Fordított ozmózis membránok, fordított ozmózis membránszűrők
Az oldott anyagok vízből történő eltávolítását membrán módszerekkel hajthatjuk végre. A víz sótalanításának szintjét az alkalmazott membránok szelektivitása határozza meg.
A víz részleges sótalanítása membrán nanoszűrő szűrők alkalmazásával érhető el. eltávolítjuk a keménységet okozó sók kétértékű anionok és részlegesen - egyszeres töltésű nátrium és kálium-kationok és a klorid anion. A mélyebb sótalanítás alacsony nyomású fordított ozmózist eredményez. A legnagyobb szelektivitást minden komponens számára fordított ozmózis membránok biztosítják. nagy nyomáson dolgozik. A teljes mértékű sótalanítása függ a kation és anion összetétele víz és kb: nanoszűrés - 50-70% az alacsony nyomású fordított ozmózis - 80-95%, a nagynyomású fordított ozmózis - 98-99%.
Ha összehasonlítjuk a különböző típusú fordított ozmózis membrán szűrő látható, hogy a legnagyobb felülete egységnyi térfogatú szűrőberendezés olyan lábujj gördülőelemek át az üreges szálak. Ugyanazok a fordított ozmózis készülékek minimális anyagfelhasználással rendelkeznek, és minimális területet foglalnak el. Előrehaladás a fejlesztés a membrán technológia a fejlesztés a lapos membránok, ami a legszélesebb azok skáláját anyagok és a leválasztás és a gördülő elemek azok alapján vezetett arra a tényre, hogy a fordított ozmózis folyamatokat több, mint 90% használnak eszközök egy hengerelt fordított ozmózis elemeket. A fennmaradó piac által megosztott modern egységek lapos elemei a fordított ozmózis membrán típusú «Rochem» és vízkezelő berendezések az üreges szálakon.
Mint fentebb említettük, általában a fordított ozmózisú vízkezelő berendezések a modulok tömbök egymás utáni átkapcsolási folyamatának megfelelően vannak kialakítva a koncentrátumon keresztül, ami növeli a konverziót, vagyis a permeátum viszonylagos hozamát. Ha szükséges a permeátum mélyebb tisztításának megszerzése, akkor egy második sorba kapcsolt modulblokkon áthalad. Ebben az esetben a második blokk koncentrátuma kevésbé sós, mint a betáplált víz, és ezért a fordított ozmózisegység beömlésébe kerül (lásd az ábrát). Meg kell jegyezni, hogy amikor a sótartalom csökken, a fordított ozmózis membránok szelektivitása csökken, és a sótalanítás mértéke a második blokkban alacsonyabb, mint az első. Az ultrapura víz fordított ozmózissal szinte lehetetlen.
A fordított ozmózis és a nanoszűréses vízkezelő berendezések normál működésének biztosítása érdekében szükséges, hogy a membránba belépő víz megfeleljen bizonyos szabványoknak. Ezenkívül biztosítani kell a takarmányvíz és a koncentrátum eltávolítását az adott membrán méretére megadott határértékeken belül.
Fordított ozmózis membránszűrője a víz sótalanításának két szakaszában:
1 - az első szakasz membránelemei; 2 - második szakasz
A fordított ozmózis membránokhoz táplált víznek tartalmaznia kell.
- kevesebb mint 1 NTU szuszpendált szilárd anyag (1 NTU = 0,56 mg / l);
- kevesebb mint 4 SDI kolloid szennyeződés (megközelítőleg 2-3 mg O2 / L);
- 0,1 mg / l-nél kevesebb szabad klórt használnak az összetett poliamid membránok esetében és 0,6-1,0 mg / l-nél kevesebb acetát cellulóz membrán esetén;
- rosszul oldódó sók (vas, kalcium, magnézium, stroncium) olyan koncentrációkban, amelyek nem okoznak felszívódást a fordított ozmózis membránokon;
- a mikrobiológiai szennyezıdést el kell hagyni;
- a mellékelt víz hőmérséklete nem haladhatja meg a 35-45 ° C-ot;
- A forrásvíz pH-ja az acetát-cellulóz membránok esetében 3,5-7,2, a poliamid membránok esetében pedig 2,5-11,0.
E követelmények biztosítása érdekében biztosítani kell a víz tisztítását, mielőtt a fordított ozmózis membrán üzemébe kerülne. Magában foglalja a csomópontokat: mechanikai szűrés - a víz eltávolítása. a víz deklorálása, a víz lágyulása vagy az inhibitor adagolása, a víz ultraibolya fertőtlenítése. Látható, hogy az ilyen készítmények sémája nem különbözik a vízkészítés rendszerétől sok technológiai folyamathoz képest. Ezért, ha van olyan vízkezelő rendszer a vállalatnál, amely megadja a megadott paramétereket, a víz felhasználható egy fordított ozmózis membránegység vagy nanoszűrés előidézésére.
