Tööstuslik pöördosmoosi tehas: reeglid, paigaldusjuhised, filtrid ja tööpõhimõte

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Tööstuslikke pöördosmoositehaseid iseloomustab kõrge veepuhastusaste ja madalad tegevuskulud. Töömooduli põhielement on membraanide plokk, mille kaudu juhitakse vedelikku. Tekkiv liigne rõhk aitab kaasa pöördosmoosi protsessile - "lahusti" (puhta vee) voolule läbi membraani. Erinev alt traditsioonilisest keemilisest magestamisest on see tehnoloogia keskkonnasõbralikum, kuna see ei nõua agressiivsete reaktiivide kasutamist.

Sihtkoht

Tööstuslikke pöördosmoositehaseid kasutatakse vee puhastamiseks mineraalsooladest, et seda saaks kasutada tööstuses, kaubanduses ja kodudes. See tehnoloogia on paljulubav, kuna võimaldab vedelikust eemaldada väga väikseid osakesi – kuni 0,0001 mikronit (vee karedust mõjutavad k altsiumi- ja magneesiumisoolad, sulfaadid, nitraadid, värvainemolekulid).

Selle meetodiga vee puhastamist kasutataksevaldkonnad nagu:

• soolade hulga vähendamine kohalikest maapealsetest allikatest (allikad, jõed, järved) ja maa-alustest allikatest ammutatud vetes;
• mere (riimvee) magestamine;
• tehnoloogiliste protsesside lahenduste koostamine;
• katlamajade ja katlajaamade veetöötlus;
• reoveepuhastuse lõpetamine suletud veeringis;
• meditsiinilise vee desinfitseerimine;
• toiduainetööstus – mahlade, karastusjookide ja veinide selitamine, stabiliseerimine ja kontsentreerimine.

Enamasti on tööstuslikud pöördosmoositehased osa kaheastmelistest puhastussüsteemidest. Esimeses etapis läbib vedelik mehaanilise filtreerimise, mis eemaldab suuremad osakesed.

Tehnoloogia olemus

Pöördosmoositehase tööpõhimõte seisneb selles, et puhastatav vedelik juhitakse läbi poolläbilaskvate membraanide, mis püüavad täielikult või osaliselt molekulid kinni. Otsese osmoosi korral voolab vesi lahuse poole. Kui avaldate esimeses koostises rõhku üle tasakaalu (osmootse) väärtuse, liigub vesi vastupidises suunas. See tagab puhastamise selektiivsuse.

Nõutav rõhutase pöördosmoosfiltri paigaldamisel sõltub soolade kontsentratsioonist (mida kõrgem see on, seda kõrgem on rõhk). Niisiis, mineralisatsiooniga 20-30 g/l on see 5-10 MPa. Puhastusseadmed võivad kasutada oma survettööstuslikud veevarustussüsteemid või suurenenud keskmine rõhk (pumpade kasutamine). Membraani tüüp mõjutab vee puhtusastet. Kui see ummistub, kaotab süsteem oma efektiivsuse, mistõttu tuleb seda seadet õigeaegselt hooldada.

Pakett

Tööstuslike pöördosmoosiseadmete peamised komponendid on:

• alus (alus);
• eelfilter (veepuhastusseadmed);
• membraaniüksused (nende arv määratakse ühe üksuse ja kogu paigalduse kui terviku jõudluse põhjal);
• kõrgsurvepumbad vajaliku diferentsiaalrõhu tagamiseks;
• torustik koos mõõteriistade ja ventiilidega;
• loputusseade membraani puhastamiseks;
• elektriline juhtkapp ja kontrollerid.

Kaasaegsed seadmed on modulaarse disainiga, võimaldades kohapeal lõplikku kokkupanekut valitud spetsifikatsioonidega, mida saab vajadusel muuta. Põhiseade on pöördosmoosimembraanidega surveanumad. Lisaks saab pöördosmoosisüsteemi paigaldamise varustada järgmist tüüpi seadmetega:

• veepuhastussüsteem enne osmootset töötlemist;
• puhta või originaalvedeliku maht;
• lähetussüsteem.

Seadmed võivad sisaldada ka inhibeerimissüsteemisoolade (karbonaadid, sulfaadid ja fosfaadid) ladestumine membraanidele, mis sisaldab doseerimispumpa reaktiivi etteandmiseks, tasemeandureid, ventiile ja torusid. Pöördosmoospumba paigaldamine toimub eraldi. See paigaldatakse kronsteini abil reaktiivipaagile, mille järel paigaldatakse reaktiivi sisselasketoru ja paagi tasemeandur. See tehnoloogiline varustus võimaldab pikendada membraanide eluiga ja vähendada hoolduskulusid. Veele lisatakse 2-5 mg/l kontsentratsioonis 2-5 mg/l.

Soovitatavad skeemid

Tööstuslike pöördosmoosiseadmete jaoks on mitu paigutusvalikut, mis valitakse sõltuv alt lähtevee omadustest:

1. Kaevust tuleva mineraliseeritud vee töötlemine: jämefilter (CSF) - pöördosmoosiseade (ROO).
2. Kõrge rauasisaldusega vee puhastamine, suspensioonid, kõrge värvus: CSF - mehaanilised täitefiltrid (läbi filtrikoormuskihi) - sorptsioonpuhastusfiltrid - UOO.
3. Kõrge mineralisatsiooniga veetöötlus: CSF – ultrafiltreerimine (vee pehmendamine) – sorptsioonpuhastusfiltrid – UOO.

