0102030405
Индустриски систем за третман на вода за процесна опрема за постројки за обратна осмоза
Вовед во проектот
Принцип на систем за обратна осмоза
На одредена температура се користи полупропустлива мембрана за одвојување на свежата вода од солената вода. Свежата вода се движи кон солен раствор преку полупропустливата мембрана. Како што се зголемува нивото на течноста на солената страна на десната комора, се генерира одреден притисок за да се спречи слатката вода од левата комора да се движи кон солената страна, и конечно се постигнува рамнотежа. Притисокот на рамнотежа во ова време се нарекува осмотски притисок на растворот, а оваа појава се нарекува осмоза. Ако на солената страна на десната комора се примени надворешен притисок кој го надминува осмотскиот притисок, водата во солениот раствор на десната комора ќе се пресели во свежата вода на левата комора преку полупропустливата мембрана, така што свежата водата може да се одвои од солената вода. Овој феномен е спротивен на феноменот на пропустливост, наречен феномен на обратна пропустливост.
Така, основата на системот за бигор со обратна осмоза е
(1) Селективната пропустливост на полупропустливата мембрана, односно селективно пропушта вода, но не дозволува сол;
(2) Надворешниот притисок на комората за солена вода е поголем од осмотскиот притисок на комората за солена вода и комората за свежа вода, што обезбедува движечка сила за движење на водата од солената комора во комората за свежа вода. Типичните осмотски притисоци за некои раствори се прикажани во табелата подолу.
Горенаведената полупропустлива мембрана што се користи за одвојување на свежата вода од солената вода се нарекува мембрана за обратна осмоза. Мембраната за обратна осмоза е претежно направена од полимерни материјали. Во моментов, мембраната за обратна осмоза што се користи во термоелектраните е претежно направена од ароматични полиамидни композитни материјали.
Технологијата за обратна осмоза RO (Обратна осмоза) е технологија за раздвојување и филтрирање на мембраната која се напојува со разлика во притисокот. Неговата големина на порите е мала колку нанометар (1 нанометар = 10-9 метри). Под одреден притисок, молекулите H20 можат да поминат низ RO мембраната, неоргански соли, јони на тешки метали, органска материја, колоиди, бактерии, вируси и други нечистотии во изворната вода не може да помине низ RO мембраната, така што чистата вода што може да помине низ и може строго да се разликува концентрираната вода што не може да помине.
Во индустриските апликации, постројките за обратна осмоза користат специјализирана опрема за да го олеснат процесот на обратна осмоза. Индустриските системи за обратна осмоза се дизајнирани да третираат големи количини вода и се користат во различни индустрии, вклучувајќи земјоделство, фармацевтски производи и производство. Опремата што се користи во овие системи е специјално дизајнирана да гарантира дека процесот на обратна осмоза е ефикасен и ефективен во производството на свежа вода од извори на солена вода.
Процесот на обратна осмоза е важна технологија за десолинизација на морската вода, која може да обезбеди свежа вода во областите каде што водата е оскудна или каде што традиционалните извори на вода се загадени. Како што напредуваат опремата и технологијата за обратна осмоза, процесот останува клучно решение за недостигот на вода и проблемите со квалитетот ширум светот.
Главните карактеристики на мембраната за обратна осмоза:
Карактеристики на насоченост и сепарација на мембранската сепарација
Практичната мембрана за обратна осмоза е асиметрична мембрана, има површински слој и потпорен слој, има очигледна насока и селективност. Таканаречената директивност е да се стави површината на мембраната во саламура со висок притисок за отстранување на сол, притисокот ја зголемува водопропустливоста на мембраната, се зголемува и стапката на десолење; Кога носечкиот слој на мембраната се става во саламура со висок притисок, стапката на бигор е речиси 0 со зголемување на притисокот, но водопропустливоста е значително зголемена. Поради оваа насоченост, не може да се користи обратно кога се применува.
Карактеристиките на сепарација на обратна осмоза за јони и органски материи во водата не се исти, што може да се сумира на следниов начин
(1) Органската материја полесно се одвојува од неорганската материја
(2) Електролитите полесно се одвојуваат од неелектролитите. Електролитите со високи полнежи полесно се одвојуваат, а стапките на нивното отстранување генерално се по следниот редослед. Fe3+> Ca2+> Na+ PO43-> S042-> C | - за електролитот, колку е поголема молекулата, толку полесно се отстранува.
