0102030405
Sistem Rawatan Air Perindustrian Peralatan Proses Loji Osmosis Songsang
Pengenalan Projek
Prinsip sistem osmosis songsang
Pada suhu tertentu, membran separa telap digunakan untuk memisahkan air tawar daripada garam. Air tawar bergerak ke salin melalui membran separa telap. Apabila paras cecair pada bahagian masin ventrikel kanan meningkat, tekanan tertentu dijana untuk menghalang air tawar dari ventrikel kiri daripada bergerak ke bahagian masin, dan akhirnya keseimbangan dicapai. Tekanan keseimbangan pada masa ini dipanggil tekanan osmotik larutan, dan fenomena ini dipanggil osmosis. Jika tekanan luar yang melebihi tekanan osmotik dikenakan pada bahagian salin ventrikel kanan, air dalam larutan garam ventrikel kanan akan bergerak ke air tawar ventrikel kiri melalui membran separa telap, supaya segar air boleh diasingkan daripada air masin. Fenomena ini adalah bertentangan dengan fenomena kebolehtelapan, yang dipanggil fenomena kebolehtelapan terbalik.
Oleh itu, asas sistem penyahgaraman osmosis songsang ialah
(1) Kebolehtelapan terpilih membran separa telap, iaitu, secara terpilih membiarkan air melalui tetapi tidak membenarkan garam melalui;
(2) Tekanan luaran ruang masin adalah lebih besar daripada tekanan osmosis ruang masin dan ruang air tawar, yang memberikan daya penggerak untuk air bergerak dari ruang masin ke ruang air tawar. Tekanan osmotik biasa untuk beberapa penyelesaian ditunjukkan dalam jadual di bawah.
Membran separa telap di atas yang digunakan untuk memisahkan air tawar daripada air masin dipanggil membran osmosis terbalik. Membran osmosis songsang kebanyakannya diperbuat daripada bahan polimer. Pada masa ini, membran osmosis songsang yang digunakan dalam loji kuasa haba kebanyakannya diperbuat daripada bahan komposit poliamida aromatik.
Teknologi reverse osmosis RO(Osmosis Songsang) ialah teknologi pemisahan dan penapisan membran yang dikuasakan oleh perbezaan tekanan. Saiz porinya sekecil nanometer (1 nanometer =10-9 meter). Di bawah tekanan tertentu, molekul H20 boleh melalui membran RO, garam tak organik, ion logam berat, bahan organik, koloid, bakteria, virus dan kekotoran lain dalam air sumber tidak boleh melalui membran RO, supaya air tulen yang boleh melalui melalui dan air pekat yang tidak boleh melalui boleh dibezakan dengan ketat.
Dalam aplikasi industri, loji osmosis songsang menggunakan peralatan khusus untuk memudahkan proses osmosis songsang. Sistem osmosis songsang industri direka untuk merawat jumlah air yang besar dan digunakan dalam pelbagai industri termasuk pertanian, farmaseutikal dan pembuatan. Peralatan yang digunakan dalam sistem ini direka khusus untuk memastikan proses osmosis songsang adalah cekap dan berkesan dalam menghasilkan air tawar daripada sumber air masin.
Proses osmosis songsang ialah teknologi penting untuk penyahgaraman air laut, yang boleh membekalkan air tawar ke kawasan yang kekurangan air atau sumber air tradisional tercemar. Apabila peralatan dan teknologi reverse osmosis semakin maju, proses itu kekal sebagai penyelesaian utama kepada kekurangan air dan isu kualiti di seluruh dunia.
