0102030405
Omvendt osmoseanlæg Procesudstyr Industrielt vandbehandlingssystem
Projektintroduktion
Princippet om omvendt osmose system
Ved en bestemt temperatur bruges en semipermeabel membran til at adskille ferskvandet fra saltvandet. Det ferske vand bevæger sig til saltvandet gennem den semipermeable membran. Når væskeniveauet på saltvandssiden af højre ventrikel stiger, genereres et vist tryk for at forhindre, at ferskvandet fra venstre ventrikel bevæger sig til saltvandssiden, og til sidst opnås ligevægt. Ligevægtstrykket på dette tidspunkt kaldes opløsningens osmotiske tryk, og dette fænomen kaldes osmose. Hvis der påføres et eksternt tryk, der overstiger det osmotiske tryk på saltvandssiden af højre hjertekammer, vil vandet i højre ventrikels saltopløsning bevæge sig til venstre ventrikels ferskvand gennem den semipermeable membran, således at det friske vand kan adskilles fra saltvandet. Dette fænomen er det modsatte af permeabilitetsfænomenet, kaldet det omvendte permeabilitetsfænomen.
Således er grundlaget for omvendt osmose afsaltningssystem
(1) Den selektive permeabilitet af semipermeable membraner, det vil sige selektivt lade vand igennem, men ikke tillade salt igennem;
(2) Saltvandskammerets ydre tryk er større end det osmotiske tryk i saltvandskammeret og ferskvandskammeret, hvilket giver vandets drivkraft fra saltvandskammeret til ferskvandskammeret. Typiske osmotiske tryk for nogle løsninger er vist i tabellen nedenfor.
Ovenstående semipermeable membran, der bruges til at adskille ferskvand fra saltvand, kaldes omvendt osmosemembran. Omvendt osmose membran er for det meste lavet af polymermaterialer. På nuværende tidspunkt er den omvendte osmose-membran, der anvendes i termiske kraftværker, for det meste lavet af aromatiske polyamidkompositmaterialer.
RO(Reverse Osmosis) omvendt osmose-teknologi er en membranseparations- og filtreringsteknologi drevet af trykforskel. Dens porestørrelse er så lille som nanometer (1 nanometer = 10-9 meter). Under et vist tryk kan H20-molekyler passere gennem RO-membranen, Uorganiske salte, tungmetalioner, organisk stof, kolloider, bakterier, vira og andre urenheder i kildevandet kan ikke passere gennem RO-membranen, så det rene vand, der kan passere gennem og det koncentrerede vand, der ikke kan passere igennem, kan nøje skelnes.
I industrielle applikationer bruger omvendt osmoseanlæg specialiseret udstyr til at lette omvendt osmoseprocessen. Industrielle omvendt osmose systemer er designet til at behandle store mængder vand og bruges i forskellige industrier, herunder landbrug, farmaceutiske produkter og fremstilling. Udstyret, der anvendes i disse systemer, er specifikt designet til at sikre, at omvendt osmose-processen er effektiv og effektiv til at producere ferskvand fra saltvandskilder.
Den omvendte osmose-proces er en vigtig teknologi til afsaltning af havvand, som kan levere ferskvand til områder, hvor der er knaphed på vandet, eller hvor traditionelle vandkilder er forurenede. Efterhånden som udstyr og teknologi til omvendt osmose udvikler sig, er processen fortsat en nøgleløsning på vandmangel og kvalitetsproblemer rundt om i verden.
De vigtigste egenskaber ved omvendt osmose membran:
Retningsbestemt og separationsegenskaber ved membranseparation
Praktisk omvendt osmose membran er asymmetrisk membran, der er overfladelag og støttelag, det har indlysende retning og selektivitet. Den såkaldte direktivitet er at lægge membranoverfladen i højtrykssaltlage til afsaltning, trykket øger membranens vandgennemtrængelighed, afsaltningshastigheden øges også; Når membranens støttelag placeres i højtrykssaltlage, er afsaltningshastigheden næsten 0 med stigningen i trykket, men vandgennemtrængeligheden øges kraftigt. På grund af denne retningsbestemmelse kan den ikke bruges omvendt, når den anvendes.
