получить воду нужного качества позволяют системы обратного осмоса. На сегодняшнее время существует достаточно большое разнообразие данных систем, с одной или несколькими последовательно подключёнными мембранами.

И если для бытовых целей вполне достаточно осмоса с одной мембраной, то вот для важных производств нужно применять так называемый двухступенчатый обратный осмос. Ознакомиться более подробно и заказать фильтр для очистки воды по вполне приемлемым ценам можно на сайте компании «ФильтроМир».

Устройство двухступенчатого обратного осмоса и его особенности

Особенность двухступенчатых осмосов в том, что в их конструкции реализовано последовательное подключение сразу нескольких мембран. Такое сочетание позволяет использовать для очистки воды разные по своему составу мембраны. Всё это позволяет улучшить качество водоподготовки.

Самые распространённые мембраны для двухступенчатых обратных осмосов, это полиамидные и ацетатцеллюлозные мембраны. Первые эффективно очищают воду от хлора, а вторые неплохо справляются с различными органическими загрязнениями. Средняя производительность двухступенчатого осмоса составляет 500 литров воды в час.

Принцип работы обратного осмоса

Работа обратного осмоса основана на разделении воды: очищенную и концентрата, который через отдельный шланг отводится в канализацию. Для этого вода проходит первую ступень очистки через предварительный фильтр, после чего попадает в мембрану.

После прохождения первой ступени очистки и разделения на концентрат, вода подвергается второму этапу очистки, так называемому «опреснению». По сути, это точно такой же процесс, только за счет отсутствия сброса концентрата в канализацию, так как он подаётся сразу на первую ступень.

Конструкция обратного осмоса

В конструкцию двухступенчатых систем обратного осмоса входят:

  • многоступенчатый центробежный насос;
  • корпус давления, изготовленный из стеклопластика или стали;
  • рулонные мембранные элементы;
  • система химической обработки мембран;
  • котроллер и электроника;
  • стерилизатор УФ.

Также системы обратного осмоса могут быть доукомплектованы различными блоками подготовки воды. Здесь всё во многом зависит от того, какая будет использоваться вода, и какие требования к ней предъявляются. Различные блоки предподготовки могут умягчать, обезжелезить, а также, удалять из воды органические примеси.

Работа двухступенчатого обратного осмоса невозможна без использования фильтров предподготовки воды. Самыми необходимыми из них являются фильтры механической очистки, умягчения, дехлорации и обезжелезивания воды. Для удаления из воды железа применяются специальные засыпки.

Устройство двухступенчатого обратного осмоса и его особенности

Оценить статью и поделиться ссылкой:


Двухпроходная система обратного осмоса

Описание продукта

Двухпроходная система обратного осмоса (DPRO) представляет собой систему, в которой пермеатная вода подается во вторую установку обратного осмоса для получения более чистой воды. Двухступенчатый или двухступенчатый обратный осмос – это когда концентрат или поток отходов подается во вторую систему обратного осмоса для извлечения воды, соответственно. Система обратного осмоса предназначена для очистки воды путем удаления около 99% всех растворенных твердых частиц из исходной воды. Однопроходные системы обратного осмоса одновременно производят воду продукта (пермеат) и отбрасываемую воду (концентрат).

[специальные характеристики]

Как работает двухпроходная система обратного осмоса? Двухходовые системы обратного осмоса

состоят из двух систем обратного осмоса (1 st Pass и 2 nd Pass), где 1 st pass имеет больший объемный расход, чем 2 nd pass. Между ними должен быть разделительный бак, в котором либо пермеат, либо концентрат воды 1 st проходного ОО хранится и подается в 2 и пропускают RO для дальнейшей фильтрации. Предварительная очистка должна быть обеспечена как для прохода 1 st , так и для систем обратного осмоса 2 nd , если применение будет заключаться в восстановлении воды, поскольку качество концентрированной воды на проходе 1 st должно быть на грани на точку насыщения. С другой стороны, приложение может потребовать предварительной обработки прохода 1 st только в том случае, если он используется в качестве пермеата для подачи прохода 2 nd .

[/пользовательские спецификации]

[пользовательские функции]

DPRO, в большинстве случаев, используется при наличии определенного желаемого уровня качества воды на конечном пермеате, как того требует технологическое оборудование. Это может быть комбинация двух систем обратного осмоса для солоноватой воды или системы обратного осмоса для морской воды, за которой следует система обратного осмоса для солоноватой воды. Некоторые заводы начинают повторно использовать воду из-за давления сообщества, чтобы свести к минимуму использование либо воды, поставляемой городом, либо забора воды из необработанных источников, что иссушает водоносный горизонт их района. Эти заводы используют DPRO для повышения эффективности использования воды в своих системах. Однопроходные системы обратного осмоса могут извлекать только до 80% питательной воды по конструкции. Использование DPRO может увеличить восстановление воды выше 9.0%.

