Werking van het omgekeerde osmosesysteem en behandeling van membraanvervuiling
Omgekeerde osmosetechnologie gebruikt voornamelijk 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.
Basisprincipes en voordelen van RO
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 uit 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 hoger 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 het 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 afvalzuur en alkalische lozing, geen vervuiling van het milieu;
· Het systeem is eenvoudig, eenvoudig te bedienen en sterk geautomatiseerd;
· Het heeft een groot aanpassingsvermogen aan de kwaliteit van het ongezuiverde water en de kwaliteit van het afvalwater is stabiel;
· De apparatuur neemt een klein gebied in beslag en de onderhoudswerklast is klein.
Basisproces RO-waterbehandeling
Eerst een eenfasig behandelingsproces. Nadat de vloeistof de membraanmodule is binnengekomen, worden het zuivere water en de geconcentreerde vloeistof naar buiten getrokken. Vergeleken met andere waterbehandelingsprocessen met omgekeerde osmose, is het algehele proces van dit proces handiger en gemakkelijker 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 eenfasige eentrapsbehandelingsproces wordt de vloeistof in meerdere stappen geconcentreerd. Vergeleken met het eenfasige eenfasige behandelingsproces is de complexiteit van dit proces hoger, waardoor aan hogere waterkwaliteitseisen kan worden voldaan en de recycling van waterbronnen kan worden gerealiseerd.
Ten derde, tweetraps behandelingsproces in één fase. In het geval dat het moeilijk is om met de primaire methode aan de werkelijke waterkwaliteitseisen te voldoen, kan het secundaire en eenfasige behandelingsproces worden gebruikt. Vergeleken met de bovenstaande twee processen in de eerste fase, kan het gebruik van het eenfasige behandelingsproces in de tweede fase de levensduur van het omgekeerde osmosemembraan verlengen en vereist het niet al te veel mankracht, en worden de bijbehorende behandelingskosten ook verlaagd.
Toepassing van RO in waterbehandeling
Geavanceerde behandeling van stedelijk afvalwater
Bij de geavanceerde behandeling van stedelijke waterverontreiniging kan omgekeerde osmosetechnologie Verhoog de terugwinningssnelheid van rioolwater en wordt veel gebruikt.
Er zijn verschillen in de geavanceerde behandelingseffecten van waterverontreiniging veroorzaakt door omgekeerde osmosemembranen van verschillende materialen. Over het algemeen zijn bij de geavanceerde behandeling van stedelijke waterverontreiniging, nadat het huishoudelijk afvalwater van stadsbewoners volgens de norm is gezuiverd, de eisen voor de kwaliteit van het gezuiverde water hoger (zoals teruggewonnen water). Op dit moment, cellulose triacetaat hol vezelmembraan, spiraalgewikkelde polyvinylalcohol composietfilm kan een beter effect spelen.
Vergeleken met omgekeerde osmosemembranen gemaakt van andere materialen, hebben de omgekeerde osmosemembranen van de bovenstaande twee materialen een retentiepercentage van 100% voor fecale coliforme bacteriën, een chromaticiteit 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 anti-vervuilingsvermogen.
Industriële afvalwaterzuivering
1) Omgaan met ionen van zware metalen
Het toepassen van waterbehandelingstechnologie met omgekeerde osmose 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 de bediening en het beheer verminderen.
Het omgekeerde osmose-apparaat dat wordt gebruikt voor de behandeling van industrieel afvalwater is over het algemeen een interne drukbuis of een onderdeel van het roltype. De druk is over het algemeen stabiel op ongeveer 218 MPa en het effect is uitstekend bij het herstel van ionen van zware metalen. Onder hen is de werkdruk van het omgekeerde osmose-apparaat op basis van interne drukbuisvormige componenten stabiel op 217 MPa. Op dit moment is het terugwinningspercentage van nikkel hoger dan 99% en ligt de scheidingssnelheid van nikkel in het bereik van 97,12% ~ 97,17%.
2) Behandeling van olieachtig 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 van dispergeerolie en drijvende olie zijn relatief eenvoudig. Na te hebben vertrouwd op mechanische scheiding, precipitatie en adsorptie van actieve kool, kan het gehalte van 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 water-oliescheiding te realiseren.
Met behulp van waterbehandelingstechnologie met omgekeerde osmose kunnen concentratie en scheiding worden bereikt zonder de emulsie te vernietigen, waarna de geconcentreerde vloeistof wordt verbrand en het permeaat wordt gerecycled of geloosd.