(3) Стапката на отстранување на неорганските јони е поврзана со хидратот и радиусот на хидрираните јони во состојба на јонска хидратација. Колку е поголем радиусот на хидрираниот јон, толку полесно се отстранува. Редоследот на стапката на отстранување е како што следува:
Mg2+, Ca2+> Li+ > Na+ > K+; F-> C|-> Br-> NO3-
(4) Правила за сепарација на поларните органски материи:
Алдехид > Алкохол > Амин > Киселина, терцијарен амин > Секундарен амин > Примарен амин, лимонска киселина > Винска киселина > Јаболкова киселина > Млечна киселина > Оцетна киселина
Неодамнешниот напредок во третманот на отпадните гасови претставува значителен напредок во справувањето со еколошките предизвици, истовремено обезбедувајќи можности за бизнисите да напредуваат на одржлив, еколошки начин. Ова иновативно решение сигурно ќе има позитивно влијание на полето на третман на отпадни гасови и заштита на животната средина со ветувањето за висока ефикасност, ниски оперативни трошоци и нула секундарно загадување.
(5) Пар изомери: терт-> Различни (исо-)> Жонг (сек-)> Оригинални (при-)
(6) Изведбата на сепарација на натриумова сол на органската материја е добра, додека организмите од редот на фенол и фенол покажуваат негативно одвојување. Кога водените раствори на поларни или неполарни, дисоцирани или недисоцирани органски растворени материи се одделени со мембрана, силите на интеракција помеѓу растворената супстанција, растворувачот и мембраната ја одредуваат селективната пропустливост на мембраната. Овие ефекти вклучуваат електростатска сила, сила на врзување на водородната врска, хидрофобност и пренос на електрони.
(7) Општо земено, растворените материи имаат мало влијание врз физичките својства или преносните својства на мембраната. Само фенолот или некои органски соединенија со мала молекуларна тежина ќе направат целулоза ацетат да се прошири во воден раствор. Постоењето на овие компоненти генерално ќе направи флуксот на вода на мембраната да се намали, понекогаш многу.
(8) Ефектот на отстранување на нитрат, перхлорат, цијанид и тиоцијанат не е толку добар како хлоридот, а ефектот на отстранување на амониумовата сол не е толку добар како натриумовата сол.
(9) Повеќето од компонентите со релативна молекуларна маса поголема од 150, без разлика дали се електролити или не-електролит, може добро да се отстранат
Покрај тоа, мембраната за обратна осмоза за ароматични јаглеводороди, циклоалкани, алкани и натриум хлорид е различен.
(2) Пумпа со висок притисок
Во работата на мембраната за обратна осмоза, водата треба да се испрати до наведениот притисок со пумпа со висок притисок за да се заврши процесот на десолење. Во моментов, пумпата со висок притисок што се користи во термоцентралата има центрифугална, клипна и завртка и други форми, меѓу кои најшироко се користи повеќестепената центрифугална пумпа. Ова може да достигне повеќе од 90% и да заштеди потрошувачка на енергија. Овој вид на пумпа се карактеризира со висока ефикасност.
(3) Онтологија на обратна осмоза
Телото за обратна осмоза е комбинирана единица за третман на вода која ги комбинира и поврзува компонентите на мембраната за обратна осмоза со цевки во одреден распоред. Една мембрана со обратна осмоза се нарекува мембрански елемент. Осетлив број на компоненти на мембраната за обратна осмоза се поврзани во серија според одредени технички барања и се составуваат со една обвивка од мембрана за обратна осмоза за да формираат мембранска компонента.
1. Мембрански елемент
Елемент на мембрана за обратна осмоза Основна единица направена од мембрана за обратна осмоза и потпорен материјал со функција за индустриска употреба. Во моментов, серпентина мембрански елементи главно се користат во термоелектраните.
Во моментов, различни производители на мембрани произведуваат различни мембрански компоненти за различни индустриски корисници. Елементите на мембраната кои се применуваат во термоелектраните може грубо да се поделат на: мембрански елементи за бигор од морска вода со висок притисок со обратна осмоза; Елементи на обратна мембрана со низок притисок и ултра-низок притисок соленкава вода ги отстранува солените елементи; Мембрански елемент против фаулирање.