Многие части мира сталкиваются с засухой и необходимостью экономить воду. Двухпроходная система обратного осмоса может помочь, сводя к минимуму образование сбросной воды. Некоторые производственные предприятия идут немного дальше, применяя план нулевого выброса жидкости с использованием DPRO, испарителя или концентратора рассола для отделения соли от чистой воды на заключительном этапе очистки и кристаллизатора соли в конце.

Система деионизации со смешанным слоем (MBDI) также может использоваться для очистки пермеата однопроходной системы обратного осмоса, если применение касается только качества воды. Однако из-за экологических опасений, связанных с опасными химическими веществами, необходимыми для регенерации блоков DI, инженеры указывают использовать DPRO, если конечное качество воды будет в пределах их требований. Система электродеионизации (EDI) является дополнительной системой очистки воды для DPRO, если заводу требуется сверхчистая вода для производства полупроводников или передовых приложений по производству микрочипов.

[/пользовательские функции]

[пользовательское использование]

Наша инновационная технология систем обратного осмоса с двойным проходом помогает снизить содержание растворенных твердых веществ на 99,9% при максимальном восстановлении воды.

Все наши системы обратного осмоса для солоноватой воды можно заказать в двухпроходной конфигурации.

[/использование по индивидуальному заказу]

Модели Функции Приложения Документы Видео

Обратный осмос Электродеионизация Водоподготовка Ирак 126 000 галлонов в день | www. PureAqua.com

Pure Aqua, Inc. разрабатывает и производит системы очистки воды...

Система обратного осмоса США, 1500 галлонов в день | www.PureAqua.com

Pure Aqua, Inc. производит системы обратного осмоса и очистки воды. А...

Система обратного осмоса на салазках Боливия 9,000 галлонов в день | www.PureAqua.com

Pure Aqua, Inc. разрабатывает и производит системы очистки воды...

Машина BWRO на салазках Южная Африка 4500 галлонов в день | www.PureAqua.com

Pure Aqua, Inc. разрабатывает и производит системы очистки воды...

Двухпроходная система обратного осмоса Филиппины 72 000 и 20 000 галлонов в сутки | www.pureaqua.com

Двухпроходная система обратного осмоса Местоположение: Филиппины Кап. ..

Присоединяйтесь к нашим подписчикам, чтобы увидеть больше видео

Отзывы

(1 отзыв) Написать обзор

Двухпроходная система обратного осмоса DPRO

Рейтинг Требуется Выберите рейтинг1 звезда (худший)2 звезды3 звезды (средний)4 звезды5 звезд (лучший)

Имя

Тема отзыва Требуется

Комментарии Требуется

Связанный проект1:
https://pureaqua. com/ro-edi-water-treatment-systems-10-m3-per-hr-iraq/
Связанный проект2:
https://pureaqua.com/double-pass-ro-system-for-chevron-28800-gpd-usa/
Связанный проект3:
https://pureaqua.com/commercial-reverse-osmosis-tds-reduction-6500-gpd-mexico/
Связанный проект4:
https://pureaqua.com/double-pass-reverse-osmosis-system-dpro/

Что такое обратный осмос? | Обратный осмос

Обратный осмос — это технология, которая используется для удаления большинства загрязняющих веществ из воды путем проталкивания воды под давлением через полупроницаемую мембрану.

Эта статья предназначена для аудитории, у которой мало или вообще нет опыта работы с водой обратного осмоса , и будет сделана попытка объяснить основы простыми словами, которые должны дать читателю лучшее общее представление о технологии воды обратного осмоса и ее Приложения.

В этой статье рассматриваются следующие темы:

  1. Общие сведения об осмосе и Вода, прошедшая обратный осмос
  2. Как работает обратный осмос (RO)?
  3. Какие загрязнения удаляет обратный осмос (RO)?
  4. Расчеты производительности и конструкции систем обратного осмоса (RO)
    1. Отказ от соли %
    2. Солевой проход %
    3. Восстановление %
    4. Коэффициент концентрации
    5. Скорость потока
    6. Баланс массы
  5. Понимание разницы между проходами и стадиями в системе обратного осмоса (RO)
    1. Одноступенчатая и двухступенчатая система обратного осмоса (RO)
    2. Массив
    3. Система обратного осмоса (RO) с рециркуляцией концентрата
    4. Сравнение однопроходных и двухпроходных систем обратного осмоса (RO)
  6. Предварительная очистка для обратного осмоса (RO)
    1. Загрязнение
    2. Масштабирование
    3. Химическая атака
    4. Механическое повреждение
  7. Решения для предварительной обработки для обратного осмоса (RO)
    1. Мультимедийная фильтрация
    2. Микрофильтрация
    3. Антискаланты и ингибиторы образования накипи
    4. Умягчение путем ионного обмена
    5. Бисульфит натрия (SBS) для инъекций
    6. Гранулированный активированный уголь (ГАУ)
  8. Определение тенденций производительности обратного осмоса (RO) и нормализация данных
  9. Очистка мембран обратного осмоса (RO)
  10. Резюме

Общие сведения об обратном осмосе

Обратный осмос , обычно называемый RO , представляет собой процесс, при котором вы деминерализуете или деионизируете воду, пропуская ее под давлением через полупроницаемую мембрану обратного осмоса.