A szuszpendált szilárd anyagok a fordított ozmózis membránok felületén és nano-szűrésen helyezhetők el, ezért a takarmányvízben tartósan magas követelményeket állapítanak meg. Mindazonáltal minden membrán fordított ozmózisegység integrált eleme a patron mikroszűrő bemeneti nyílásának jelenléte, patronok esetében, amelyek pórusai 5 vagy kisebb mikronok. Az ilyen szűrők teljesítményének biztosítékot kell biztosítania a fordított ozmózisú vízszűrő áramlási sebességének biztosítására. Az ilyen szűrő biztosítja a fordított ozmózis membránok megőrzését, amikor a vízkészítő rendszer megszakad.
A kolloidok blokkolhatják a fordított ozmózis és nanofiltrációs membrán felületét is. SDI (Silt Density Index) - ezt a jelölést, a standard ASME bizottság mint fokának indexe víz szennyeződés és a mechanikai kolloid szennyeződések és alkalmasságát ellátására fordított ozmózis membrán szűrőn. Amikor a meghatározást készült SDI modellezése szedimentációs folyamatok a fordított ozmózis membrán segítségével vizet mikroszűrés. Ez a paraméter a fordított ozmózis membránon kialakuló üledék hidraulikus ellenállásának növekedési ütemét mutatja a működés során.
Ha az ajánlott SDI értékeket túllépte, a mechanikus szűrőt átöblítik vagy a víz előtisztító kazettákat kicserélik.
Erős oxidálószerek - aktív klór, ózon, stb. - képesek fellazítani a fordított ozmózis membrán elválasztó és hordozó rétegeinek szerkezetét. Ez visszavonhatatlan csökkenést okoz szelektivitásában és erősségeiben. A szabad klór eltávolítását vízkromatográfiával végezzük, szűrővel, tömény vagy patron típusú aktívszénnel. Lehetséges egy erős redukálószer, például nátrium-metabiszulfit bevezetése a vízbe. Ez utóbbi sokkal nehezebb a reagens adagolásának megszervezésében, és nemkívánatos az élelmiszertermelés szempontjából, mivel a víz érzékszervi paramétereinek megváltoztatására van lehetőség.
A keménység sók nanoszűrésen és fordított ozmózis membránon történő kicsapódásának leghatékonyabb módja a membránszűrő lágyított vízzel történő táplálása. Ez azonban a legdrágább módja.
A takarmányvíz savasodását széles körben alkalmazzák. A sav, általában sósav adagját úgy választjuk meg, hogy a Langhelier index, amely az oldat kalcium-karbonáttal való telítettségének mértékét jellemzi, még a fordított ozmózisegység koncentrátumában is negatív volt. A forrásvíz összetételétől függően a mérendő sav mennyisége 5 és 200 mg / l között változhat. A bevezetett sav mennyisége nem csökkentheti a forrásvíz pH-ját az alkalmazott membrán megengedett határértéke alatt. A savasodás mind a kezdeti víz, mind a permeátum pH-jának csökkenéséhez vezet. Számos eljárásnál a sótalanított víz nagy savtartalma akadályozza annak használatát.
Az inhibitorok adagolása jelentősen kevesebb reagenst igényel - 4-10 mg / l. A gátlók lassúak vagy megakadályozzák a kevéssé oldódó sók kristályosodását az oldatból. Gátlóként nagy molekulatömegű szerves savakkal, például foszfonsavakkal komplex vegyületeket használunk. A membránszétválás folyamatában a komplexet teljesen megtartja egy fordított ozmózis vagy nanofiltrációs membrán, és koncentrátummal eltávolítjuk.
Az inhibitorok használata nem csodaszer. A mérsékelten oldódó sók koncentrációja korlátozott alkalmazási terület. Ezért nem ajánlják vízben 1 mg / l-nél nagyobb vasatartalomnál, SiO 2 -nál - több mint 150 mg / l, CaSO4 -nál - több mint 8 g / l, stb.
Meg kell jegyezni, hogy amikor a kevéssé oldódó sók koncentrációja növekszik, meg kell növelni az inhibitor dózisát, ami jelentősen csökkenti a felhasználás gazdasági megvalósíthatóságát.
Az import-inhibitorokat általában a víz összetételétől függően adják meg a dózisukra vonatkozó ajánlásokkal. A hazai kábítószer Aminat-K sajnos nincs ilyen utasításokkal ellátva.
