SWRO Zeewaterontziltingsoplossing ---- Zeewaterontzilting Omgekeerde osmosesysteem voor waterzuiveraar

Water is de bron van leven, een kostbare en onvervangbare natuurlijke hulpbron voor de mens, en het levensbloed van sociale en economische ontwikkeling. Het gebrek aan watervoorraden en de steeds ernstiger wordende watervervuiling zijn het knelpunt geworden dat de sociale vooruitgang en de economische ontwikkeling in de weg staat. Naast het wetenschappelijk beheer en de optimale toewijzing van watervoorraden is het ook van cruciaal belang om de rol van hightechmiddelen bij het hergebruik van water ten volle te benutten. Ontzilting van zeewater is een belangrijk systeem om het gebrek aan watervoorraden op te lossen. Tot nu toe zijn er tientallen methoden voor de ontzilting van zeewater geweest, waaronder voornamelijk destillatie, membraanmethode, elektrodialysemethode en invriesmethode. Onder hen is de membraanmethode met omgekeerde osmose (SWRO) de snelst ontwikkelende, de laagste investering, de meest energiebesparende en de goedkoopste ontziltingstechnologie. Omgekeerde osmose-systeem is een efficiënte en milieuvriendelijke waterbehandelingstechnologie, die veel wordt gebruikt bij de ontzilting van zeewater, industriële waterbehandeling, drinkwaterzuivering en andere gebieden.

Het werkingsprincipe van het zeewaterontziltingssysteem met omgekeerde osmose is voornamelijk gebaseerd op membraanscheidingstechnologie. Membraanscheidingstechnologie is een soort technologie om verschillende stoffen te scheiden en te zuiveren door selectief door polymeerfilms te gaan. Bij ontziltingssystemen met omgekeerde osmose is de polymeerfilm een asymmetrische structuur die bestaat uit een dichte cortex en een losse ondersteunende laag. De dichte cortex is de filterlaag van het membraan en heeft een poriegrootte op micrometerniveau die voorkomt dat de meeste zwevende stoffen, opgeloste stoffen en micro-organismen erdoorheen gaan. De losse steunlaag is de ondersteunende laag van het membraan, die een grote poriediameter heeft en de algehele mechanische sterkte van het membraan kan garanderen.

Ontzilting van zeewater omgekeerde osmose systeemprocesstroom

Omgekeerde osmose-zeewaterontziltingssystemen (SWRO-systemen) zijn een belangrijke technologie geworden op het gebied van de ontzilting van zeewater en bieden een duurzame oplossing voor het steeds ernstiger wordende mondiale watertekortprobleem. Het omgekeerde osmoseproces van zeewater omvat verschillende belangrijke stappen om ervoor te zorgen dat drinkwater van hoge kwaliteit uit zeewater wordt geproduceerd. Het begrijpen van de stroomsnelheid van een omgekeerde osmosesysteem is van cruciaal belang voor het begrijpen van de ontziltingsefficiëntie en voordelen ervan. Het systeemproces omvat de volgende stappen: 1. Primaire filtratie: Ruw zeewater passeert eerst het primaire filter om grote deeltjes, zwevende vaste stoffen en enkele onzuiverheden effectief te verwijderen. Deze stap is cruciaal om het zeewater klaar te maken voor verdere verwerking, zodat de daaropvolgende verwerking efficiënter verloopt.

2. Secundaire filtratie: Het primair gefilterde water stroomt door het actieve koolfilter voor secundaire filtratie. Het doel van deze fase is het verwijderen van schadelijke stoffen zoals organisch materiaal en achtergebleven chloor, het verder zuiveren van zeewater en het voorbereiden van de volgende behandelingsfase. 3. Precisiefiltratie: Het water wordt vervolgens nauwkeurig gefilterd door een precisiefilter om deeltjes, bacteriën en andere onzuiverheden verder te verwijderen. Deze stap zorgt ervoor dat het water grondig wordt gezuiverd voordat het in het hart van het omgekeerde osmoseproces terechtkomt. 4. Omgekeerde osmosemembraan: Het nauwkeurig gefilterde water wordt vervolgens door het omgekeerde osmosemembraan geleid, dat een belangrijk onderdeel van het systeem is. Omgekeerde osmosemembranen helpen bij het scheiden en verwijderen van zouten, organische stoffen, zware metalen en andere stoffen om zuiver, ontzilt water te produceren. 5. Desinfectie en opslag: Nadat het water door het omgekeerde osmosemembraan is gegaan, wordt het gedesinfecteerd om eventuele resterende micro-organismen te verwijderen. Het gezuiverde water wordt vervolgens opgeslagen in tanks, klaar voor distributie en gebruik.