Основните барања за мембранските елементи се:
A. Густината на пакувањето на филмот што е можно поголема.
Б. Не е лесно да се концентрира поларизацијата
В. Силна способност против загадување
D. Удобно е да се исчисти и замени мембраната
Е. Цената е евтина
2.Мембранска обвивка
Садот под притисок што се користи за вчитување на мембранскиот елемент за обратна осмоза во уредот за тело за обратна осмоза се нарекува мембранска школка, исто така познат како "сад под притисок" производствена единица е Haide енергија, секој сад под притисок е долг околу 7 метри.
Обвивката на филмската обвивка е генерално изработена од пластична ткаенина засилена со епоксидно стаклени влакна, а надворешната четка е епоксидна боја. Исто така, постојат некои производители на производи за обвивка од нерѓосувачки челик. Поради силната отпорност на корозија на FRP, повеќето термоелектрани избираат FRP филмска обвивка. Материјалот на садот под притисок е FRP.
Влијателни фактори на перформансите на системот за третман на вода со обратна осмоза:
За специфични системски услови, флуксот на вода и стапката на одсолевање се карактеристики на мембраната за обратна осмоза, и има многу фактори кои влијаат на флуксот на вода и стапката на десолење на телото со обратна осмоза, главно вклучувајќи притисок, температура, стапка на обновување, соленост и pH вредност.
(1) Ефект на притисок
Влезниот притисок на мембраната за обратна осмоза директно влијае на мембранскиот флукс и стапката на одсоленување на мембраната за обратна осмоза. Зголемувањето на мембранскиот флукс има линеарна врска со влезниот притисок на обратна осмоза. Стапката на бигор има линеарна врска со вливниот притисок, но кога притисокот ќе достигне одредена вредност, кривата на промена на стапката на бигор има тенденција да биде рамна и стапката на бигор повеќе не се зголемува.
(2) Температурен ефект
Стапката на десолење се намалува со зголемувањето на влезната температура на обратна осмоза. Сепак, флуксот на принос на вода се зголемува речиси линеарно. Главната причина е што кога температурата се зголемува, вискозноста на молекулите на водата се намалува и способноста за дифузија е силна, па флуксот на водата се зголемува. Со зголемување на температурата, брзината на солта што минува низ мембраната за обратна осмоза ќе се забрза, така што стапката на бигор ќе се намали. Температурата на сировата вода е важен референтен индекс за дизајнот на системот за обратна осмоза. На пример, кога електраната е подложена на техничка трансформација на инженерството со обратна осмоза, температурата на водата на суровата вода во дизајнот се пресметува според 25℃, а пресметаниот влезен притисок е 1,6 MPa. Сепак, температурата на водата во вистинската работа на системот е само 8 ℃, а влезниот притисок мора да се зголеми на 2,0 MPa за да се обезбеди дизајнерски проток на свежа вода. Како резултат на тоа, потрошувачката на енергија во работата на системот се зголемува, животниот век на внатрешниот заптивен прстен на мембранската компонента на уредот за обратна осмоза е скратен и се зголемува количината на одржување на опремата.
(3) Ефект на содржина на сол
Концентрацијата на сол во водата е важен индекс што влијае на мембранскиот осмотски притисок, а мембранскиот осмотски притисок се зголемува со зголемување на содржината на сол. Под услов влезниот притисок на обратна осмоза да остане непроменет, содржината на сол во влезната вода се зголемува. Бидејќи зголемувањето на осмотскиот притисок неутрализира дел од влезната сила, флуксот се намалува, а стапката на бигор исто така се намалува.
(4) Влијанието на стапката на закрепнување
Зголемувањето на стапката на обновување на системот за обратна осмоза ќе доведе до поголема содржина на сол во влезната вода на мембранскиот елемент долж насоката на протокот, што резултира со зголемување на осмотскиот притисок. Ова ќе го неутрализира движечкиот ефект на притисокот на влезната вода при обратна осмоза, со што ќе се намали протокот на вода. Зголемувањето на содржината на сол во влезната вода на мембранскиот елемент доведува до зголемување на содржината на сол во слатката вода, со што се намалува стапката на бигор. Во дизајнот на системот, максималната стапка на обновување на системот за обратна осмоза не зависи од ограничувањето на осмотскиот притисок, туку често зависи од составот и содржината на сол во сировата вода, бидејќи со подобрувањето на стапката на обновување, микрорастворливите соли како што се калциум карбонат, калциум сулфат и силициум ќе скала во процесот на концентрација.
