Решение для опреснения морской воды SWRO ---- Система обратного осмоса для опреснения морской воды для очистителя воды

Вода является источником жизни, ценным и незаменимым природным ресурсом для человека и источником жизненной силы социального и экономического развития. Нехватка водных ресурсов и все более серьезное загрязнение воды стали узким местом, ограничивающим социальный прогресс и экономическое развитие. Помимо научного управления и оптимального распределения водных ресурсов, очень важно также в полной мере использовать роль высокотехнологичных средств в повторном использовании воды. Опреснение морской воды является важной системой решения проблемы нехватки водных ресурсов. На сегодняшний день существуют десятки методов опреснения морской воды, в основном включая дистилляцию, мембранный метод, метод электродиализа и метод замораживания. Среди них мембранный метод обратного осмоса (SWRO) является самой быстроразвивающейся, самой низкой инвестиционной, самой энергосберегающей и самой дешевой технологией опреснения. Система обратного осмоса — это эффективная и экологически чистая технология очистки воды, которая широко используется при опреснении морской воды, промышленной водоподготовке, очистке питьевой воды и других областях.

Принцип работы системы опреснения морской воды обратным осмосом в основном основан на технологии мембранного разделения. Технология мембранного разделения – это разновидность технологии разделения и очистки различных веществ путем избирательного пропускания через полимерные пленки. В системах опреснения воды обратным осмосом полимерная пленка представляет собой асимметричную структуру, состоящую из плотного коркового слоя и рыхлого опорного слоя. Плотная кора является фильтрующим слоем мембраны и имеет размер пор микрометрового уровня, который предотвращает прохождение большинства взвешенных веществ, растворенных веществ и микроорганизмов. Рыхлый опорный слой представляет собой опорный слой мембраны, который имеет большой диаметр пор и может обеспечить общую механическую прочность мембраны.

Схема процесса опреснения морской воды в системе обратного осмоса

Системы опреснения морской воды обратным осмосом (SWRO) стали важной технологией в области опреснения морской воды, обеспечивая устойчивое решение все более серьезной глобальной проблемы нехватки воды. Процесс обратного осмоса морской воды включает в себя несколько ключевых этапов, обеспечивающих производство высококачественной питьевой воды из морской воды. Понимание скорости потока системы обратного осмоса имеет решающее значение для понимания ее эффективности и преимуществ опреснения. Системный процесс включает в себя следующие этапы: 1. Первичная фильтрация: сырая морская вода сначала проходит через первичный фильтр для эффективного удаления крупных частиц, взвешенных твердых частиц и некоторых примесей. Этот шаг имеет решающее значение для подготовки морской воды к дальнейшей обработке, обеспечивая более эффективную последующую обработку.

2. Вторичная фильтрация: первичная фильтрованная вода проходит через фильтр с активированным углем для вторичной фильтрации. Целью этого этапа является удаление вредных веществ, таких как органические вещества и остаточный хлор, дальнейшая очистка морской воды и подготовка к следующему этапу очистки. 3. Точная фильтрация. Затем вода проходит прецизионную фильтрацию через прецизионный фильтр для дальнейшего удаления частиц, бактерий и других примесей. Этот шаг гарантирует, что вода тщательно очищается перед поступлением в центр процесса обратного осмоса. 4. Мембрана обратного осмоса. Тщательно отфильтрованная вода затем направляется через мембрану обратного осмоса, которая является ключевым компонентом системы. Мембраны обратного осмоса помогают отделять и удалять соли, органику, тяжелые металлы и другие вещества для получения чистой опресненной воды. 5. Дезинфекция и хранение. После того, как вода проходит через мембрану обратного осмоса, она дезинфицируется для уничтожения оставшихся микроорганизмов. Очищенная вода затем хранится в резервуарах, готовая к раздаче и использованию.

Преимущества систем обратного осмоса при опреснении морской воды многочисленны. Система обладает характеристиками высокой эффективности, защиты окружающей среды, энергосбережения и безопасности. Технология обратного осмоса может удалить более 99% вредных веществ, таких как соли, органические вещества, тяжелые металлы и т. д., обеспечивая производство чистой воды из морской воды и решая острую потребность в ресурсах пресной воды. Экологические преимущества систем обратного осмоса также значительны. В отличие от традиционных методов опреснения морской воды, системы обратного осмоса не требуют большого количества химикатов, не образуют сточных вод и экологически безопасны. Этот устойчивый подход к опреснению согласуется с глобальными усилиями по продвижению экологически безопасных решений по очистке и сохранению воды.

Помимо экологических преимуществ, системы обратного осмоса не требуют особого обслуживания, просты в эксплуатации и подходят для различных условий воды. Эти свойства делают системы обратного осмоса практичным и надежным вариантом опреснения воды, особенно в районах с ограниченными запасами пресной воды. Таким образом, процесс использования системы обратного осмоса при опреснении состоит из ряда основных этапов, которые в конечном итоге производят чистую питьевую воду из морской воды. Обладая эффективностью, экологическими преимуществами и адаптируемостью, системы обратного осмоса являются ключевой технологией для решения проблемы нехватки воды и обеспечения устойчивого доступа к ресурсам пресной воды.

Инфильтрация и обратный осмос

Обратный осмос – это обратный процесс осмоса. Проницаемость – естественное явление. Молекулы воды в разбавленном растворе будут диффундировать через полупроницаемую мембрану в сторону концентрированного раствора с относительно высокой скоростью. Как показано на рисунке, уровень жидкости на стороне пресной воды будет продолжать снижаться, что приводит к перепаду гидростатического давления. Разница гидростатического давления в этой точке называется осмотическим давлением (осмотическое давление между границей раздела морской и пресной воды составляет около 2,4 МПа).