Осмос

Чтобы понять назначение и процесс обратного осмоса, вы должны сначала понять естественный процесс Осмоса .

Осмос – это естественное явление и один из важнейших процессов в природе. Это процесс, при котором более слабый солевой раствор имеет тенденцию мигрировать к сильному солевому раствору. Примеры осмоса: корни растений поглощают воду из почвы, а наши почки поглощают воду из нашей крови.

Ниже приведена схема, показывающая, как работает осмос. Менее концентрированный раствор будет иметь естественную тенденцию мигрировать в раствор с более высокой концентрацией. Например, если у вас есть контейнер, наполненный водой с низкой концентрацией соли, и другой контейнер, наполненный водой с высокой концентрацией соли, и они разделены полупроницаемой мембраной, то вода с более низкой концентрацией соли начнет мигрировать. к емкости с водой с более высокой концентрацией соли.

Полупроницаемая мембрана — это мембрана, которая пропускает одни атомы или молекулы, но не пропускает другие. Простой пример – дверь-ширма. Он позволяет проходить молекулам воздуха, но не вредителям или чему-то большему, чем отверстия в дверце-сетке. Другим примером является ткань для одежды Gore-tex, которая содержит чрезвычайно тонкую пластиковую пленку, в которой прорезаны миллиарды мелких пор. Поры достаточно велики, чтобы пропускать водяной пар, но достаточно малы, чтобы препятствовать прохождению жидкой воды.

Обратный осмос – процесс обратного осмоса . В то время как осмос происходит естественным образом без затрат энергии, чтобы обратить вспять процесс осмоса, вам нужно применить энергию к более солевому раствору. Мембрана обратного осмоса представляет собой полупроницаемую мембрану, которая пропускает молекулы воды, но не пропускает большинство растворенных солей, органических веществ, бактерий и пирогенов. Однако вам необходимо «протолкнуть» воду через мембрану обратного осмоса, применяя давление, превышающее естественное осмотическое давление, чтобы опреснить (деминерализовать или деионизировать) воду в процессе, пропуская чистую воду, удерживая при этом большую часть воды. загрязнений.

Ниже приведена схема процесса обратного осмоса. Когда к концентрированному раствору прикладывается давление, молекулы воды проталкиваются через полупроницаемую мембрану, и загрязняющие вещества не пропускаются.

Как работает обратный осмос?

Обратный осмос работает за счет использования насоса высокого давления для увеличения давления на солевой стороне обратного осмоса и пропускания воды через полупроницаемую мембрану обратного осмоса, оставляя почти все (от 95% до 99%) растворенных солей в поток отказа. Требуемое давление зависит от концентрации солей в питательной воде. Чем более концентрирована питательная вода, тем большее давление требуется для преодоления осмотического давления.

Опресненная вода, деминерализованная или деионизированная, называется пермеатной (или продукционной) водой. Поток воды, несущий концентрированные загрязнения, не прошедшие через мембрану обратного осмоса, называется потоком брака (или концентрата).

Поскольку питательная вода поступает на мембрану обратного осмоса под давлением (достаточное давление для преодоления осмотического давления), молекулы воды проходят через полупроницаемую мембрану, а соли и другие загрязняющие вещества не проходят и удаляются через поток отходов (также известный как поток концентрата или рассола), который идет в дренаж или может быть возвращен в систему подачи питательной воды в некоторых случаях для рециркуляции через систему обратного осмоса для экономии воды. Вода, которая проходит через мембрану обратного осмоса, называется пермеатом или продукцией и обычно имеет около 9Из него удаляется от 5% до 99% растворенных солей.

Важно понимать, что в системе обратного осмоса используется перекрестная фильтрация, а не стандартная фильтрация, при которой загрязняющие вещества собираются внутри фильтрующего материала. При перекрестной фильтрации раствор проходит через фильтр или пересекает фильтр с двумя выходами: отфильтрованная вода идет в одну сторону, а загрязненная вода – в другую. Чтобы избежать накопления загрязняющих веществ, фильтрация с поперечным потоком позволяет воде смывать накопившиеся загрязнения, а также обеспечивает достаточную турбулентность для поддержания чистоты поверхности мембраны.

Какие загрязнения удалит из воды обратный осмос?