Mivel az elhasznált inhibitor a koncentrátummal együtt kerül kibocsátásra, annak toxicitása szintén fontos. Az Aminat-K maximális háztartási és háztartási célokra 4,0 mg / l, a halászati tartályok esetében pedig 0,1 mg / l. Az ismeretlen összetételű importált inhibitorok esetében ezek az adatok nem állnak rendelkezésre. Alkalmazásuk e szempontját is figyelembe kell venni.
Állami Kutató Intézet Food Biotechnology vízzel tisztítjuk fordított ozmózis útján, élelmiszer-előállítás során, például gyümölcslevek, vodkát és m. P. javasolja egy előkezelés csak vízlágyító. Ez magyarázza, hogy a félelem a lehetséges érintkezés tisztított vízzel nyomok komplexonnal, amely rontja a organoleptikus tulajdonságait a víz. Azt is meg kell jegyezni, hogy sok élelmiszer-folyamatok igényelnek vizet egy adott só készítményt, amely úgy állítjuk elő, a kívánt arányban a vizet, tisztított membrán szűrők lágyulási és fordított ozmózis.
A fordított ozmózis membrán növények rendelésén és fejlesztésénél fontos szempont az ellátási víz hőmérsékletének elszámolása. Minden membránparamétert 25 ° C-os hőmérsékleten adunk meg. Valóban a hőmérséklet általában sokkal alacsonyabb. A termelés hatékonyságának függvénye az Osmonics-tól a Desal típusú membránok hőmérsékletére a táblázatban látható.
Hőmérséklet-korrekciós együttható
Ennek megfelelően a víztisztító berendezés kiszámításakor szükség van olyan fordított ozmózis elemek mennyiségére, amelyek egy adott termelékenységet csökkenő hőmérséklet mellett biztosítanak. És a membránelemek száma csaknem kétszerese lehet, mint egy szokásos hőmérsékleten.
Ipari fordított ozmózis és ultraszűrés a Rostov-on-Don 2. számú CHP-ben
Ez jelentősen megnöveli a fordított ozmózis membránszűrő költségét. Bizonyos esetekben, olcsó hõ jelenlétében elõnyösebb a takarmányvíz elõmelegítése.
Mivel különböző mikroorganizmusok és szerves vegyületek, valamint szuszpenziók nagy mennyiségben vannak jelen a tengervízben, a víz előtti kezelése a membrán fordított ozmózis üzem előtt sokkal bonyolultabb eljárást igényel. A víz mechanikai szűrésének szakaszai között magában foglalja a szerves anyagok megsemmisítésére és eltávolítására szolgáló helyeket, valamint a biológiai tárgyak oxidációval történő inaktiválását, például ozonáció útján.
A víz fordított ozmózis és nanoszűrés előtti előkezelésének új iránya a víz ultraszűrése. Lehetővé teszi a szuszpenziók, nagy szerves és mikrobiológiai szennyezők bejutását a nanofiltrációs és fordított ozmózis membránokra. Ez jelentősen javítja a fordított ozmózis növények működését, és meghosszabbítja a regenerációs időszakot. Amint azt fentebb már említettük, az ultraszűréses víztisztítás megvalósítására új módszerek a membránokon, fordított árammal regenerálva, jelentősen csökkentették a hulladék költségeit és mennyiségét.
A membrán fordított ozmózisszűrő paramétereinek bizonyos határokon belül kell lenniük. A kezdeti oldat nyomásának és hőmérsékletének változtatásával a permeátum és a koncentrátum fogyasztása, a kezelt víz minősége beállítható. A nyomás növelése a növekedéséhez vezet a permeátum fluxusa és így egy vízzáró membránt - a szelektivitás fokozására, és ennek következtében, hogy csökkentsék áttörést sók. A hőmérséklet-emelkedés csökkenti a víz viszkozitását, és növeli a mobilitását só ionok, amelyek növekedéséhez vezet a termelékenység, mint egy membrán növényi nanoszűrő vagy fordított ozmózis, és csúszási sók. A sókoncentráció növelésével a tápvíz állandó áramlási sebességgel és milyen mértékben a konverziós eredményeket, koncentrációjának növelésével polarizáció a membrán felületén, csökkentheti a teljesítményt és növeli a természetes sók áttörést a permeátum.
Ahogy az átalakulás mértéke nő, a permeátumfogyasztás csökken, a só áttörése nő.
Fordított ozmózis membránok mosása és fertőtlenítése és nanoszűrés
A membrán nanoszűrés és a fordított ozmózis egységek működtetésével fokozatosan csökken a termelékenységük. Ez okozta szennyeződés a membrán úgy van kialakítva, a felületi rétegeinek gyengén oldódó sók és zagyok mikrorészecskék a szűrőn keresztülhaladó víz előkezelés, valamint a kialakulását biofilmek. A csapadék különösen intenzív, amikor a membránüzem vagy az előkezelő rendszer működőképes működési módja zavart.