Ciri-ciri utama membran osmosis terbalik:
Ciri arah dan pemisahan pemisahan membran
Membran osmosis terbalik praktikal adalah membran asimetri, terdapat lapisan permukaan dan lapisan sokongan, ia mempunyai arah dan selektiviti yang jelas. Direktiviti yang dipanggil adalah untuk meletakkan permukaan membran dalam air garam tekanan tinggi untuk penyahgaraman, tekanan meningkatkan kebolehtelapan air membran, kadar penyahgaraman juga meningkat; Apabila lapisan penyokong membran diletakkan dalam air garam tekanan tinggi, kadar penyahgaraman hampir 0 dengan peningkatan tekanan, tetapi kebolehtelapan air meningkat dengan ketara. Disebabkan arah ini, ia tidak boleh digunakan secara terbalik apabila digunakan.
Ciri-ciri pemisahan osmosis terbalik untuk ion dan bahan organik dalam air adalah tidak sama, yang boleh diringkaskan seperti berikut
(1) Bahan organik lebih mudah diasingkan daripada bahan bukan organik
(2) Elektrolit lebih mudah diasingkan daripada bukan elektrolit. Elektrolit dengan cas yang tinggi lebih mudah diasingkan, dan kadar penyingkirannya secara amnya mengikut urutan berikut. Fe3+> Ca2+> Na+ PO43-> S042-> C | - untuk elektrolit, lebih besar molekul, lebih mudah untuk dikeluarkan.
(3) Kadar penyingkiran ion tak organik adalah berkaitan dengan hidrat dan jejari ion terhidrat dalam keadaan penghidratan ion. Lebih besar jejari ion terhidrat, lebih mudah ia dikeluarkan. Urutan kadar penyingkiran adalah seperti berikut:
Mg2+, Ca2+> Li+ > Na+ > K+; F-> C|-> Br-> NO3-
(4) Peraturan pemisahan bahan organik kutub:
Aldehid > Alkohol > Amina > Asid, amina tertier > Amina sekunder > Amina primer, asid sitrik > Asid tartarik > Asid malik > Asid laktik > Asid asetik
Kemajuan terkini dalam rawatan gas sisa mewakili kemajuan yang ketara dalam menangani cabaran alam sekitar di samping menyediakan peluang kepada perniagaan untuk berkembang maju dengan cara yang mampan dan mesra alam. Penyelesaian inovatif ini pasti memberi impak positif dalam bidang rawatan gas sisa dan perlindungan alam sekitar dengan janji kecekapan tinggi, kos operasi yang rendah dan sifar pencemaran sekunder.
(5) Isomer pasangan: tert- > Berbeza (iso-)> Zhong (saat-)> Asal (pri-)
(6) Prestasi pemisahan garam natrium bahan organik adalah baik, manakala organisma baris fenol dan fenol menunjukkan pemisahan negatif. Apabila larutan akueus bagi zat terlarut organik kutub atau bukan kutub, tercerai atau tidak tercerai dipisahkan oleh membran, daya interaksi antara zat terlarut, pelarut dan membran menentukan kebolehtelapan selektif membran. Kesan ini termasuk daya elektrostatik, daya ikatan ikatan hidrogen, hidrofobisiti dan pemindahan elektron.
(7) Secara amnya, zat terlarut mempunyai sedikit pengaruh ke atas sifat fizikal atau sifat pemindahan membran. Hanya fenol atau beberapa sebatian organik berat molekul rendah akan membuat selulosa asetat mengembang dalam larutan akueus. Kewujudan komponen-komponen ini secara amnya akan membuat fluks air membran berkurangan, kadang-kadang banyak.
(8) Kesan penyingkiran nitrat, perklorat, sianida dan tiosianat tidak sebaik klorida, dan kesan penyingkiran garam ammonium tidak sebaik garam natrium.
(9) Kebanyakan komponen dengan jisim molekul relatif lebih daripada 150, sama ada elektrolit atau bukan elektrolit, boleh dikeluarkan dengan baik
Di samping itu, membran osmosis songsang untuk hidrokarbon aromatik, sikloalkana, alkana dan susunan pemisahan natrium klorida adalah berbeza.