Adskillelseskarakteristikaene for omvendt osmose for ioner og organisk stof i vand er ikke de samme, hvilket kan opsummeres som følger
(1) Organisk stof er lettere at adskille end uorganisk stof
(2) Elektrolytter er lettere at adskille end ikke-elektrolytter. Elektrolytter med høje ladninger er nemmere at adskille, og deres fjernelseshastigheder er generelt i følgende rækkefølge. Fe3+> Ca2+> Na+ PO43-> S042-> C | - for elektrolytten, jo større molekylet er, jo lettere at fjerne.
(3) Fjernelseshastigheden af uorganiske ioner er relateret til hydratet og radius af hydratiserede ioner i ionhydratiseringstilstanden. Jo større radius af den hydrerede ion er, jo lettere er den at fjerne. Rækkefølgen for fjernelseshastigheden er som følger:
Mg2+, Ca2+> Li+ > Na+ > K+; F-> C|-> Br-> NO3-
(4) Adskillelsesregler for polært organisk stof:
Aldehyd > Alkohol > Amin > Syre, tertiær amin > Sekundær amin > Primær amin, citronsyre > Vinsyre > Æblesyre > Mælkesyre > Eddikesyre
Nylige fremskridt inden for affaldsgasbehandling repræsenterer betydelige fremskridt med hensyn til at håndtere miljømæssige udfordringer, samtidig med at de giver virksomheder muligheder for at trives på en bæredygtig og miljøvenlig måde. Denne innovative løsning vil uden tvivl have en positiv indvirkning inden for spildgasbehandling og miljøbeskyttelse med løftet om høj effektivitet, lave driftsomkostninger og nul sekundær forurening.
(5) Par isomerer: tert- > Forskellige (iso-)> Zhong (sek-)> Original (pri-)
(6) Natriumsaltseparationsevnen for organisk materiale er god, mens phenol- og phenolrækkeorganismerne udviser negativ adskillelse. Når vandige opløsninger af polære eller ikke-polære, dissocierede eller ikke-dissocierede organiske opløste stoffer adskilles af membran, bestemmer interaktionskræfterne mellem opløst stof, opløsningsmiddel og membran membranens selektive permeabilitet. Disse effekter omfatter elektrostatisk kraft, hydrogenbindingsbindingskraft, hydrofobicitet og elektronoverførsel.
(7) Generelt har opløste stoffer ringe indflydelse på membranens fysiske egenskaber eller overførselsegenskaber. Kun phenol eller nogle organiske forbindelser med lav molekylvægt vil få celluloseacetat til at udvide sig i vandig opløsning. Eksistensen af disse komponenter vil generelt få membranens vandflux til at falde, nogle gange meget.
(8) Fjernelseseffekten af nitrat, perchlorat, cyanid og thiocyanat er ikke så god som chlorid, og fjernelseseffekten af ammoniumsalt er ikke så god som natriumsalt.
(9) De fleste af komponenterne med en relativ molekylvægt større end 150, hvad enten det er elektrolyt eller ikke-elektrolyt, kan godt fjernes
Derudover er omvendt osmose-membranen for aromatiske carbonhydrider, cycloalkaner, alkaner og natriumchlorid-separationsrækkefølgen anderledes.
(2) Højtrykspumpe
Ved drift af omvendt osmosemembran skal vand sendes til det specificerede tryk med højtrykspumpe for at fuldføre afsaltningsprocessen. På nuværende tidspunkt har højtrykspumpen, der bruges i termisk kraftværk, centrifugal, stempel og skrue og andre former, blandt hvilke flertrins centrifugalpumpen er den mest udbredte. Dette kan nå mere end 90 % og spare energiforbrug. Denne type pumpe er kendetegnet ved høj effektivitet.