Lerakódás megakadályozására kristályos szennyeződések és eltávolítjuk a kolloid a felületről a film fordított ozmózissal vagy nanoszűrőmembránok kell végezni a megelőző regenerálása mosás. Az átalakított detergens összetevők membránjának mosási technológiája lehetővé teszi a fordított ozmózis egység teljes kapacitásának visszaállítását. A regenerációs mosók a következő jellemzők szerint készülnek:
- a membránszűrő termelékenységének csökkenése 10-15% -kal, figyelembe véve a hőmérséklet-korrekciót állandó nyomáson;
- a membrán blokk rezisztenciájának 10-15% -kal történő növelése, változatlan termelékenység fenntartása mellett;
- amikor a fordított ozmózis vagy nanoszűrő membránok szelektivitása 10-15% -kal csökken;
- a fordított ozmózis növény adott időtartamán keresztül, amelyet kísérlet határoz meg.
A széles körben használt poliamid kompozit fordított ozmózis membránok pH 2-12-nél stabilak, ami lehetővé teszi számukra, hogy mind a savas, mind a lúgos készítménnyel mossák. Ezek alkalmazhatóságát az adott telepítéssel járó szennyeződések jellege határozza meg bizonyos típusú membránokkal és a betáplált víz paramétereivel. A savas készítmények a membránok szervetlen üledékeinek eltávolítására szolgálnak, például kalcium- és magnézium-karbonátokat, szulfátokat, vas-hidroxidot és alumíniumot. Az alkáli készítmények elsősorban biológiai és agyaganyagokat, szilíciumvegyületeket, humuszos és fulvosavakat tartalmazó fordított ozmózis membránokból származó szerves szennyeződések eltávolítását szolgálják. A fő összetevői a készítmények szervetlen (sósav, foszforsav) vagy szerves (citromsav, oxálsav), lúgok, szerves és szervetlen komplexképző szerek, és néhány esetben oxidáló szerekkel és redukálószerekkel. A koncentrációjukat úgy választjuk meg, hogy a tisztító oldat pH-ja ne lépje túl a fordított ozmózis membránok vagy a nanoszűrés ellenállását.
A membrán regenerálás ciklusa rendszerint több műveletből áll, beleértve: a regeneratív oldattal történő keringetés és a növény eltávolítása az oldatmaradványoktól.
A fordított ozmózis és a nanofiltrációs membránok minden mikroorganizmus számára teljesen áthatolhatatlanok. Ezért az ilyen létesítményekben történő kezelés utáni víz, a megfelelő kialakítás és működés szempontjából, steril. Másrészt a membránok nagy felülete, amelyre a mikroorganizmusok, a szerves szennyeződések és a sók koncentrálódnak, ideális hely azok szorzására, különösen egy üledék mikrolemezének jelenlétében a membrán felületén. A tenyésztés során a mikroorganizmusok (mikroflórák) blokkolják a fordított ozmózis membrán felületét vagy a nanoszűrést, csökkentve annak termelékenységét, és károsíthatják a szétválasztó réteget, csökkentve a szelektivitást. Ez különösen igaz az acetát cellulóz membránokra.
Annak megakadályozása érdekében korhadást okozó a membrán és a fordított ozmózis nanoszűrés, hogy biztosítani kell a biológiai tisztasága az összes vizet előkezelés traktus - mechanikai és ioncserélő szűrők, a puffer tartályokban. Különösen intenzív felszerelés vetődik fel, amikor hosszú megállással dolgozik. Megemlítették, hogy néhány nap múlva szünetet tartottak a vetőmagok és a vodka előállításához használt vízkezelő üzemek minden szűrőjét. A fertőtlenítéshez egy sor intézkedést kellett elvégezni, beleértve a regenerációt és a fertőtlenítőszerekkel való kezelést.
A képződött biofilm eltávolítását a fordított ozmózis vagy nanoszűrő egység tisztításával végezzük. A fertőtlenítéshez oxidálószerek, hidrogén-peroxid és perecetsav, valamint nem oxidáló anyagok, formaldehid, glutaraldehid, kvaterner ammónium-bázisok és réz-szulfát alkalmazható. A felhasznált anyagok nagymértékű toxicitása miatt a membránszűrő óvatos mosása után tisztításra van szükség. A szennyvízkezelés kombinálható a csapadék regeneratív mosásával.
Fordított ozmózis szűrők membránjainak rendszeres regeneratív mosása és nanoszűrés. lehetőség van a membrán növények termesztési hatékonyságának és szelektivitásának fenntartására 3 évig vagy tovább.