Процесс обратного осмоса прямо противоположный. В SWRO давление, превышающее осмотическое давление морской воды с одной стороны, заставит молекулы воды в морской воде проходить через мембрану, и соль будет улавливаться. Теоретически, чем больше внешнее давление, тем быстрее будет обратный осмос молекул воды в морской воде. Основным компонентом процесса обратного осмоса является синтетическая полупроницаемая мембрана, пропускающая почти только молекулы воды. Плоской мембране обратного осмоса необходимо придать определенную конфигурацию, прежде чем ее можно будет использовать в технике очистки воды. В настоящее время при опреснении морской воды в основном используется спиральный мембранный элемент из ароматического полиамида.

Диафрагма, производящая воду, вставляется между двумя плоскими частями мембраны, слой мембраны склеивается вместе вдоль трех краев мембранного слоя, а затем объединяется с диафрагмой впуска воды и наматывается на пористую центральную трубку. Наконец, с обоих концов устанавливают перфорированную торцевую крышку и герметизируют ее, образуя рулонный мембранный элемент. Коммерческие мембранные элементы обратного осмоса имеют различные характеристики, наиболее часто используемый для опреснения воды мембранный элемент имеет диаметр 200 мм и стандартную длину 1000 мм.

SWRO состоит из насоса высокого давления, сосуда под давлением и устройства рекуперации энергии. После предварительной обработки морской воды и подачи давления в сосуд высокого давления установки обратного осмоса с помощью насоса высокого давления морская вода сначала проходит через первый мембранный элемент и течет во входной барьерный канал мембранного элемента, который намотан по спирали. Под более высоким давлением часть молекул воды непрерывно проникает через мембрану и поступает в центральную трубку спирального мембранного элемента через проточный канал водопроизводящего барьера, образуя продуктную воду. Остальная часть поступающей воды продолжает поступать по направлению потока к следующему мембранному элементу. Этот процесс осуществляется поочередно. Когда поступающая вода проходит через следующий мембранный элемент, концентрация поступающей воды увеличивается. Когда она проходит через последний мембранный элемент, поступающая вода становится концентрированной водой.

В отличие от термического метода, SWRO не имеет процесса фазового превращения испарения и конденсации. Основным энергопотреблением SWRO является энергия насосов высокого давления для реализации процесса обратного осмоса, что делает себестоимость воды при обратном осмосе ниже, чем при термическом методе. Кроме того, по сравнению с термическим методом, его оборудование также имеет модульную структуру и высокую технологическую гибкость. Приостановка и обслуживание местных объектов не может повлиять на работу всей остальной системы. Однако SWRO требует сложного и тонкого процесса предварительной обработки, а различные производители коммерческих мембран предъявляют строгие требования к SDI, pH, температуре, остаточному хлору и другим показателям полиамидной мембраны обратного осмоса. Если предварительная обработка не соответствует стандарту, загрязнение и накипь на поверхности мембраны будут ускоряться, а срок службы, потребление энергии и качество получаемой воды мембранного модуля будут влиять на эксплуатацию, что приведет к увеличению стоимости производства воды. .

Устройство рекуперации энергии – еще одно ключевое оборудование. Быстрое развитие SWRO связано с использованием устройств рекуперации энергии с увеличивающейся эффективностью в системах обратного осмоса, а также с постоянной оптимизацией мембранных материалов и мембранных компонентов. Сегодня высокоэффективные установки восстановления давления типа PX могут восстанавливать более 95% энергии концентрированной воды и нагнетать ее в морскую воду, сокращая потребление энергии в процессе обратного осмоса почти вдвое. TDS первичных сточных вод обратного осмоса составляет около 300-500 мг/л, что соответствует ограниченным требованиям Всемирной организации здравоохранения для индекса TDS питьевой воды (500 мг/л). SWRO широко использовался для питьевого водоснабжения в районах с дефицитом воды. В 1980-х годах SWRO начал конкурировать с традиционным термическим процессом. Благодаря таким преимуществам, как низкие инвестиции в оборудование, короткий цикл строительства, низкое энергопотребление и многие другие преимущества, SWRO быстро развился и стал самым важным процессом на мировом рынке опреснения воды. В настоящее время первичный SWRO в основном используется в коммунальной промышленности, поэтому производительность процесса обратного осмоса быстро растет. Будущие исследования процесса обратного осмоса будут сосредоточены на разработке более энергосберегающих и долговечных новых мембран обратного осмоса и мембранных компонентов, снижении энергопотребления и затрат на техническое обслуживание, а также снижении стоимости производства воды. S19qen

На практике системы обратного осмоса стали важной технологией в области очистки воды. Например, в области опреснения морской воды системы обратного осмоса могут эффективно удалять более 99% соли и других вредных веществ из морской воды, обеспечивая эффективное опреснение морской воды. В области промышленной очистки воды система обратного осмоса может обеспечить высококачественную техническую воду, повысить эффективность производства и качество продукции. В области очистки питьевой воды система обратного осмоса может удалять различные вредные вещества из воды и обеспечивать безопасную и здоровую питьевую воду. Одним словом, система обратного осмоса – это эффективная и экологически чистая технология очистки воды с широким спектром перспектив применения. Благодаря постоянному развитию науки и техники система обратного осмоса будет продолжать совершенствоваться и оптимизироваться, чтобы обеспечить людей более качественной питьевой и технической водой.