Werking van het omgekeerde osmosesysteem en behandeling van membraanvervuiling
Omgekeerde osmosetechnologie maakt voornamelijk gebruik van het drukverschil aan beide zijden van het membraan als kracht om de scheiding en filtratie van het membraan te realiseren. Het is een zeer geavanceerde en effectieve energiebesparende membraanscheidingstechnologie.
RO Grondbeginselen en voordelen
Het omgekeerde osmosemembraan is het kernbestanddeel van de omgekeerde osmosetechnologie. Het is een kunstmatig semipermeabel membraan met bepaalde eigenschappen. Het is gemaakt van polymeermaterialen en simuleert biologische semipermeabele membraanmaterialen.
Omgekeerde osmose-systeem, ook wel omgekeerde osmose genoemd, is een membraanscheidingsoperatie die drukverschil gebruikt als drijvende kracht om oplosmiddelen van waterige oplossingen te scheiden, en is een proces waarbij onzuiverheden uit water worden gefilterd. Omdat het tegengesteld is aan de richting van natuurlijke infiltratie, wordt het omgekeerde osmose genoemd.
Het technische principe is om druk uit te oefenen op één kant van het membraan onder invloed van een hogere dan de osmotische druk van de oplossing. Wanneer de druk de osmotische druk overschrijdt, zal het oplosmiddel in de tegenovergestelde richting doordringen om deze stoffen van water te scheiden. Het oplosmiddel dat aan de lagedrukzijde van het membraan wordt verkregen, wordt permeaat genoemd; De geconcentreerde oplossing aan de hogedrukzijde wordt concentraat genoemd.
Als omgekeerde osmosetechnologie wordt gebruikt om zeewater te behandelen, wordt zoet water verkregen aan de lagedrukzijde van het membraan en pekel aan de hogedrukzijde. De omgekeerde osmosedruk kan worden gebruikt om het doel van scheiding, extractie, zuivering en concentratie te bereiken. Omgekeerde osmose is een waterbehandelingstechnologie waarbij gebruik wordt gemaakt van membraanscheiding, die behoort tot de fysische methode van kruisstroomfiltratie. De voordelen zijn als volgt: · Bij kamertemperatuur, vertrouwend op de druk van water als drijvende kracht, zijn de bedrijfskosten laag;
· Geen grote hoeveelheid lozing van afvalzuur en alkali, geen vervuiling van het milieu;
· Het systeem is eenvoudig, gemakkelijk te bedienen en sterk geautomatiseerd;
· Het heeft een groot aanpassingsvermogen aan de kwaliteit van het ruwe water en de kwaliteit van het effluentwater is stabiel;
· De apparatuur neemt een klein gebied in beslag en de onderhoudswerklast is klein.
Basisproces RO-waterbehandeling
Ten eerste, eenfasig eenfasig behandelingsproces. Nadat de vloeistof de membraanmodule is binnengegaan, worden het zuivere water en de geconcentreerde vloeistof eruit getrokken. Vergeleken met andere waterbehandelingsprocessen met omgekeerde osmose is het algehele proces van dit proces handiger en eenvoudiger te bedienen, maar het heeft hoge beperkingen en kan niet voldoen aan hogere waterkwaliteitseisen.
Ten tweede, eenfasig behandelingsproces in meerdere fasen. Op basis van het eentraps eentraps behandelingsproces wordt de vloeistof in meerdere stappen geconcentreerd. Vergeleken met het eentraps eentraps behandelingsproces is de complexiteit van dit proces hoger, wat kan voldoen aan hogere waterkwaliteitseisen en het recyclen van waterbronnen kan realiseren.
Ten derde, tweetraps eentraps behandelingsproces. In het geval dat het moeilijk is om met de primaire methode aan de werkelijke waterkwaliteitseisen te voldoen, kan het secundaire en eentrapsbehandelingsproces worden gebruikt. Vergeleken met de bovenstaande twee processen in de eerste fase, kan het gebruik van het eentraps behandelingsproces in de tweede fase de levensduur van de toepassing van het omgekeerde osmosemembraan verlengen en vereist het niet te veel mankracht, en worden ook de bijbehorende behandelingskosten verlaagd.
Toepassing van RO in waterbehandeling
Geavanceerde behandeling van stedelijk afvalwater
Bij de geavanceerde behandeling van stedelijke waterverontreiniging kan omgekeerde osmosetechnologie Verhoog het terugwinningspercentage van afvalwater en wordt veel gebruikt.