Обратный осмос способен удалять до 99 %+ растворенных солей (ионов), частиц, коллоидов, органических веществ, бактерий и пирогенов из питательной воды (хотя нельзя полагаться на систему обратного осмоса для удаления 100 % бактерий). и вирусы). Мембрана обратного осмоса отталкивает загрязнения в зависимости от их размера и заряда. Любое загрязняющее вещество с молекулярной массой более 200, вероятно, отбрасывается правильно работающей системой обратного осмоса (для сравнения, молекула воды имеет молекулярную массу 18). Аналогичным образом, чем больше ионный заряд загрязняющего вещества, тем больше вероятность того, что оно не сможет пройти через мембрану обратного осмоса. Например, ион натрия имеет только один заряд (одновалентный) и не отторгается обратноосмотической мембраной, как, например, кальций, имеющий два заряда. Точно так же по этой причине система обратного осмоса не очень хорошо удаляет такие газы, как CO2, потому что они не сильно ионизированы (заряжены) в растворе и имеют очень низкую молекулярную массу. Поскольку система обратного осмоса не удаляет газы, пермеатная вода может иметь уровень pH немного ниже нормального в зависимости от уровня CO2 в исходной воде, поскольку CO2 преобразуется в угольную кислоту.

Обратный осмос очень эффективен при очистке солоноватой, поверхностной и грунтовой воды как для больших, так и для малых потоков. Некоторые примеры отраслей, в которых используется вода обратного осмоса, включают фармацевтику, питательную воду для котлов, продукты питания и напитки, отделку металлов и производство полупроводников, и это лишь некоторые из них.

Существует несколько расчетов, которые используются для оценки производительности системы обратного осмоса, а также для проектирования. В системе обратного осмоса есть приборы, которые отображают качество, расход, давление и иногда другие данные, такие как температура или часы работы. Чтобы точно измерить производительность системы обратного осмоса, вам потребуются как минимум следующие рабочие параметры:

  • Давление подачи
  • Давление пермеата
  • Давление концентрата
  • Проводимость сырья
  • Проводимость пермеата
  • Поток подачи
  • Поток пермеата
  • Температура

Отказ от соли, %

Это уравнение показывает, насколько эффективно мембраны обратного осмоса удаляют загрязнения. Он не говорит вам, как работает каждая отдельная мембрана, а скорее показывает, как в среднем работает система в целом. Хорошо спроектированная система обратного осмоса с правильно функционирующими мембранами обратного осмоса будет отбраковывать 9От 5% до 99% большинства загрязнителей питательной воды (имеющих определенный размер и заряд). Вы можете определить, насколько эффективно мембраны обратного осмоса удаляют загрязняющие вещества, используя следующее уравнение: Электропроводность питательной воды – Электропроводность пермеата × 100 Проводимость сырья

Чем выше уровень защиты от соли, тем лучше работает система. Низкое сопротивление соли может означать, что мембраны требуют очистки или замены.

Прохождение соли %

Это просто инверсия отклонения соли, описанного в предыдущем уравнении. Это количество солей, выраженное в процентах, которые проходят через систему обратного осмоса. Чем ниже проход соли, тем лучше работает система. Высокий уровень прохождения соли может означать, что мембраны требуют очистки или замены.

Прохождение соли, % = (1 – Отказ от соли, %)

Извлечение, %

Процентное извлечение — это количество воды, которое «извлекается» как хороший пермеат. Еще один способ представить процент извлечения — это количество воды, которая не направляется в дренаж в виде концентрата, а собирается в виде пермеата или продукционной воды. Чем выше % извлечения, тем меньше воды вы отправляете в дренаж в виде концентрата и экономите больше пермеата. Однако, если процент извлечения слишком высок для конструкции обратного осмоса, это может привести к более серьезным проблемам из-за образования накипи и загрязнения. % восстановления для системы обратного осмоса устанавливается с помощью программного обеспечения для проектирования с учетом многочисленных факторов, таких как химический состав исходной воды и предварительная обработка обратного осмоса перед системой обратного осмоса. Таким образом, правильный % восстановления, при котором должен работать RO, зависит от того, для чего он был разработан. Рассчитав % восстановления, вы можете быстро определить, работает ли система не по назначению. Ниже приведен расчет % восстановления: 

% Восстановление = Расход пермеата (гал/мин) × 100
Расход подачи (гал/мин)

Например, если степень восстановления составляет 75%, это означает, что на каждые 100 галлонов питательной воды, поступающей в систему обратного осмоса, вы извлекаете 75 галлонов в виде пригодной для использования пермеатной воды, а 25 галлонов будут слиты в виде концентрата. Промышленные системы обратного осмоса обычно работают с извлечением от 50% до 85% в зависимости от характеристик питательной воды и других конструктивных соображений.

Коэффициент концентрации

Коэффициент концентрации связан с восстановлением системы обратного осмоса и является важным уравнением для проектирования системы обратного осмоса. Чем больше воды вы извлекаете в виде пермеата (чем выше % извлечения), тем больше концентрированных солей и загрязняющих веществ вы собираете в потоке концентрата. Это может привести к более высокому потенциалу образования накипи на поверхности мембраны обратного осмоса, когда коэффициент концентрации слишком высок для конструкции системы и состава питательной воды.

Коэффициент концентрации = 1
1 – Восстановление %

Концепция ничем не отличается от концепции котла или градирни. Они оба имеют очищенную воду, выходящую из системы (пар), и в конечном итоге оставляют после себя концентрированный раствор. По мере увеличения степени концентрации пределы растворимости могут быть превышены, и на поверхности оборудования может выпасть осадок в виде накипи.

