Industrijsko postrojenje za reverznu osmozu: pravila, upute za ugradnju, filteri i princip rada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Industrijska postrojenja za reverznu osmozu karakteriziraju visoki stupanj pročišćavanja vode i niski operativni troškovi. Glavni element radnog modula je blok membrana kroz koji se prolazi tekućina. Nastali višak tlaka pridonosi procesu reverzne osmoze - protoku "otapala" (čiste vode) kroz membranu. Za razliku od tradicionalne kemijske desalinizacije, ova tehnologija je ekološki prihvatljivija, jer ne zahtijeva upotrebu agresivnih reagensa.

Odredište

Industrijska postrojenja za reverznu osmozu koriste se za pročišćavanje vode od mineralnih soli u svrhu njezine daljnje upotrebe u industrijske, komercijalne i kućne svrhe. Ova tehnologija je vrlo obećavajuća, jer vam omogućuje da uklonite vrlo male čestice iz tekućine - do 0,0001 mikrona (kalcijeve i magnezijeve soli koje utječu na tvrdoću vode, sulfate, nitrate, molekule boja).

Pročišćavanje vode ovom metodom se koristi upodručja kao što su:

• smanjenje količine soli u vodama izvučenim iz lokalnih nadzemnih (izvora, rijeka, jezera) i podzemnih izvora;
• desalinizacija morske (bočate) vode;
• priprema rješenja za tehnološke procese;
• pročišćavanje vode u kotlovnicama i kotlovnicama;
• završetak obrade otpadnih voda u zatvorenom vodenom krugu;
• dezinfekcija vode u medicinske svrhe;
• prehrambena industrija - bistrenje, stabilizacija i koncentracija sokova, bezalkoholnih pića i vina.

Najčešće su industrijska postrojenja za reverznu osmozu dio dvostupanjskih sustava pročišćavanja. U prvoj fazi tekućina prolazi mehaničku filtraciju, čime se uklanjaju veće čestice.

Suština tehnologije

Princip rada postrojenja za reverznu osmozu je da tekućina koja se pročišćava prolazi kroz polupropusne membrane koje potpuno ili djelomično zarobljavaju molekule. S izravnom osmozom, voda teče prema otopini. Ako primijenite pritisak u prvom sastavu iznad ravnotežne (osmotske) vrijednosti, tada će se voda kretati u suprotnom smjeru. To osigurava selektivnost čišćenja.

Potrebna razina tlaka u instalaciji filtera reverzne osmoze ovisi o koncentraciji soli (što je veća, to je veći tlak). Dakle, s mineralizacijom od 20-30 g/l, to je 5-10 MPa. Oprema za čišćenje može koristiti vlastiti pritisakindustrijski vodoopskrbni sustavi ili povišeni srednji tlak (uporaba crpki). Vrsta membrane utječe na stupanj čistoće vode. Kada se začepi, sustav gubi na učinkovitosti, stoga je potrebno na vrijeme obaviti održavanje ove jedinice.

Paket

Glavne komponente industrijskih postrojenja za reverznu osmozu su:

• baza (stalka);
• prefini filter (oprema za pročišćavanje vode);
• membranske jedinice (njihov broj se određuje na temelju performansi jedne jedinice i cijele instalacije u cjelini);
• visokotlačne pumpe za osiguravanje potrebnog diferencijalnog tlaka;
• cijev s instrumentima i ventilima;
• jedinica za ispiranje za čišćenje membrane;
• električni upravljački ormar i kontroleri.

Moderne jedinice su modularne konstrukcije, omogućujući konačnu montažu na licu mjesta s odabranim specifikacijama koje se po potrebi mogu modificirati. Glavna jedinica su tlačne posude s membranama reverzne osmoze. Dodatno, instalacija sustava reverzne osmoze može biti opremljena sljedećim vrstama opreme:

• sustav za pročišćavanje vode prije osmotske obrade;
• kapacitet čiste ili originalne tekućine;
• sustav otpreme.

Oprema također može uključivati sustav za inhibicijunaslage soli (karbonata, sulfata i fosfata) na membranama, što uključuje dozirnu pumpu za dovod reagensa, senzore razine, ventile i cijevi. Ugradnja pumpe za reverznu osmozu provodi se zasebno. Montira se na spremnik reagensa pomoću nosača, nakon čega se montira vod za unos reagensa i senzor razine u spremniku. Ova tehnološka oprema omogućuje produljenje vijeka trajanja membrana i smanjenje troškova održavanja. Antiscalant (inhibitor sedimentacije) dodaje se vodi u koncentraciji od 2-5 mg/l.

Preporučene sheme

Postoji nekoliko opcija rasporeda industrijskih postrojenja za reverznu osmozu, koje se odabiru ovisno o svojstvima izvorne vode:

1. Obrada mineralizirane vode koja dolazi iz bunara: grubi filter (CSF) - jedinica za reverznu osmozu (ROO).
2. Pročišćavanje vode s visokim sadržajem željeza, suspenzije, visoke boje: CSF - mehanički filteri za zatrpavanje (kroz sloj filterskog opterećenja) - filtri za sorpcijsko pročišćavanje - UOO.
3. Obrada vode visoke mineralizacije: CSF - ultrafiltracija (omekšavanje vode) - sorpcijski filtri za pročišćavanje - UOO.