In dit stadium, bij de behandeling van olieachtig afvalwater, wordt over het algemeen de omgekeerde osmose-waterbehandelingstechnologie gebruikt in combinatie met andere behandelingsmethoden, vanwege de overweging van het uiteindelijke behandelingseffect en de kwaliteit van het afvalwater. Zo wordt zelfbereide DEMUL-B1 gebruikt als demulgator om hooggeconcentreerd O/W spinning finish afvalwater te demulgeren, en vervolgens wordt het gedemulgeerde watermonster verder behandeld met het SE omgekeerde osmosemembraan 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 "demulgering-omgekeerde osmose".
Ontzilt brak water
Tijdens het proces van ontzilting van brak water, Door de introductie van de technologie van de omgekeerde osmosewaterbehandeling kan het anorganische zoutionen zoals magnesiumionen en calciumionen in zout water effectief onderdrukken, en de verbetering van de zuivere waterkwaliteit te realiseren.
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 eisen van mensen te voldoen, en de introductie van waterbehandelingstechnologie met omgekeerde osmose is een onvermijdelijke keuze.
Bij de ontzilting van brak water met behulp van omgekeerde osmose-apparaten, het is noodzakelijk om de SDI-index regelmatig te testen, het herstelpercentage 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 het ontziltingspercentage 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 vervuiling van het RO-membraan Membraanvervuiling verwijst naar de deeltjes, colloïdale deeltjes of opgeloste macromoleculen in de voedingsvloeistof 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 ervan overschrijdt. Adsorptie en afzetting op het membraanoppervlak of in de membraanporiën zorgen ervoor dat de grootte van de membraanporiën kleiner wordt 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 membraan-watergrensvlak, 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 ernstige systeemstoringen veroorzaken.
2) Controle methode
Biologische besmetting kan worden bestreden door continue of intermitterende desinfectie van influent water. Er moeten sterilisatie- en doseringsapparaten worden geïnstalleerd voor ruw water dat wordt verzameld van het oppervlak en ondiep onder de grond, en op chloor gebaseerde fungiciden 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 doseersysteem voor schaalremmers, onderbreking van de dosering van kalkremmers tijdens bedrijf, enz. Als het niet op tijd wordt ontdekt, zal de werkdruk toenemen, zal het drukverschil toenemen en zal de waterproductiesnelheid binnen enkele dagen afnemen. Als de gekozen kalkremmer niet overeenkomt met de waterkwaliteit of als de dosering onvoldoende is, kan het membraanverschijnsel Scaling 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 gesloopt.
2) Controle methode
Om vervuiling in de membraanelementen te voorkomen, selecteert u eerst het antiscaliteitsmiddel tegen omgekeerde osmose dat geschikt is voor de waterkwaliteit van de systeemwaterbron en bepaalt u de optimale doseringshoeveelheid. Ten tweede, versterk de monitoring 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 water veroorzaakt door het leidingsysteem. Daarom wordt in de systeemleidingen, inclusief waterbronleidingen, zoveel mogelijk gebruik gemaakt 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 van omgekeerde osmose vervuilen en zijn ook de belangrijkste oorzaak van overmatig afvalwater SDI (slibdichtheidsindex).
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 overtollige 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 gesuspendeerde vaste 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 gesuspendeerde vaste stoffen in ruw water minder dan 70 mg/l bedraagt, moet 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 recentelijk is ontstaan. Het kan alle zwevende stoffen, bacteriën, de meeste colloïden en niet-opgelost organisch materiaal verwijderen. Het is een ideaal voorbehandelingsproces voor omgekeerde osmosesystemen. .
Voorzorgsmaatregelen bij het gebruik van RO
Tijdens de toepassing van omgekeerde osmosetechnologie in waterbehandeling moet de noodzakelijke filtratie van rioolwater 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 het omgekeerde osmosesysteem in het water binnendringen, om het doorlatende membraan en de apparatuur te beschermen, de waterproductie 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 moet de temperatuur tijdens de uitschakelperiode goed worden ingesteld om ervoor te zorgen Bescherm het omgekeerde osmosemembraan.
Operators moeten zich strikt houden aan de bedieningsprocedures en bedieningsspecificaties, hun professionele kwaliteit voortdurend verbeteren en het apparaat voor gebruik zorgvuldig controleren om schade aan het apparaat als gevolg van bedieningsfouten te voorkomen, ervoor te zorgen dat het apparaat normaal kan werken en rioolwaterzuiveringswerkzaamheden soepel uit te voeren.