Er zijn verschillen in de geavanceerde behandelingseffecten van waterverontreiniging geproduceerd door omgekeerde osmosemembranen van verschillende materialen. Over het algemeen zijn bij de geavanceerde behandeling van stedelijke waterverontreiniging, nadat het huishoudelijk afvalwater van stadsbewoners is behandeld volgens de norm, de eisen voor de gezuiverde waterkwaliteit hoger (zoals teruggewonnen water). Op dit moment, cellulosetriacetaat holle vezelmembraan, spiraalgewikkelde polyvinylalcohol composietfilm kan een beter effect hebben.
Vergeleken met omgekeerde osmosemembranen van andere materialen, hebben de omgekeerde osmosemembranen van de bovenstaande twee materialen een retentiegraad van 100% voor fecale coliforme bacteriën, een kleurkwaliteit van niet hoger dan 1 graad en een permeaat van 1 mg/L ~ 2 mg / L. Tegelijkertijd hebben de omgekeerde osmosemembranen van deze twee materialen een hogere waterflux en een sterker vermogen om vervuiling tegen te gaan.
Industriële afvalwaterzuivering
1) Omgaan met ionen van zware metalen
Het toepassen van omgekeerde osmose waterbehandelingstechnologie op industriële afvalwaterzuivering heeft een zeer goed effect, dat in overeenstemming is met het algemene ontwerpprincipe van industriële economie en rationaliteit, en kan het energieverbruik, de bedrijfskosten en de moeilijkheid bij bediening en beheer verminderen.
Het omgekeerde osmose-apparaat dat wordt gebruikt voor industriële afvalwaterzuivering is over het algemeen een interne drukbuis of een rolvormig onderdeel. De druk is over het algemeen stabiel op ongeveer 218 MPa en het effect is uitstekend bij het terugwinnen van ionen van zware metalen. Onder hen is de werkdruk van het omgekeerde osmose-apparaat op basis van interne drukbuiscomponenten stabiel op 217 MPa. Op dit moment ligt het terugwinningspercentage van nikkel boven de 99% en ligt het scheidingspercentage van nikkel in het bereik van 97,12% ~ 97,17%.
2) Behandeling van oliehoudend afvalwater
Over het algemeen bestaat olie in olieachtig afvalwater voornamelijk in drie vormen, waaronder geëmulgeerde olie, gedispergeerde olie en drijvende olie. Ter vergelijking: de behandelingsmethoden voor het dispergeren van olie en drijvende olie zijn relatief eenvoudig. Na te hebben vertrouwd op mechanische scheiding, neerslag en adsorptie van actieve kool, kan het gehalte aan de overeenkomstige olie aanzienlijk worden verminderd. Voor geëmulgeerde olie bevat het echter organisch materiaal, dat de rol van oppervlakteactieve stof kan spelen, en de olie bestaat over het algemeen in deeltjes ter grootte van een micron, dus het heeft een extreem hoge stabiliteit en het is moeilijk om effectief en snel een scheiding tussen water en olie te realiseren.
Met behulp van waterbehandelingstechnologie met omgekeerde osmose kunnen concentratie en scheiding worden bereikt zonder de emulsie te vernietigen, en vervolgens wordt de geconcentreerde vloeistof verbrand en wordt het permeaat gerecycled of geloosd.
In dit stadium wordt bij de behandeling van olieachtig afvalwater, vanwege de overweging van het uiteindelijke behandelingseffect en de kwaliteit van het afvalwater, over het algemeen waterzuiveringstechnologie met omgekeerde osmose gebruikt in combinatie met andere behandelingsmethoden. Zelfbereide DEMUL-B1 wordt bijvoorbeeld gebruikt als demulgator om afvalwater met een hoge concentratie O/W draaiende afwerking te demulgeren, en vervolgens wordt het gedemulgeerde watermonster verder behandeld met het SE-membraan voor omgekeerde osmose van OSMONICS. De resultaten tonen aan dat het verwijderingspercentage van CZV 99,96% bereikt en dat het oliegehalte bijna niet detecteerbaar is in het gezuiverde water na een behandeling met "demulggering-omgekeerde osmose".