Например, если расход исходного сырья составляет 100 галлонов в минуту, а расход пермеата — 75 галлонов в минуту, то извлечение составляет (75/100) x 100 = 75%. Чтобы найти коэффициент концентрации, формула будет 1 ÷ (1-75%) = 4.

Коэффициент концентрации 4 означает, что вода, поступающая в поток концентрата, будет в 4 раза более концентрированной, чем исходная вода. Если исходная вода в этом примере составляла 500 частей на миллион, то поток концентрата был бы 500 x 4 = 2000 частей на миллион.

Флюс

Gfd = гал/мин пермеата × 1440 мин/день
Количество элементов обратного осмоса в системе × площадь каждого элемента обратного осмоса

Например, у вас есть следующее:

Система обратного осмоса производит 75 галлонов пермеата в минуту. У вас есть 3 сосуда обратного осмоса, и каждый сосуд содержит 6 мембран обратного осмоса. Следовательно, у вас всего 3 х 6 = 18 мембран. В системе обратного осмоса используется мембрана Dow Filmtec BW30-365. Этот тип мембраны обратного осмоса (или элемента) имеет площадь поверхности 365 квадратных футов.

Чтобы найти поток (Gfd):

Gfd = 75 гал/мин × 1440 мин/день = 108 000
18 элементов × 365 кв. футов 6 570

Поток 16 Gfd.

Это означает, что через каждый квадратный фут каждой мембраны обратного осмоса проходит 16 галлонов воды в день. Это число может быть хорошим или плохим в зависимости от типа химического состава питательной воды и конструкции системы. Ниже приведено общее эмпирическое правило для диапазонов потоков для различных исходных вод, и его можно лучше определить с помощью программного обеспечения для проектирования обратного осмоса. Если бы вы использовали мембраны обратного осмоса Dow Filmtec LE-440i в приведенном выше примере, то поток был бы равен 14. Поэтому важно учитывать, какой тип мембраны используется, и стараться поддерживать одинаковый тип мембраны во всей системе. .

Источник питательной воды Gfd
Сточные воды 5-10
Морская вода 8-12
Солоноватые поверхностные воды 10-14
Солоноватая колодезная вода 14-18
Вода пермеата обратного осмоса 20-30

Баланс массы

Уравнение баланса массы используется, чтобы помочь определить, правильно ли считывают показания расходомера и прибора контроля качества или требуется калибровка. Если ваши приборы не считывают правильно, то данные о тенденциях производительности, которые вы собираете, бесполезны. Вам потребуется собрать следующие данные из системы обратного осмоса для выполнения расчета баланса массы:

  1. Расход подачи (гал/мин)
  2. Расход пермеата (гал/мин)
  3. Расход концентрата (гал/мин)
  4. Проводимость питания (мкСм)
  5. Проводимость пермеата (мкСм)
  6. Концентрат проводимости (мкСм)

Уравнение массового баланса:

(Расход сырья 1 x Проводимость сырья) = (Расход пермеата x Проводимость пермеата)
+ (Расход концентрата x Проводимость концентрата)

1 Расход сырья равен расходу пермеата + расход концентрата

Например, если вы собрали следующие данные из системы обратного осмоса:

Поток пермеата 5 гал/мин
Проводимость подачи 500 мкс
Проводимость пермеата 10 мкс
Поток концентрата 2 гал/мин
Концентрат проводимости 1200 мкс

Тогда уравнение баланса массы будет:

(7 x 500) = (5 x 10) + (2 x 1200)

3 500 ≠ 2 450

, затем найдите разницу

(разница / сумма) x 100

(3500 - 2450 ) / (3500 + 2450)) x 100

= 18%

Разница +/- 5% допустима. Обычно бывает достаточно разницы от +/- 5% до 10%. Разница > +/- 10% неприемлема, и требуется калибровка приборов обратного осмоса, чтобы убедиться, что вы собираете полезные данные. В приведенном выше примере уравнение баланса массы обратного осмоса выходит за пределы диапазона и требует внимания.

Система обратного осмоса (ОО): Понимание разницы между проходами и этапами в системе обратного осмоса (ОО)

Термины этап и проход часто ошибочно принимают за одно и то же в системе обратного осмоса, что может привести к путанице терминология для оператора RO. Важно понимать разницу между 1 и 2 этапами RO и 1 и 2 проходами RO.

Разница между 1- и 2-ступенчатой ​​системой обратного осмоса

В одноступенчатой ​​системе обратного осмоса питательная вода поступает в систему обратного осмоса в виде одного потока и выходит из системы обратного осмоса либо в виде концентрата, либо в виде пермеата.

В двухступенчатой ​​системе концентрат (или отходы) с первой ступени затем становится питательной водой для второй ступени. Пермеатная вода собирается с первой ступени и объединяется с пермеатной водой со второй ступени. Дополнительные этапы увеличивают восстановление системы.