(3) Omvendt osmose ontologi
Omvendt osmoselegemet er en kombineret vandbehandlingsenhed, der kombinerer og forbinder omvendt osmosemembrankomponenterne med rør i et bestemt arrangement. En enkelt omvendt osmosemembran kaldes et membranelement. Et registrerende antal af omvendt osmose membrankomponenter er forbundet i serie i henhold til visse tekniske krav og samlet med en enkelt omvendt osmose membranskal for at danne en membrankomponent.
1. Membranelement
Omvendt osmose membranelement En basisenhed lavet af omvendt osmose membran og støttemateriale med industriel brugsfunktion. På nuværende tidspunkt bruges spolemembranelementer hovedsageligt i termiske kraftværker.
På nuværende tidspunkt producerer forskellige membranproducenter en række forskellige membrankomponenter til forskellige industribrugere. Membranelementer anvendt i termiske kraftværker kan groft opdeles i: højtryks-afsaltning af havvand omvendt osmose-membranelementer; Lavtryks- og ultralavtryks-brakvandsafsaltning omvendte membranelementer; Antifouling membranelement.
De grundlæggende krav til membranelementer er:
A. Filmpakningstæthed så høj som muligt.
B. Ikke let at koncentrere polarisering
C. Stærk anti-forureningsevne
D. Det er praktisk at rengøre og udskifte membranen
E. Prisen er billig
2. Membranskal
Trykbeholderen, der bruges til at indlæse omvendt osmose membranelementet i omvendt osmose kropsenheden kaldes membranskal, også kendt som "trykbeholder" produktionsenhed er Haide energi, hver trykbeholder er omkring 7 meter lang.
Filmskallens skal er generelt lavet af epoxy glasfiberforstærket plastikklud, og den ydre børste er epoxymaling. Der er også nogle producenter af produkter til rustfrit stålfilmskal. På grund af den stærke korrosionsbestandighed af FRP, vælger de fleste termiske kraftværker FRP-filmskal. Trykbeholderens materiale er FRP.
De påvirkende faktorer for omvendt osmose vandbehandlingssystem ydeevne:
For specifikke systemforhold er vandflux og afsaltningshastighed karakteristika for omvendt osmosemembran, og der er mange faktorer, der påvirker vandfluxen og afsaltningshastigheden af omvendt osmoselegeme, hovedsageligt inklusive tryk, temperatur, genvindingshastighed, saltholdighed og pH-værdi.
(1) Trykeffekt
Indløbstrykket af omvendt osmosemembran påvirker direkte membranfluxen og afsaltningshastigheden for omvendt osmosemembran. Forøgelsen af membranflux har et lineært forhold til indgangstrykket ved omvendt osmose. Afsaltningshastigheden har et lineært forhold til det indgående tryk, men når trykket når en vis værdi, har ændringskurven for afsaltningshastigheden tendens til at være flad, og afsaltningshastigheden stiger ikke længere.
(2) Temperatureffekt
Afsaltningshastigheden falder med stigningen i indgangstemperaturen ved omvendt osmose. Vandudbyttefluxen stiger dog næsten lineært. Hovedårsagen er, at når temperaturen stiger, falder vandmolekylernes viskositet, og diffusionsevnen er stærk, så vandfluxen stiger. Med stigningen i temperaturen vil hastigheden af salt, der passerer gennem den omvendte osmose-membran, blive accelereret, så afsaltningshastigheden vil blive reduceret. Råvandstemperatur er et vigtigt referenceindeks for design af omvendt osmosesystem. For eksempel, når et kraftværk gennemgår teknisk transformation af omvendt osmose-teknik, beregnes vandtemperaturen for råvand i designet i henhold til 25 ℃, og det beregnede indløbstryk er 1,6 MPa. Vandtemperaturen i den faktiske drift af systemet er dog kun 8 ℃, og indløbstrykket skal øges til 2,0 MPa for at sikre designstrømmen af ferskvand. Som følge heraf øges energiforbruget af systemdriften, levetiden af den indre tætningsring af membrankomponenten i omvendt osmose-anordningen forkortes, og vedligeholdelsesmængden af udstyret øges.