Ontzilt brak water
Tijdens het ontzilting van brak water, Door de introductie van waterbehandelingstechnologie met omgekeerde osmose, kan het anorganische zoutionen zoals magnesiumionen en calciumionen in zout water effectief onderdrukken, en realiseer de verbetering van de zuivere waterkwaliteit.
In dit stadium nemen de eisen van mensen aan de kwaliteit van zuiver water toe, en de oorspronkelijke behandelingsmethode (het toevoegen van antiscalant aan zout water) is moeilijk om aan de werkelijke behoeften van mensen te voldoen, en de introductie van omgekeerde osmose waterbehandelingstechnologie is een onvermijdelijke keuze.
Bij de ontziltingsoperatie van brak water met behulp van omgekeerde osmose-apparaten, het is noodzakelijk om de SDI-index regelmatig te testen, het terugwinningspercentage strikt te controleren, aandacht te besteden aan het drukverschil tussen de membraanmodules en de veranderingen in waterproductie en ontziltingssnelheid in realtime te meten. In de praktijk is de ontziltingssnelheid van het omgekeerde osmose-apparaat stabiel boven de 96% en voldoet de waterkwaliteit na ontzilting aan de norm voor huishoudelijk drinkwater.
Hoe om te gaan met RO-membraanvervuiling Membraanvervuiling verwijst naar de deeltjes, colloïdale deeltjes of opgeloste macromoleculen in de voedervloeistof die in contact komen met het membraan, die wordt veroorzaakt door fysische en chemische interacties met het membraan of concentratiepolarisatie, zodat de concentratie van bepaalde opgeloste stoffen op het membraanoppervlak de oplosbaarheid en mechanische werking overschrijdt. Adsorptie en afzetting op het membraanoppervlak of in de membraanporiën zorgen ervoor dat de membraanporiegrootte kleiner of verstopt raakt, wat resulteert in een onomkeerbaar veranderingsfenomeen dat de membraanflux- en scheidingseigenschappen aanzienlijk vermindert.
Microbiële besmetting
1) Oorzaken
Microbiële vervuiling verwijst naar het fenomeen dat micro-organismen zich ophopen op het grensvlak tussen membraan en water, waardoor de prestaties van het systeem worden beïnvloed.
Deze micro-organismen gebruiken het omgekeerde osmosemembraan als drager, vertrouwen op de voedingsstoffen in het geconcentreerde watergedeelte van de omgekeerde osmose om zich voort te planten en te groeien, en vormen een biofilmlaag op het oppervlak van het omgekeerde osmosemembraan, wat resulteert in een snelle toename van het drukverschil tussen het inlaat- en uitlaatwater van het omgekeerde osmosesysteem. snelle achteruitgang terwijl het productwater wordt verontreinigd.
De biofilm die bestaat uit micro-organismen kan direct (door de werking van enzymen) of indirect (door de werking van lokale pH of reductiepotentiaal) membraanpolymeren of andere componenten van omgekeerde osmose-eenheden afbreken, wat resulteert in een verkorte levensduur van het membraan, schade aan de integriteit van de membraanstructuur en zelfs groot systeemfalen veroorzaken.
2) Controle methode
Biologische besmetting kan worden beheerst door continue of intermitterende desinfectie van influent water. Er moeten sterilisatie- en doseerapparaten worden geïnstalleerd voor onbehandeld water dat van het oppervlak en ondiepe ondergrond wordt verzameld, en fungiciden op basis van chloor moeten worden toegevoegd. De dosering is over het algemeen gebaseerd op het resterende chloorgehalte van het influent > 1 mg/L.
Chemische vervuiling
1) Oorzaken
De meest voorkomende chemische vervuiling is de afzetting van carbonaataanslag in het membraanelement, waarvan de meeste een verkeerde werking zijn, een onvolmaakt doseringssysteem voor kalkremmers, onderbreking van de dosering van kalkremmers tijdens bedrijf, enz. Als het niet op tijd wordt ontdekt, zal de werkdruk toenemen, het drukverschil toenemen en de waterproductiesnelheid binnen enkele dagen afnemen. Als de geselecteerde kalkremmer niet overeenkomt met de waterkwaliteit of als de dosering onvoldoende is, kan het membraanschalingsverschijnsel in het element, lichte vervuiling in het membraanelement zijn functie herstellen door chemische reiniging, en in ernstige gevallen zal het er ook toe leiden dat sommige ernstig vervuilde membraanelementen worden afgedankt.