Põhifunktsioonid

Paigaldamised erinevad mitmel viisil:

• Membraanist läbiva voolu puhtus (80–99, 8%).
• Osmootse membraani pooride suurus (raskete orgaaniliste osakeste eemaldamiseks pole vaja eriti peeneid membraane).
• Performance.

Membraanide tüübidmoodulid

Asukoha ja välimuse järgi eristatakse järgmisi peamisi membraanide tüüpe:

• Tubulaarne. Membraan paikneb piki toru sisemist silindrilist pinda, puhastatud vee vool väljub külgmiste aukude kaudu ja hõljuvad osakesed settivad. Torude läbimõõt jääb kõige sagedamini vahemikku 4-25 mm, need asetatakse korpusesse paralleelselt või järjestikku. Sellise skeemi eelisteks on suur voolukiirus (kuni 6 m/s), eelneva peenfiltreerimise puudumine ja lihtne hooldus. Puuduste hulka kuuluvad suured mõõtmed ja kõrged töötlemiskulud.
• Fiber. Kasutatakse õõneskiude läbimõõduga 0,6-2 mm. Vesi võib voolata nii sees kui väljas. Mõne mudeli puhul on kiud fikseeritud kangasvõrguga. Need membraanimoodulid taluvad välist ja sisemist survet ning neid saab regulaarselt tagasi loputada. Kiudsüsteeme kasutatakse peamiselt ultrafiltrimiseks, kuna augud ummistuvad suurte osakestega.
• Taldrik. Membraanid on kinnitatud hoidikusse ja moodul ise on ristkülikukujuliste raamide komplektiga kassett. Neid on lihtne kokku panna ja puhastada, kuid ploki käänuline ja keerukas konfiguratsioon põhjustab rõhulangusi ja vähendab seadmete töökindlust.
• Spiraal. Puhastatud vee (permeaadi) membraanid ja vastuvõtjad on ümbritsetud mitme kihina ümber tsentraalse kollektori toru. Sellised moodulid on kõige kompaktsemadvõrreldes teiste tüüpidega, kuid väga tundlik saastumise suhtes.

Lamedad membraanid on enamasti valmistatud tselluloosatsetaat- või polüamiidkiledest.

Tööpõhimõte

Tööstusliku pöördosmoositehase tööpõhimõte on järgmine:

1. Eelfiltrite eelpuhastus.
2. Vesi tarnitakse kõrgsurvepumbaga membraanimoodulisse, kus see jagatakse kaheks vooluks – puhastatud vedelikuks ja suure soolsusega kontsentraadiks.
3. Puhastatud vee väljumine pöördosmoosiseadmest, selle voolu mõõtmine, selle kogumine konteinerisse.
4. Kontsentraadi tühjendamine kanalisatsiooni või suunamine pumba sisselaskeavasse (korduv töötlemise ringlussevõtt).

Vastuvõetamatu vasturõhu suurenemise korral aktiveeritakse relee, mis lülitab paigalduse välja. Sama juhtub puhastatud vee kogumispaagi (taseme lüliti) täitmisel. Membraani loputus algab automaatselt.

Vee ettevalmistamine

Pöördosmoosi membraanitehnoloogia eeldab, et lähtevedelikus puuduvad peaaegu täielikult mehaanilised lisandid. Tööstuslik veepuhastus on sel juhul ebaefektiivne, kuna torustike kaudu vee transportimisel satuvad sellesse võõrosakesed. Seetõttu peavad pöördosmoosisüsteemis membraaniüksuse sisselaskeava juures olema eelfiltrid.

Sellised seadmed on tavaliselt valmistatud universaalsenakonstruktsiooniga ja koosneb vähem alt 3 tüüpi filtritest: jäme- ja peenfiltrid, samuti orgaaniliste ainete kogumiseks (sorptsioonifiltrid). Lisavõimalused on ultrafiltratsiooni-, rauaeemaldus- ja selitamissüsteemid. Selle seadme mittekasutamine põhjustab töömembraanide kiire ummistumise, mis vähendab pöördosmoosi protsessi tõhusust.

Paigaldamine ja kasutuselevõtt

Paigaldusjuhiste järgi tuleb pöördosmoos paigaldada siseruumidesse. Need seadmed ei ole mõeldud kasutamiseks välitingimustes.

Paigaldustööd tehakse järgmises järjekorras:

• reaktiivisüsteemi paigaldamine;
• torujuhtmete ühendamine toorvee tarnimiseks ja puhastatud vee vastuvõtmiseks;
• kontrolleri programmeerimine (elektrijuhtivuse suurima lubatud väärtuse, vee temperatuuri, membraanide pesemise kestuse enne töötsüklit, nende puhastamise vahelise aja ja muude parameetrite seadmine);
• Töö kontrollimine käsitsi režiimis (allika veevarustuse avamine, puhastatud vedeliku ja kontsentraadi väljalaskeava kraanid, kõrgsurvepumba sisselülitamine);
• viige seade automaatrežiimi.