(2) Pam Tekanan Tinggi
Dalam operasi membran osmosis songsang, air perlu dihantar ke tekanan yang ditentukan oleh pam tekanan tinggi untuk menyelesaikan proses penyahgaraman. Pada masa ini, pam tekanan tinggi yang digunakan dalam loji kuasa haba mempunyai emparan, pelocok dan skru dan bentuk lain, antaranya, pam emparan berbilang peringkat adalah yang paling banyak digunakan. Ini boleh mencapai lebih daripada 90% dan menjimatkan penggunaan tenaga. Pam jenis ini dicirikan oleh kecekapan tinggi.
(3) Ontologi osmosis songsang
Badan osmosis songsang ialah unit rawatan air gabungan yang menggabungkan dan menghubungkan komponen membran osmosis songsang dengan paip dalam susunan tertentu. Satu membran osmosis terbalik dipanggil unsur membran. Sebilangan penderiaan komponen membran osmosis songsang disambung secara bersiri mengikut keperluan teknikal tertentu dan dipasang dengan satu cangkang membran osmosis songsang untuk membentuk komponen membran.
1. Unsur membran
Unsur membran osmosis songsang Unit asas yang diperbuat daripada membran osmosis songsang dan bahan sokongan dengan fungsi kegunaan industri. Pada masa ini, elemen membran gegelung digunakan terutamanya dalam loji kuasa haba.
Pada masa ini, pelbagai pengeluar membran menghasilkan pelbagai komponen membran untuk pengguna industri yang berbeza. Unsur-unsur membran yang digunakan dalam loji kuasa haba boleh dibahagikan secara kasar kepada: unsur-unsur membran osmosis songsang penyahgaraman tekanan tinggi; Tekanan rendah dan tekanan ultra-rendah air payau penyahgaraman unsur-unsur membran songsang; Unsur membran anti-kotoran.
Keperluan asas untuk elemen membran ialah:
A. Ketumpatan pembungkusan filem setinggi mungkin.
B. Tidak mudah kepekatan polarisasi
C. Keupayaan anti-pencemaran yang kuat
D. Ia adalah mudah untuk membersihkan dan menggantikan membran
E. Harganya murah
2. Cangkang membran
Kapal tekanan yang digunakan untuk memuatkan unsur membran osmosis songsang dalam peranti badan osmosis songsang dipanggil shell membran, juga dikenali sebagai "kapal tekanan" unit pembuatan adalah tenaga Haide, setiap kapal tekanan adalah kira-kira 7 meter panjang.
Cangkang cangkerang filem biasanya diperbuat daripada kain plastik bertetulang gentian kaca epoksi, dan berus luar adalah cat epoksi. Terdapat juga beberapa pengeluar produk untuk shell filem keluli tahan karat. Kerana rintangan kakisan FRP yang kuat, kebanyakan loji janakuasa haba memilih cangkang filem FRP. Bahan bekas tekanan ialah FRP.
Faktor yang mempengaruhi prestasi sistem rawatan air osmosis songsang:
Untuk keadaan sistem tertentu, fluks air dan kadar penyahgaraman adalah ciri-ciri membran osmosis songsang, dan terdapat banyak faktor yang mempengaruhi fluks air dan kadar penyahgaraman badan osmosis songsang, terutamanya termasuk tekanan, suhu, kadar pemulihan, kemasinan influen dan nilai pH.
(1) Kesan tekanan
Tekanan masuk membran osmosis songsang secara langsung mempengaruhi fluks membran dan kadar penyahgaraman membran osmosis songsang. Peningkatan fluks membran mempunyai hubungan linear dengan tekanan masuk osmosis songsang. Kadar penyahgaraman mempunyai hubungan linear dengan tekanan influen, tetapi apabila tekanan mencapai nilai tertentu, lengkung perubahan kadar penyahgaraman cenderung menjadi rata dan kadar penyahgaraman tidak lagi meningkat.