2) Controle methode
Om vervuiling in de membraanelementen te voorkomen, selecteert u eerst het omgekeerde osmose antiscalant dat geschikt is voor de waterkwaliteit van de systeemwaterbron en bepaalt u de optimale doseringshoeveelheid. Ten tweede, versterk de bewaking van het doseersysteem, let goed op de subtiele veranderingen in bedrijfsparameters en ontdek op tijd de redenen voor afwijkingen. Bovendien worden de meeste redenen voor het hoge Fe3+-gehalte in het water veroorzaakt door het leidingsysteem. Daarom maken de systeemleidingen, inclusief waterleidingen, zoveel mogelijk gebruik van met staal beklede kunststof leidingen om het Fe3+-gehalte te verminderen.
Zwevende deeltjes en colloïdale vervuiling
1) Oorzaken
Zwevende deeltjes en colloïden zijn de belangrijkste stoffen die de membranen voor omgekeerde osmose vervuilen en zijn ook de belangrijkste oorzaak van overmatig effluent SDI (sludge density index).
Door de verschillende waterbronnen en regio's is de samenstelling van zwevende deeltjes en colloïden ook heel verschillend. Over het algemeen zijn de belangrijkste componenten van niet-verontreinigd oppervlaktewater en ondiep grondwater: bacteriën, klei, colloïdaal silicium, ijzeroxiden, humuszuurproducten en kunstmatig overmatige vlokmiddelen en stollingsmiddelen (zoals ijzerzouten) in het voorbehandelingssysteem, aluminiumzouten, enz.) enz.
Bovendien De combinatie van positief geladen polymeren in ruw water en negatief geladen antiscalantia in omgekeerde osmosesystemen om precipitaten te vormen, is ook een van de oorzaken van dit soort vervuiling.
2) Controle methode
Wanneer het gehalte aan zwevende stoffen in ruw water meer dan 70 mg/L bedraagt, worden de voorbehandelingsmethoden van Coagulatie, klaring en filtratie worden meestal gebruikt; wanneer het gehalte aan zwevende stoffen in ruw water minder dan 70 mg/L bedraagt, de voorbehandelingsmethode van coagulatie en filtratie wordt meestal gebruikt; Wanneer <10mg/L, the pretreatment method of Directe filtratie wordt meestal gebruikt.
Bovendien Microfiltratie of ultrafiltratie is een effectieve methode voor membraanbehandeling van troebelheid en niet-opgelost organisch materiaal dat onlangs is ontstaan. Het kan alle zwevende stoffen, bacteriën, de meeste colloïden en niet-opgeloste organische stoffen verwijderen. Het is een ideaal voorbehandelingsproces voor omgekeerde osmose-systemen. .
Voorzorgsmaatregelen bij het gebruik van RO
Tijdens de toepassing van omgekeerde osmosetechnologie in waterbehandeling moet de noodzakelijke filtratie van afvalwater worden uitgevoerd. Filtratie is de basis voor omgekeerde osmosetechnologie om een rol te spelen. Het filtratieproces moet strikt worden gecontroleerd om te voorkomen dat onzuiverheden in het omgekeerde osmosesysteem in het water terechtkomen, om het doorlatende membraan en de apparatuur te beschermen, de waterafgifte te verhogen en de kans op corrosie te verkleinen.
Het omgekeerde osmose-apparaat moet regelmatig worden doorgespoeld, vooral om de weegschaal schoon te maken, de goede prestaties van het semi-permeabele membraan te behouden en de levensduur van het apparaat te verlengen.
Wanneer het omgekeerde osmose-apparaat niet in gebruik is, wordt het aangetast door het opsluitende rioolwater, waardoor micro-organismen worden gekweekt. Daarom moet het apparaat tijdens de uitschakelperiode worden gewassen en gedesinfecteerd, en de temperatuur tijdens de uitschakelperiode moet goed worden ingesteld om ervoor te zorgen dat het omgekeerde osmosemembraan wordt beschermd.
Operators moeten zich strikt houden aan de bedieningsprocedures en operationele specificaties, hun professionele kwaliteit voortdurend verbeteren en het apparaat voor gebruik zorgvuldig controleren om schade aan het apparaat als gevolg van bedieningsfouten te voorkomen, ervoor zorgen dat het apparaat normaal kan werken en rioolwaterzuiveringswerkzaamheden soepel uitvoeren.