(5) Влијанието на pH вредноста
Опсегот на pH што се применува на различни типови мембрански елементи варира многу. На пример, флуксот на вода и стапката на бигор на ацетатната мембрана имаат тенденција да бидат стабилни во опсегот на pH вредност 4-8 и се во голема мера погодени во опсегот на pH вредноста под 4 или повисока од 8. Во моментов, огромното мнозинство на мембранските материјали што се користат во индустрискиот третман на вода се композитни материјали, кои се прилагодуваат на широк опсег на pH вредности (pH вредноста може да се контролира во опсег од 3 ~ 10 при континуирано работење, а мембранскиот флукс и стапката на бигор во овој опсег се релативно стабилни .
Метод на предтретман со мембрана со обратна осмоза:
Филтрацијата со мембрана со обратна осмоза е различна од филтрацијата на филтерот на креветот, филтерското корито е целосна филтрација, односно сурова вода низ целиот слој на филтерот. Мембранската филтрација со обратна осмоза е метод на филтрација со вкрстен проток, односно дел од водата во сировата вода поминува низ мембраната во вертикална насока со мембраната. Во тоа време, солите и разните загадувачи се пресретнати од мембраната и се изведуваат од преостанатиот дел од сировата вода што тече паралелно со површината на мембраната, но загадувачите не можат целосно да се извадат. Како што поминува времето, резидуалните загадувачи ќе го направат загадувањето на мембранскиот елемент посериозно. И колку се повисоки загадувачите на суровата вода и стапката на обновување, толку побрзо е загадувањето на мембраната.
1. Контрола на скалата
Кога нерастворливите соли во суровата вода континуирано се концентрираат во мембранскиот елемент и ја надминуваат границата на растворливост, тие ќе таложат на површината на мембраната за обратна осмоза, што се нарекува „скалирање“. Кога ќе се одреди изворот на вода, како што се зголемува стапката на обновување на системот за обратна осмоза, ризикот од скалирање се зголемува. Во моментов, вообичаено е да се зголемуваат стапките на рециклирање поради недостиг на вода или влијанија врз животната средина од испуштањето на отпадните води. Во овој случај, особено важни се внимателни мерки за контрола на скалирање. Во системот за обратна осмоза, вообичаените огноотпорни соли се CaCO3, CaSO4 и Si02, а други соединенија кои можат да создадат бигор се CaF2, BaS04, SrS04 и Ca3(PO4)2. Вообичаениот метод за инхибиција на бигор е да се додаде инхибитор на бигор. Инхибиторите на бигор кои се користат во мојата работилница се Nalco PC191 и Европа и Америка NP200.
2.Контрола на контаминација на колоидни и цврсти честички
Нечистотијата на колоидите и честичките може сериозно да влијае на перформансите на мембранските елементи со обратна осмоза, како што е значително намалување на излезот на свежа вода, понекогаш и намалување на стапката на бигор, почетниот симптом на колоидните и честичките е зголемувањето на разликата во притисокот помеѓу влезот и излез на компонентите на мембраната со обратна осмоза.
Најчестиот начин да се процени водениот колоид и честичките во мембранските елементи со обратна осмоза е да се измери вредноста на SDI на водата, понекогаш наречена F вредност (индекс на загадување), што е еден од важните индикатори за следење на работата на системот за предтретман со обратна осмоза. .
SDI (индекс на густина на тиња) е промена на брзината на филтрирање на водата по единица време за да се покаже загадувањето на квалитетот на водата. Количеството на колоиди и честички во водата ќе влијае на големината на ИПП. Вредноста на ИПП може да се определи со инструментот ИПП.
3. Контрола на мембранската микробна контаминација
Микроорганизмите во сировата вода главно вклучуваат бактерии, алги, габи, вируси и други повисоки организми. Во процесот на обратна осмоза, микроорганизмите и растворените хранливи материи во вода континуирано ќе се концентрираат и збогатуваат во мембранскиот елемент, што станува идеална средина и процес за формирање на биофилм. Биолошката контаминација на компонентите на мембраната за обратна осмоза сериозно ќе влијае на перформансите на системот за обратна осмоза. Разликата на притисокот помеѓу влезот и излезот на компонентите за обратна осмоза брзо се зголемува, што резултира со намалување на приносот на вода на компонентите на мембраната. Понекогаш, биолошката контаминација ќе се појави на страната на производство на вода, што ќе резултира со контаминација на водата од производот. На пример, при одржување на уреди за обратна осмоза во некои термоелектрани, зелениот мов се наоѓа на мембранските елементи и цевките за свежа вода, што е типично микробно загадување.