De voordelen van omgekeerde osmosesystemen bij de ontzilting van zeewater zijn talrijk. Het systeem heeft de kenmerken van hoog rendement, milieubescherming, energiebesparing en veiligheid. Omgekeerde osmosetechnologie kan meer dan 99% van de schadelijke stoffen zoals zout, organisch materiaal, zware metalen, enz. verwijderen, waardoor de productie van zuiver water uit zeewater wordt gegarandeerd en de dringende behoefte aan zoetwatervoorraden wordt opgelost. De milieuvoordelen van omgekeerde osmosesystemen zijn ook aanzienlijk. In tegenstelling tot traditionele ontziltingsmethoden voor zeewater vereisen RO-systemen geen grote hoeveelheid chemicaliën, produceren ze geen afvalwater en zijn ze milieuvriendelijk. Deze duurzame benadering van ontzilting sluit aan bij de mondiale inspanningen om milieuvriendelijke oplossingen voor waterbehandeling en -behoud te bevorderen.

Naast de milieuvoordelen zijn omgekeerde osmosesystemen onderhoudsarm, eenvoudig te bedienen en geschikt voor verschillende wateromstandigheden. Deze eigenschappen maken omgekeerde osmosesystemen tot een praktische en betrouwbare optie voor ontzilting, vooral in gebieden met beperkte zoetwatervoorraden. Samenvattend bestaat het proces van een omgekeerd osmosesysteem bij ontzilting uit een reeks basisstappen die uiteindelijk uit zeewater zuiver drinkwater produceren. Met efficiëntie, milieuvoordelen en aanpassingsvermogen zijn omgekeerde osmosesystemen een sleuteltechnologie om watertekorten aan te pakken en duurzame toegang tot zoetwaterbronnen te garanderen.

Infiltratie en omgekeerde osmose

Omgekeerde osmose is het omgekeerde proces van osmose. Permeabiliteit is een natuurlijk fenomeen. Watermoleculen in een verdunde oplossing zullen met relatief hoge snelheid door het semi-permeabele membraan naar de kant van de geconcentreerde oplossing diffunderen. Zoals weergegeven in de figuur zal het vloeistofniveau aan de zoetwaterzijde steeds verder dalen, waardoor een hydrostatisch drukverschil ontstaat. Het verschil in hydrostatische druk op dit punt wordt osmotische druk genoemd (de osmotische druk tussen het zeewater- en zoetwatergrensvlak is ongeveer 2,4 MPa).

Het omgekeerde osmoseproces is precies het tegenovergestelde. Bij SWRO zal een druk die groter is dan de osmotische druk van zeewater aan één kant ervoor zorgen dat de watermoleculen in zeewater door het membraan gaan en dat het zout wordt opgevangen. Theoretisch geldt dat hoe groter de externe druk is, hoe sneller de omgekeerde osmose van watermoleculen in zeewater zal zijn. De kerncomponent van het omgekeerde osmoseproces is een synthetisch semi-permeabel membraan dat bijna alleen watermoleculen doorlaat. Het platte membraan van een omgekeerde osmosemembraan moet in een bepaalde configuratie worden gemaakt voordat het kan worden gebruikt in de waterbehandelingstechniek. Tegenwoordig wordt bij de ontzilting van zeewater voornamelijk een spiraalmembraanelement van aromatisch polyamide gebruikt.

Het waterproducerende membraan wordt tussen de twee platte membraanstukken gestoken en de membraanlaag wordt aan elkaar gecementeerd langs de drie randen van de membraanlaag, en vervolgens gecombineerd met het waterinlaatmembraan en op de poreuze centrale buis gewikkeld. Tenslotte wordt de geperforeerde eindkap aan beide uiteinden geïnstalleerd en ingekapseld om het opgerolde membraanelement te maken. Commerciële membraanelementen voor omgekeerde osmose zijn verkrijgbaar in verschillende specificaties, waarbij het meest gebruikte membraanelement bij ontzilting een diameter heeft van 200 mm en een standaardlengte van 1000 mm.

De SWRO bestaat uit een hogedrukpomp, een drukvat en een energieterugwinningsapparaat. Nadat het zeewater is voorbehandeld en door de hogedrukpomp in het drukvat van de omgekeerde osmose-eenheid onder druk is gebracht, stroomt het zeewater eerst door het eerste membraanelement en stroomt in het inlaatbarrièrekanaal van het membraanelement dat spiraalvormig is gewikkeld. Onder hogere druk dringt een deel van de watermoleculen continu door het membraan en komt de centrale buis van het opgerolde membraanelement binnen via het stroomkanaal van de waterproducerende barrière, waardoor productwater wordt gegenereerd. De rest van het binnenkomende water blijft in de stromingsrichting naar het volgende membraanelement stromen. Dit proces wordt beurtelings uitgevoerd. Wanneer het influentwater het volgende membraanelement passeert, neemt de concentratie van het influentwater toe. Wanneer het door het laatste membraanelement stroomt, wordt het inkomende water geconcentreerd water.