(2) Kesan suhu
Kadar penyahgaraman berkurangan dengan peningkatan suhu masuk osmosis songsang. Walau bagaimanapun, fluks hasil air meningkat hampir secara linear. Sebab utama ialah apabila suhu meningkat, kelikatan molekul air berkurangan dan keupayaan resapan adalah kuat, jadi fluks air meningkat. Dengan peningkatan suhu, kadar garam yang melalui membran osmosis songsang akan dipercepatkan, jadi kadar penyahgaraman akan berkurangan. Suhu air mentah adalah indeks rujukan penting untuk reka bentuk sistem osmosis songsang. Sebagai contoh, apabila loji janakuasa sedang menjalani transformasi teknikal kejuruteraan osmosis songsang, suhu air air mentah dalam reka bentuk dikira mengikut 25 ℃, dan tekanan masuk yang dikira ialah 1.6MPa. Walau bagaimanapun, suhu air dalam operasi sebenar sistem hanya 8 ℃, dan tekanan masuk mesti ditingkatkan kepada 2.0MPa untuk memastikan aliran reka bentuk air tawar. Akibatnya, penggunaan tenaga operasi sistem meningkat, hayat cincin meterai dalaman komponen membran peranti osmosis terbalik dipendekkan, dan jumlah penyelenggaraan peralatan meningkat.
(3) Kesan kandungan garam
Kepekatan garam dalam air adalah indeks penting yang mempengaruhi tekanan osmosis membran, dan tekanan osmotik membran meningkat dengan peningkatan kandungan garam. Di bawah keadaan tekanan masuk osmosis songsang kekal tidak berubah, kandungan garam air masuk meningkat. Oleh kerana peningkatan tekanan osmotik mengimbangi sebahagian daripada daya masuk, fluks berkurangan dan kadar penyahgaraman juga berkurangan.
(4) Pengaruh kadar pemulihan
Peningkatan kadar pemulihan sistem osmosis songsang akan membawa kepada kandungan garam yang lebih tinggi daripada air masuk unsur membran sepanjang arah aliran, mengakibatkan peningkatan tekanan osmosis. Ini akan mengimbangi kesan pemacu tekanan air masuk osmosis songsang, sekali gus mengurangkan fluks hasil air. Peningkatan kandungan garam dalam air masuk unsur membran membawa kepada peningkatan kandungan garam dalam air tawar, sekali gus mengurangkan kadar penyahgaraman. Dalam reka bentuk sistem, kadar pemulihan maksimum sistem osmosis terbalik tidak bergantung pada had tekanan osmotik, tetapi selalunya bergantung pada komposisi dan kandungan garam dalam air mentah, kerana dengan peningkatan kadar pemulihan, garam larut mikro. seperti kalsium karbonat, kalsium sulfat dan silikon akan berskala dalam proses kepekatan.
(5) Pengaruh nilai pH
Julat pH yang digunakan untuk pelbagai jenis unsur membran sangat berbeza. Sebagai contoh, fluks air dan kadar penyahgaraman membran asetat cenderung stabil dalam julat nilai pH 4-8, dan sangat terjejas dalam julat nilai pH di bawah 4 atau lebih tinggi daripada 8. Pada masa ini, sebahagian besar bahan membran yang digunakan dalam rawatan air industri adalah bahan komposit, yang menyesuaikan diri dengan julat nilai pH yang luas (nilai pH boleh dikawal dalam julat 3 ~ 10 dalam operasi berterusan, dan kadar fluks dan penyahgaraman membran dalam julat ini agak stabil .
Kaedah pra-rawatan membran osmosis songsang:
Penapisan membran osmosis songsang adalah berbeza daripada penapisan penapis katil penapis, katil penapis adalah penapisan penuh, iaitu, air mentah semua melalui lapisan penapis. Penapisan membran osmosis songsang adalah kaedah penapisan aliran silang, iaitu, sebahagian daripada air dalam air mentah melalui membran dalam arah menegak dengan membran. Pada masa ini, garam dan pelbagai bahan pencemar dipintas oleh membran, dan dijalankan oleh bahagian baki air mentah yang mengalir selari dengan permukaan membran, tetapi bahan pencemar tidak boleh dikeluarkan sepenuhnya. Apabila masa berlalu, bahan pencemar yang tinggal akan menjadikan pencemaran unsur membran menjadi lebih serius. Dan semakin tinggi bahan pencemar air mentah dan kadar pemulihan, semakin cepat pencemaran membran.