Откако мембранскиот елемент е контаминиран од микроорганизми и произведува биофилм, чистењето на мембранскиот елемент е многу тешко. Покрај тоа, биофилмовите кои не се целосно отстранети ќе предизвикаат повторно брз раст на микроорганизмите. Затоа, контролата на микроорганизмите е исто така една од најважните задачи на предтретман, особено за системите за предтретман со обратна осмоза кои користат морска вода, површинска вода и отпадни води како извори на вода.
Главните методи за спречување на мембрански микроорганизми се: хлор, третман со микрофилтрација или ултрафилтрација, оксидација на озон, ултравиолетова стерилизација, додавање натриум бисулфит. Најчесто користените методи во системот за третман на вода во термоцентралата се стерилизација со хлорирање и технологија за третман на вода со ултрафилтрација пред обратна осмоза.
Како средство за стерилизирање, хлорот е во состојба брзо да деактивира многу патогени микроорганизми. Ефикасноста на хлорот зависи од концентрацијата на хлорот, pH вредноста на водата и времето на контакт. Во инженерските апликации, резидуалниот хлор во водата генерално се контролира на повеќе од 0,5 ~ 1,0 mg, а времето на реакција се контролира на 20 ~ 30 мин. Дозата на хлор треба да се одреди со дебагирање, бидејќи органската материја во водата исто така ќе троши хлор. Хлорот се користи за стерилизација, а најдобрата практична pH вредност е 4~6.
Употребата на хлорирање во системите за морска вода е различна од онаа во соленкава вода. Обично има околу 65 mg бром во морската вода. Кога морската вода е хемиски третирана со водород, таа прво ќе реагира со хипохлорна киселина за да формира хипобромна киселина, така што нејзиниот бактерициден ефект е хиповлажна киселина наместо хипохлорна киселина, а хипобромната киселина нема да се распаѓа при повисока pH вредност. Затоа, ефектот на хлорирање е подобар отколку во соленкава вода.
Бидејќи мембранскиот елемент од композитниот материјал има одредени барања за преостанатиот хлор во водата, неопходно е да се спроведе третман за намалување на дехлорирањето по стерилизацијата со хлор.
4. Контрола на органско загадување
Адсорпцијата на органска материја на површината на мембраната ќе предизвика намалување на мембранскиот флукс, а во тешки случаи, ќе предизвика неповратно губење на мембранскиот флукс и ќе влијае на практичниот век на мембраната.
За површинските води, поголемиот дел од водата е природни производи, преку разјаснување на коагулацијата, филтрација со DC коагулација и комбиниран процес на филтрација со активен јаглен, во голема мера може да ја намали органската материја во водата, за да ги исполни барањата на водата со обратна осмоза.
5. Контрола на поларизација на концентрацијата
Во процесот на обратна осмоза, понекогаш постои висок концентрационен градиент помеѓу концентрираната вода на површината на мембраната и вливната вода, што се нарекува концентрациска поларизација. Кога ќе се појави овој феномен, на површината на мембраната ќе се формира слој со релативно висока концентрација и релативно стабилен таканаречен „критичен слој“, што го попречува ефективно спроведување на процесот на обратна осмоза. Ова е затоа што поларизацијата на концентрацијата ќе го зголеми притисокот на пропустливиот раствор на површината на мембраната, а движечката сила на процесот на обратна осмоза ќе се намали, што ќе резултира со намалување на приносот на вода и стапката на бигор. Кога поларизацијата на концентрацијата е сериозна, некои малку растворени соли ќе се таложат и ќе израснат на површината на мембраната. Со цел да се избегне поларизација на концентрацијата, ефективен метод е да се направи протокот на концентрирана вода секогаш да одржува турбулентна состојба, односно со зголемување на брзината на влезниот проток за да се зголеми стапката на проток на концентрирана вода, така што концентрацијата на микро-растворени солта на површината на мембраната е намалена на најниска вредност; Дополнително, откако ќе се исклучи уредот за третман на вода со обратна осмоза, концентрираната вода од страната на заменетата концентрирана вода треба да се измие навреме.
опис2