Массив

В системе обратного осмоса массив описывает физическое расположение сосудов высокого давления в двухступенчатой ​​системе. Сосуды высокого давления содержат мембраны обратного осмоса (обычно от 1 до 6 мембран обратного осмоса находится в сосуде высокого давления). Каждая ступень может иметь определенное количество сосудов под давлением с мембранами обратного осмоса. Отходы каждой ступени затем становятся сырьевым потоком для следующей последовательной ступени. 2-ступенчатая система обратного осмоса, показанная на предыдущей странице, представляет собой массив 2:1, что означает, что концентрат (или отходы) из первых 2 сосудов обратного осмоса подается в следующий 1 сосуд.

Система обратного осмоса с рециркуляцией концентрата

В случае системы обратного осмоса, которая не может быть правильно организована и химический состав питательной воды позволяет это сделать, можно использовать установку рециркуляции концентрата, в которой часть потока концентрата возвращается обратно в питательную воду. на первый этап, чтобы ускорить восстановление системы.

Подумайте о проходе как об автономной системе обратного осмоса. Имея это в виду, разница между однопроходной системой обратного осмоса и двухпроходной системой обратного осмоса заключается в том, что при двухпроходной системе обратного осмоса пермеат с первого прохода становится питательной водой для второго прохода (или второго обратного осмоса), который в конечном итоге производит пермеат гораздо более высокого качества, потому что он по существу прошел через две системы обратного осмоса.

Помимо получения пермеата гораздо более высокого качества, двухпроходная система также позволяет удалять газообразный диоксид углерода из пермеата путем впрыскивания каустика между первым и вторым проходом. Использование C02 нежелательно, если после обратного осмоса используются слои ионообменной смолы смешанного действия. Добавляя щелочь после первого прохода, вы повышаете pH воды пермеата первого прохода и превращаете CO2 в бикарбонат (HCO3-) и карбонат (CO3-2) для лучшего отторжения мембранами обратного осмоса при втором проходе. Этого нельзя добиться при однопроходном обратном осмосе, потому что впрыск каустика и образующегося карбоната (CO3-2) в присутствии катионов, таких как кальций, приведет к образованию накипи на мембранах обратного осмоса.

Предварительная обработка обратного осмоса

Надлежащая предварительная обработка с использованием как механической, так и химической обработки имеет решающее значение для системы обратного осмоса, чтобы предотвратить загрязнение, образование накипи и дорогостоящий преждевременный выход из строя мембраны обратного осмоса, а также потребность в частой очистке. Ниже приводится краткое описание общих проблем, с которыми сталкивается система обратного осмоса из-за отсутствия надлежащей предварительной обработки.

Загрязнение

Загрязнение происходит, когда загрязняющие вещества накапливаются на поверхности мембраны, эффективно закупоривая мембрану. В муниципальной питательной воде содержится много загрязняющих веществ, незаметных для человеческого глаза и безвредных для потребления человеком, но достаточно больших, чтобы быстро засорить (или закупорить) систему обратного осмоса. Загрязнение обычно происходит в передней части системы обратного осмоса и приводит к более высокому перепаду давления в системе обратного осмоса и более низкому потоку пермеата. Это приводит к более высоким эксплуатационным расходам и, в конечном итоге, к необходимости очистки или замены мембран обратного осмоса. Загрязнение в конечном итоге произойдет в некоторой степени, учитывая чрезвычайно малый размер пор мембраны обратного осмоса, независимо от того, насколько эффективен ваш график предварительной обработки и очистки. Однако при наличии надлежащей предварительной обработки вы сведете к минимуму необходимость регулярного решения проблем, связанных с загрязнением.

Загрязнение может быть вызвано следующими факторами:

  1. Твердые или коллоидные вещества (грязь, ил, глина и т. д.)
  2. Органические вещества (гуминовые/фульвокислоты и т. д.)
  3. Микроорганизмы (бактерии и т.п.). Бактерии представляют собой одну из наиболее распространенных проблем загрязнения, поскольку мембраны обратного осмоса, используемые сегодня, не переносят дезинфицирующее средство, такое как хлор, и поэтому микроорганизмы часто могут процветать и размножаться на поверхности мембраны. Они могут образовывать биопленки, покрывающие поверхность мембраны и приводящие к сильному обрастанию.
  4. Прорыв фильтрующего материала перед установкой обратного осмоса. Углеродные слои GAC и слои умягчителей могут привести к утечке под сливом, и если не будет надлежащей постфильтрации, среда может засорить систему обратного осмоса.

Выполняя аналитические тесты, вы можете определить, имеет ли питательная вода для вашего обратного осмоса высокий потенциал загрязнения. Для предотвращения загрязнения системы обратного осмоса используются методы механической фильтрации. Наиболее популярными методами предотвращения загрязнения являются использование мультимедийных фильтров (MMF) или микрофильтрации (MF). В некоторых случаях достаточно картриджной фильтрации.