(3) Saltindholdseffekt
Koncentrationen af salt i vand er et vigtigt indeks, der påvirker det membranosmotiske tryk, og det membranosmotiske tryk stiger med stigningen i saltindholdet. Under den betingelse, at indløbstrykket for omvendt osmose forbliver uændret, øges saltindholdet i indløbsvandet. Fordi stigningen af osmotisk tryk udligner en del af indløbskraften, falder fluxen, og afsaltningshastigheden falder også.
(4) Indflydelsen af nyttiggørelsesgraden
Stigningen i genvindingshastigheden for omvendt osmosesystemet vil føre til et højere saltindhold i membranelementets indløbsvand langs strømningsretningen, hvilket resulterer i en stigning i osmotisk tryk. Dette vil opveje driveffekten af indløbsvandtrykket ved omvendt osmose, og dermed reducere vandudbyttefluxen. Forøgelsen af saltindholdet i membranelementets indløbsvand fører til en stigning i saltindholdet i ferskvandet, hvilket reducerer afsaltningshastigheden. I systemdesignet afhænger den maksimale genvindingshastighed for omvendt osmosesystem ikke af begrænsningen af osmotisk tryk, men afhænger ofte af sammensætningen og indholdet af salt i råvandet, fordi mikroopløselige salte med forbedringen af genvindingshastigheden. såsom calciumcarbonat, calciumsulfat og silicium vil afskalning i koncentrationsprocessen.
(5) Påvirkning af pH-værdi
pH-området, der gælder for forskellige typer membranelementer, varierer meget. For eksempel har vandfluxen og afsaltningshastigheden af acetatmembran en tendens til at være stabil i intervallet pH-værdi 4-8, og er stærkt påvirket i intervallet pH-værdi under 4 eller højere end 8. På nuværende tidspunkt er langt de fleste af Membranmaterialer, der bruges til industriel vandbehandling, er kompositmaterialer, som tilpasser sig et bredt pH-værdiområde (pH-værdien kan kontrolleres i området 3~10 i kontinuerlig drift, og membranfluxen og afsaltningshastigheden i dette område er relativt stabile .
Omvendt osmose membran forbehandlingsmetode:
Omvendt osmose membranfiltrering er forskellig fra filterbed filterfiltrering, filter bed er fuld filtrering, det vil sige råvand gennem hele filterlaget. Omvendt osmose-membranfiltrering er en cross-flow-filtreringsmetode, det vil sige, at en del af vandet i råvandet passerer gennem membranen i lodret retning med membranen. På dette tidspunkt opsnappes salte og forskellige forurenende stoffer af membranen, og udføres ved at den resterende del af råvandet strømmer parallelt med membranoverfladen, men forureningerne kan ikke fjernes helt. Som tiden går, vil de resterende forurenende stoffer gøre membranelementforureningen mere alvorlig. Og jo højere råvandsforurenende stoffer og genvindingsgrad er, jo hurtigere er membranforureningen.
1. Skalakontrol
Når de uopløselige salte i råvandet kontinuerligt koncentreres i membranelementet og overskrider deres opløselighedsgrænse, vil de udfældes på overfladen af omvendt osmosemembranen, som kaldes "scaling". Når vandkilden bestemmes, øges risikoen for skældannelse, efterhånden som genvindingshastigheden af det omvendte osmosesystem stiger. På nuværende tidspunkt er det sædvanligt at øge genanvendelsesprocenterne på grund af vandmangel eller miljøpåvirkninger fra spildevandsudledning. I dette tilfælde er gennemtænkte skaleringskontrolforanstaltninger særligt vigtige. I omvendt osmose-system er de almindelige ildfaste salte CaCO3, CaSO4 og Si02, og andre forbindelser, der kan producere kedelsten, er CaF2, BaS04, SrS04 og Ca3(PO4)2. Den almindelige metode til kedelstensinhibering er at tilføje kedelstensinhibitor. De skalahæmmere, der blev brugt i mit værksted, er Nalco PC191 og Europa og Amerika NP200.