1. Kawalan skala
Apabila garam tidak larut dalam air mentah terus tertumpu dalam unsur membran dan melebihi had keterlarutannya, ia akan memendakan pada permukaan membran osmosis terbalik, yang dipanggil "penskalaan". Apabila sumber air ditentukan, apabila kadar pemulihan sistem osmosis songsang meningkat, risiko penskalaan meningkat. Pada masa ini, adalah kebiasaan untuk meningkatkan kadar kitar semula kerana kekurangan air atau kesan alam sekitar daripada pembuangan air sisa. Dalam kes ini, langkah kawalan skala yang bertimbang rasa amat penting. Dalam sistem osmosis songsang, garam refraktori biasa ialah CaCO3, CaSO4 dan Si02, dan sebatian lain yang boleh menghasilkan skala ialah CaF2, BaS04, SrS04 dan Ca3(PO4)2. Kaedah perencatan skala yang biasa adalah menambah perencat skala. Perencat skala yang digunakan dalam bengkel saya ialah Nalco PC191 dan Eropah dan Amerika NP200.
2. Kawalan pencemaran zarah koloid dan pepejal
Koloid dan kekotoran zarah boleh menjejaskan prestasi elemen membran osmosis songsang, seperti pengurangan ketara dalam keluaran air tawar, kadangkala juga mengurangkan kadar penyahgaraman, gejala awal koloid dan kekotoran zarah ialah peningkatan perbezaan tekanan antara salur masuk dan salur keluar komponen membran osmosis songsang.
Cara yang paling biasa untuk menilai koloid air dan zarah dalam unsur membran osmosis songsang adalah untuk mengukur nilai SDI air, kadang-kadang dipanggil nilai F (indeks pencemaran), yang merupakan salah satu petunjuk penting untuk memantau operasi sistem prarawatan osmosis songsang. .
SDI (indeks ketumpatan kelodak) ialah perubahan kelajuan penapisan air setiap unit masa untuk menunjukkan pencemaran kualiti air. Jumlah koloid dan zarah dalam air akan mempengaruhi saiz SDI. Nilai SDI boleh ditentukan oleh instrumen SDI.
3. Kawalan pencemaran mikrob membran
Mikroorganisma dalam air mentah terutamanya termasuk bakteria, alga, kulat, virus dan organisma lain yang lebih tinggi. Dalam proses osmosis terbalik, mikroorganisma dan nutrien terlarut dalam air akan terus tertumpu dan diperkaya dalam unsur membran, yang menjadi persekitaran dan proses yang ideal untuk pembentukan biofilm. Pencemaran biologi komponen membran osmosis songsang akan menjejaskan prestasi sistem osmosis songsang. Perbezaan tekanan antara salur masuk dan keluar komponen osmosis songsang meningkat dengan cepat, mengakibatkan penurunan hasil air komponen membran. Kadangkala, pencemaran biologi akan berlaku pada bahagian pengeluaran air, mengakibatkan pencemaran air produk. Sebagai contoh, dalam penyelenggaraan peranti osmosis songsang di beberapa loji kuasa haba, lumut hijau ditemui pada unsur membran dan paip air tawar, yang merupakan pencemaran mikrob biasa.
Sebaik sahaja unsur membran dicemari oleh mikroorganisma dan menghasilkan biofilm, pembersihan unsur membran adalah sangat sukar. Selain itu, biofilm yang tidak disingkirkan sepenuhnya akan menyebabkan pertumbuhan pesat mikroorganisma semula. Oleh itu, kawalan mikroorganisma juga merupakan salah satu tugas prarawatan yang paling penting, terutamanya untuk sistem prarawatan osmosis songsang menggunakan air laut, air permukaan dan air sisa sebagai sumber air.