Накипь

По мере того, как некоторые растворенные (неорганические) соединения становятся более концентрированными (вспомните обсуждение коэффициента концентрации), может образоваться накипь, если эти соединения превышают свои пределы растворимости и осаждаются на поверхности мембраны в виде накипи. Результатом удаления накипи является более высокий перепад давления в системе, более высокая скорость прохождения солей (меньшее сопротивление соли), низкий расход пермеата и более низкое качество пермеата. Примером обычного налета, который имеет тенденцию образовываться на мембране обратного осмоса, является карбонат кальция (CaCO3).

Химическая атака

Современные тонкопленочные композитные мембраны неустойчивы к хлору или хлораминам. Окислители, такие как хлор, «прожигают» отверстия в порах мембраны и могут нанести непоправимый ущерб. Результатом химического воздействия на мембрану обратного осмоса является более высокий поток пермеата и более высокое прохождение солей (более низкое качество пермеата). Вот почему рост микроорганизмов на мембранах обратного осмоса имеет тенденцию так легко загрязнять мембраны обратного осмоса, поскольку нет биоцида для предотвращения их роста.

Механические повреждения

Частью схемы предварительной обработки должны быть трубопроводы и элементы управления системы обратного осмоса до и после нее. В случае «жестких пусков» может произойти механическое повреждение мембран. Аналогичным образом, если в системе обратного осмоса слишком большое противодавление, это может также привести к механическому повреждению мембран обратного осмоса. Эти проблемы можно решить, используя приводные двигатели с регулируемой частотой для запуска насосов высокого давления для систем обратного осмоса и установив обратный клапан (клапаны) и/или клапаны сброса давления, чтобы предотвратить чрезмерное обратное давление на установку обратного осмоса, которое может привести к необратимому повреждению мембраны.

Решения для предварительной обработки

Ниже приведены некоторые растворы для предварительной обработки систем обратного осмоса, которые могут помочь свести к минимуму загрязнение, образование накипи и химическое воздействие.

Мультимедийная фильтрация (MMF)

Мультимедийный фильтр используется для предотвращения загрязнения системы обратного осмоса. Мультимедийный фильтр обычно содержит три слоя наполнителя, состоящего из антрацитового угля, песка и граната, с поддерживающим слоем гравия на дне. Это среда выбора из-за различий в размере и плотности. Более крупный (но более легкий) антрацит будет наверху, а более тяжелый (но более мелкий) гранат останется внизу. Расположение фильтрующего материала позволяет удалять самые крупные частицы грязи ближе к верхней части слоя материала, а более мелкие частицы грязи остаются все глубже и глубже в материале. Это позволяет всему слою действовать как фильтр, обеспечивая гораздо более длительное время работы фильтра между обратной промывкой и более эффективным удалением твердых частиц.

Хорошо работающий мультимедийный фильтр может удалять частицы размером до 15-20 микрон. Мультимедийный фильтр с добавлением коагулянта (который заставляет крошечные частицы соединяться вместе, образуя частицы, достаточно большие для фильтрации) может удалять частицы размером до 5-10 микрон. Для сравнения, ширина человеческого волоса составляет около 50 микрон.

Мультимедийный фильтр рекомендуется, когда значение индекса плотности ила (SDI) превышает 3 или когда мутность превышает 0,2 NTU. Точного правила не существует, но следует соблюдать приведенные выше рекомендации, чтобы предотвратить преждевременное загрязнение мембран обратного осмоса.

Очень важно установить 5-микронный патронный фильтр непосредственно после блока MMF на случай выхода из строя нижнего дренажа MMF. Это предотвратит повреждение насосов, расположенных ниже по течению, и засорение системы обратного осмоса средой MMF.

Микрофильтрация (МФ)

Микрофильтрация (МФ) эффективна для удаления коллоидных и бактериальных частиц и имеет размер пор всего 0,1–10 мкм. Микрофильтрация помогает снизить вероятность загрязнения установки обратного осмоса. Конфигурация мембраны может варьироваться в зависимости от производителя, но чаще всего используется тип «полое волокно». Как правило, вода закачивается снаружи волокон, а чистая вода собирается внутри волокон. Мембраны для микрофильтрации, используемые в системах питьевой воды, обычно работают в «тупиковом» потоке. В тупиковом потоке вся вода, подаваемая на мембрану, фильтруется через мембрану. Образуется фильтрационный осадок, который необходимо периодически смывать с поверхности мембраны. Скорость восстановления обычно выше 90 процентов для источников питательной воды, которые имеют достаточно высокое качество и низкую мутность.

Антинакипины и ингибиторы образования накипи

Антинакипины и ингибиторы образования накипи, как следует из их названия, представляют собой химические вещества, которые можно добавлять в питательную воду перед установкой обратного осмоса, чтобы уменьшить потенциал образования накипи в питательной воде. Антинакипины и ингибиторы образования накипи увеличивают пределы растворимости проблемных неорганических соединений. Увеличивая пределы растворимости, вы можете концентрировать соли больше, чем это было бы возможно в противном случае, и, следовательно, достигать более высокой степени извлечения и работать с более высоким коэффициентом концентрации. Антискаланты и ингибиторы образования накипи препятствуют образованию накипи и росту кристаллов. Выбор антинакипина или ингибитора образования накипи, а также правильная дозировка зависят от химического состава питательной воды и конструкции системы обратного осмоса.