Ključne značajke

Instalacije se razlikuju na nekoliko ključnih načina:

• Čistoća protoka kroz membranu (80-99, 8%).
• Veličina pora osmotske membrane (nije potrebne dodatne fine membrane za uklanjanje teških organskih čestica).
• Izvedba.

Vrste membranamoduli

Sljedeće glavne vrste membrana razlikuju se po mjestu i izgledu:

• Cjevasti. Membrana se nalazi duž unutarnje cilindrične površine cijevi, protok pročišćene vode izlazi kroz bočne rupe, a suspendirane čestice se talože. Promjer cijevi je najčešće u rasponu od 4-25 mm, postavljaju se u kućište paralelno ili serijski. Prednosti takve sheme su veliki protok (do 6 m/s), nema potrebe za preliminarnom finom filtracijom i jednostavno održavanje. Nedostaci uključuju velike dimenzije i visoke troškove obrade.
• Vlakna. Koriste se šuplja vlakna promjera 0,6-2 mm. Voda može teći i iznutra i izvana. U nekim modelima, vlakna su fiksirana mrežicom od tkanine. Ovi membranski moduli podnose vanjski i unutarnji pritisak i mogu se redovito ispirati. Sustavi vlakana uglavnom se koriste za ultrafiltraciju jer se rupe začepljuju velikim česticama.
• Tanjur. Membrane su fiksirane u pločicu držača, a sam modul je kaseta sa setom pravokutnih okvira. Lako se sastavljaju i čiste, ali krivudava i složena konfiguracija bloka dovodi do pada tlaka i smanjuje pouzdanost opreme.
• Spirala. Membrane i prijemnici pročišćene vode (permeata) omotani su u nekoliko slojeva oko središnje kolektorske cijevi. Takvi moduli su najkompaktniji u smisluu usporedbi s drugim vrstama, ali vrlo osjetljiva na kontaminaciju.

Ravne membrane se najčešće izrađuju od celuloznog acetata ili poliamidnih filmova.

Princip rada

Načelo rada industrijskog postrojenja za reverznu osmozu je sljedeće:

1. Prethodno čišćenje u predfiltrima.
2. Voda se opskrbljuje visokotlačnom pumpom u membranski modul, gdje se dijeli na 2 toka - pročišćenu tekućinu i koncentrat s visokim salinitetom.
3. Izlaz pročišćene vode iz jedinice za reverznu osmozu, mjerenje njenog protoka, prikupljanje u posudu.
4. Ispuštanje koncentrata u kanalizaciju ili usmjeravanje na ulaz pumpe (ponovljeno recikliranje tretmana).

U slučaju neprihvatljivog povećanja protutlaka, aktivira se relej koji isključuje instalaciju. Isto se događa kada je spremnik za sakupljanje tretirane vode (prekidač razine) napunjen. Ispiranje membrane počinje automatski.

Priprema vode

Tehnologija membrane reverzne osmoze pretpostavlja gotovo potpunu odsutnost mehaničkih nečistoća u izvornoj tekućini. Industrijsko pročišćavanje vode u ovom slučaju je neučinkovito, jer strane čestice ulaze u nju prilikom transporta vode kroz cjevovode. Stoga sustav reverzne osmoze mora uključivati predfiltre na ulazu u membransku jedinicu.

Takva oprema se obično izrađuje u univerzaludizajna i sastoji se od najmanje 3 vrste filtera: grubih i finih filtera, kao i za sakupljanje organskih tvari (sorpcijski filteri). Dodatne mogućnosti su ultrafiltracija, sustavi za uklanjanje željeza i bistrenje. Nekorištenje ove jedinice uzrokuje brzo začepljenje radnih membrana, smanjujući učinkovitost procesa reverzne osmoze.

Instalacija i puštanje u rad

Prema uputama za ugradnju, reverzna osmoza mora biti instalirana u zatvorenom prostoru. Ove jedinice nisu dizajnirane za vanjsku upotrebu.

Instalacijski radovi se izvode sljedećim redoslijedom:

• instalacija sustava reagensa;
• priključak cjevovoda za opskrbu sirovom vodom i primanje pročišćene vode;
• programiranje regulatora (postavljanje najveće dopuštene vrijednosti električne vodljivosti, temperature vode, trajanja pranja membrana prije ciklusa rada, vremenskog intervala između njihovog čišćenja i ostalih parametara);
• Provjera rada u ručnom načinu rada (otvaranje izvorišne vode, slavine za izlaz pročišćene tekućine i koncentrata, uključivanje visokotlačne pumpe);
• prebacite jedinicu u automatski način rada.