Kaedah utama untuk mencegah mikroorganisma membran ialah: klorin, penapisan mikro atau rawatan ultraturasan, pengoksidaan ozon, pensterilan ultraungu, menambah natrium bisulfit. Kaedah yang biasa digunakan dalam sistem rawatan air loji kuasa haba ialah pensterilan pengklorinan dan teknologi rawatan air ultraturasan sebelum osmosis terbalik.
Sebagai agen pensterilan, klorin mampu menyahaktifkan banyak mikroorganisma patogen dengan cepat. Kecekapan klorin bergantung kepada kepekatan klorin, pH air, dan masa sentuhan. Dalam aplikasi kejuruteraan, baki klorin dalam air biasanya dikawal pada lebih daripada 0.5~1.0mg, dan masa tindak balas dikawal pada 20~30min. Dos klorin perlu ditentukan dengan menyahpepijat, kerana bahan organik dalam air juga akan menggunakan klorin. Klorin digunakan untuk pensterilan, dan nilai pH praktikal terbaik ialah 4~6.
Penggunaan pengklorinan dalam sistem air laut adalah berbeza dengan penggunaan air payau. Biasanya terdapat kira-kira 65mg bromin dalam air laut. Apabila air laut dirawat secara kimia dengan hidrogen, ia akan bertindak balas terlebih dahulu dengan asid hipoklorus untuk membentuk asid hipobromus, supaya kesan bakterianya adalah asid hipowet dan bukannya asid hipoklorus, dan asid hipobromus tidak akan terurai pada nilai pH yang lebih tinggi. Oleh itu, kesan pengklorinan adalah lebih baik daripada air payau.
Oleh kerana unsur membran bahan komposit mempunyai keperluan tertentu pada baki klorin di dalam air, adalah perlu untuk menjalankan rawatan pengurangan penyahklorinan selepas pensterilan klorin.
4. Kawalan pencemaran organik
Penjerapan bahan organik pada permukaan membran akan menyebabkan penurunan fluks membran, dan dalam kes yang teruk, ia akan menyebabkan kehilangan fluks membran yang tidak dapat dipulihkan dan menjejaskan kehidupan praktikal membran.
Untuk air permukaan, kebanyakan air adalah produk semula jadi, melalui penjelasan pembekuan, penapisan koagulasi DC dan penapisan karbon diaktifkan proses rawatan gabungan, boleh mengurangkan bahan organik di dalam air, untuk memenuhi keperluan air osmosis songsang.
5. Kawalan polarisasi kepekatan
Dalam proses osmosis terbalik, kadangkala terdapat kecerunan kepekatan tinggi antara air pekat pada permukaan membran dan air influen, yang dipanggil polarisasi kepekatan. Apabila fenomena ini berlaku, lapisan kepekatan yang agak tinggi dan agak stabil yang dipanggil "lapisan kritikal" akan terbentuk pada permukaan membran, yang menghalang pelaksanaan berkesan proses osmosis terbalik. Ini kerana polarisasi kepekatan akan meningkatkan tekanan telap larutan pada permukaan membran, dan daya penggerak proses osmosis songsang akan berkurangan, mengakibatkan pengurangan hasil air dan kadar penyahgaraman. Apabila polarisasi kepekatan serius, beberapa garam terlarut sedikit akan mendakan dan bersisik pada permukaan membran. Untuk mengelakkan polarisasi kepekatan, kaedah yang berkesan adalah untuk menjadikan aliran air pekat sentiasa mengekalkan keadaan bergelora, iaitu dengan meningkatkan kadar aliran masuk untuk meningkatkan kadar aliran air pekat, supaya kepekatan terlarut mikro. garam pada permukaan membran dikurangkan kepada nilai terendah; Di samping itu, selepas peranti rawatan air osmosis songsang dimatikan, air pekat di sisi air pekat yang diganti harus dibasuh tepat pada masanya.
penerangan2