Умягчение путем ионного обмена

Умягчитель воды можно использовать для предотвращения образования накипи в системе обратного осмоса путем замены ионов, образующих накипь, ионами, не образующими накипь. Как и в случае с устройством MMF, важно установить 5-микронный патронный фильтр непосредственно после умягчителя воды на случай выхода из строя нижнего дренажа умягчителя.

Впрыск бисульфита натрия (SBS)

Путем добавления бисульфита натрия (SBS или SMBS), который является восстановителем, в поток воды перед RO в нужной дозе, вы можете удалить остаточный хлор.

Гранулированный активированный уголь (ГАУ)

ГАУ используется как для удаления органических компонентов, так и для удаления остатков дезинфицирующих средств (таких как хлор и хлорамины) из воды. Среда GAC изготавливается из угля, ореховой скорлупы или дерева. Активированный уголь удаляет остаточный хлор и хлорамины посредством химической реакции, которая включает перенос электронов с поверхности GAC на остаточный хлор или хлорамины. Хлор или хлорамины превращаются в ион хлорида, который больше не является окислителем.

Недостаток использования GAC перед установкой обратного осмоса заключается в том, что GAC быстро удаляет хлор в самом верху слоя GAC. Это оставит оставшуюся часть слоя GAC без какого-либо биоцида для уничтожения микроорганизмов. Слой GAC будет поглощать органические вещества по всему слою, которые являются потенциальной пищей для бактерий, поэтому в конечном итоге слой GAC может стать питательной средой для роста бактерий, которые могут легко перейти на мембраны обратного осмоса. Аналогичным образом, слой ГАУ при некоторых обстоятельствах может образовывать очень мелкие частицы углерода, которые потенциально могут засорить RO.

Тенденции и нормализация данных обратного осмоса

Мембраны обратного осмоса являются сердцем системы обратного осмоса, и для определения состояния мембран обратного осмоса необходимо собрать определенные данные. Эти точки данных включают давление в системе, расход, качество и температуру. Температура воды прямо пропорциональна давлению. По мере снижения температуры воды она становится более вязкой, и поток пермеата обратного осмоса падает, так как требуется большее давление, чтобы протолкнуть воду через мембрану. Аналогичным образом, при повышении температуры воды поток пермеата обратного осмоса будет увеличиваться. В результате данные о производительности системы обратного осмоса должны быть нормализованы, чтобы изменения потока не интерпретировались как ненормальные, когда проблем не существует. Нормализованные потоки, давления и отвод солей следует рассчитать, изобразить в виде графика и сравнить с базовыми данными (когда RO был введен в эксплуатацию или после очистки или замены мембран), чтобы помочь устранить любые проблемы, а также определить, когда следует очищать или проверять мембраны на наличие повреждать. Нормализация данных помогает отобразить реальную производительность мембран обратного осмоса. Как правило, когда нормированное изменение составляет +/- 15% от исходных данных, вам необходимо принять меры. Если вы не будете следовать этому правилу, то очистка мембран обратного осмоса может оказаться не очень эффективной для восстановления почти новой производительности мембран.

Очистка мембран обратного осмоса

Мембраны обратного осмоса неизбежно требуют периодической очистки от 1 до 4 раз в год в зависимости от качества исходной воды. Как правило, если нормализованный перепад давления или нормализованное прохождение солей увеличились на 15%, то пора чистить мембраны обратного осмоса. Если нормализованный поток пермеата уменьшился на 15%, то пришло время также очистить мембраны обратного осмоса. Вы можете либо очистить мембраны обратного осмоса на месте, либо снять их с системы обратного осмоса и очистить за пределами площадки сервисной компанией, которая специализируется на этой услуге. Было доказано, что очистка мембраны за пределами площадки более эффективна для обеспечения более качественной очистки, чем очистка на месте.

Очистка мембран обратного осмоса включает очистители с низким и высоким pH для удаления загрязняющих веществ с мембраны. Накипь устраняется очистителями с низким pH и органическими веществами, коллоидные и биологические загрязнения обрабатываются очистителями с высоким pH. Очистка мембран обратного осмоса заключается не только в использовании соответствующих химических веществ. Существует много других факторов, таких как потоки, температура и качество воды, правильно спроектированные и подобранные по размеру чистящие блоки и многие другие факторы, которые опытная сервисная группа должна учитывать для правильной очистки мембран обратного осмоса.

Обратный осмос: сводка

Обратный осмос — это эффективная и проверенная технология производства воды, подходящая для многих промышленных применений, требующих деминерализованной или деионизированной воды. Дальнейшая обработка после системы обратного осмоса, такая как деионизация в смешанном слое, может повысить качество пермеата обратного осмоса и сделать его пригодным для самых требовательных применений.

Learn more