Anders dan de thermische methode kent SWRO niet het fasetransformatieproces van verdamping en condensatie. Het belangrijkste energieverbruik van SWRO is de hogedrukpompenergie om het omgekeerde osmoseproces te realiseren, waardoor de waterproductiekosten van omgekeerde osmose lager zijn dan die van de thermische methode. Bovendien heeft de apparatuur, vergeleken met de thermische methode, ook modulaire structuurkenmerken en een hoge procesflexibiliteit. De opschorting en het onderhoud van lokale voorzieningen kunnen de werking van de rest van het hele systeem niet beïnvloeden. SWRO vereist echter een complex en fijn voorbehandelingsproces, en verschillende commerciële membraanfabrikanten stellen strenge eisen aan de SDI, pH, temperatuur, restchloor en andere indicatoren van polyamide omgekeerde osmosemembraan. Wanneer de voorbehandeling niet aan de norm voldoet, zal de vervuiling en aanslag van het membraanoppervlak worden versneld en zullen de levensduur, het energieverbruik en de productwaterkwaliteit van de membraanmodule tijdens bedrijf worden beïnvloed, waardoor de kosten van de waterproductie stijgen .

Een apparaat voor energieterugwinning is een ander belangrijk apparaat. De snelle ontwikkeling van SWRO wordt toegeschreven aan het gebruik van energieterugwinningsapparatuur met toenemende efficiëntie in omgekeerde osmosesystemen, naast de voortdurende optimalisatie van membraanmaterialen en membraancomponenten. Tegenwoordig kunnen zeer efficiënte drukterugwinningseenheden van het PX-type meer dan 95% van de energie uit geconcentreerd water terugwinnen en dit onder druk zetten in zeewater, waardoor het energieverbruik van het omgekeerde osmoseproces met bijna de helft wordt verminderd. De TDS van primair omgekeerde osmose-effluent bedraagt ongeveer 300-500 mg/l, wat voldoet aan de beperkte eisen van de Wereldgezondheidsorganisatie voor de TDS-index voor drinkwater (500 mg/l). SWRO wordt op grote schaal ingezet voor de drinkwatervoorziening in gebieden met waterschaarste. In de jaren tachtig begon SWRO te concurreren met het traditionele thermische proces. Vanwege de voordelen van lage investeringen in apparatuur, een korte bouwcyclus, een laag energieverbruik en vele andere voordelen, heeft SWRO zich snel ontwikkeld en is het het belangrijkste proces op de mondiale ontziltingsmarkt geworden. Momenteel wordt primaire SWRO vooral gebruikt in de gemeentelijke industrie, waardoor de capaciteit van het omgekeerde osmoseproces snel groeit. Toekomstig onderzoek naar het proces van omgekeerde osmose zal zich richten op de ontwikkeling van energiebesparende en duurzamere nieuwe membraan- en membraancomponenten voor omgekeerde osmose, het energieverbruik en de onderhoudskosten tijdens het gebruik verminderen en de kosten van de waterproductie verlagen. S19qen

In de praktijk is het omgekeerde osmosesysteem een belangrijke technologie geworden op het gebied van waterbehandeling. Op het gebied van de ontzilting van zeewater kunnen omgekeerde osmosesystemen bijvoorbeeld effectief meer dan 99% van het zout en andere schadelijke stoffen uit zeewater verwijderen, waardoor een efficiënte ontzilting van zeewater wordt bereikt. Op het gebied van industriële waterbehandeling kan een omgekeerd osmosesysteem proceswater van hoge kwaliteit leveren, de productie-efficiëntie en productkwaliteit verbeteren. Op het gebied van drinkwaterzuivering kan een omgekeerd osmosesysteem verschillende schadelijke stoffen uit het water verwijderen en zorgen voor veilig en gezond drinkwater. Kortom, een omgekeerd osmosesysteem is een efficiënte en milieuvriendelijke waterbehandelingstechnologie met een breed scala aan toepassingsmogelijkheden. Met de voortdurende ontwikkeling van wetenschap en technologie zal het omgekeerde osmosesysteem blijven verbeteren en optimaliseren, om drinkwater en industrieel water van betere kwaliteit voor de mens te bieden.