2.Kontrol AF kolloid og fast partikelforurening
Kolloid- og partikelbegroning kan alvorligt påvirke ydeevnen af omvendt osmose-membranelementer, såsom en betydelig reduktion i ferskvandsproduktion, nogle gange også reducere afsaltningshastigheden, det første symptom på kolloid- og partikelbegroning er stigningen i trykforskellen mellem indløbet og udløb af omvendt osmose membrankomponenter.
Den mest almindelige måde at bedømme vandkolloidet og partiklerne i omvendt osmose-membranelementer er at måle SDI-værdien af vand, nogle gange kaldet F-værdi (forureningsindeks), som er en af de vigtige indikatorer til at overvåge driften af omvendt osmose-forbehandlingssystem .
SDI (siltdensitetsindeks) er ændringen af vandfiltreringshastigheden pr. tidsenhed for at angive forureningen af vandkvaliteten. Mængden af kolloid og partikler i vand vil påvirke SDI-størrelsen. SDI-værdien kan bestemmes af SDI-instrumentet.
3. Kontrol af membranmikrobiel kontaminering
Mikroorganismer i råvand omfatter hovedsageligt bakterier, alger, svampe, vira og andre højere organismer. I processen med omvendt osmose vil mikroorganismer og opløste næringsstoffer i vand løbende blive koncentreret og beriget i membranelementet, som bliver det ideelle miljø og proces til dannelse af biofilm. Den biologiske forurening af omvendt osmose-membrankomponenter vil alvorligt påvirke ydeevnen af omvendt osmose-systemet. Trykforskellen mellem indløbet og udløbet af omvendt osmosekomponenter stiger hurtigt, hvilket resulterer i et fald i vandudbyttet af membrankomponenter. Nogle gange vil der forekomme biologisk forurening på vandproduktionssiden, hvilket resulterer i forurening af produktvand. For eksempel ved vedligeholdelse af omvendt osmose-anordninger i nogle termiske kraftværker findes grønt mos på membranelementerne og ferskvandsrørene, hvilket er en typisk mikrobiel forurening.
Når først membranelementet er forurenet af mikroorganismer og producerer biofilm, er rensningen af membranelementet meget vanskeligt. Desuden vil biofilm, der ikke fjernes helt, igen forårsage hurtig vækst af mikroorganismer. Derfor er bekæmpelse af mikroorganismer også en af forbehandlingens vigtigste opgaver, især for omvendt osmose forbehandlingssystemer, der anvender havvand, overfladevand og spildevand som vandkilder.
De vigtigste metoder til at forhindre membranmikroorganismer er: klor, mikrofiltrerings- eller ultrafiltreringsbehandling, ozonoxidation, ultraviolet sterilisering, tilsætning af natriumbisulfit. De almindeligt anvendte metoder i termiske kraftværkers vandbehandlingssystem er kloreringssterilisering og ultrafiltreringsvandbehandlingsteknologi før omvendt osmose.
Som steriliseringsmiddel er klor i stand til hurtigt at inaktivere mange patogene mikroorganismer. Effektiviteten af klor afhænger af klorkoncentrationen, vandets pH og kontakttiden. I tekniske applikationer kontrolleres det resterende klor i vand generelt til mere end 0,5 ~ 1,0 mg, og reaktionstiden styres til 20 ~ 30 min. Doseringen af klor skal bestemmes ved debugging, fordi organisk stof i vand også vil forbruge klor. Klor bruges til sterilisering, og den bedste praktiske pH-værdi er 4~6.
Anvendelsen af klorering i havvandssystemer er anderledes end i brakvand. Normalt er der omkring 65 mg brom i havvand. Når havvand behandles kemisk med brint, vil det først reagere med underklorsyre og danne underbromsyre, således at dets bakteriedræbende effekt er hypovåd syre frem for underklorsyre, og underbromsyre nedbrydes ikke ved en højere pH-værdi. Derfor er effekten af klorering bedre end i brakvand.
Fordi membranelementet af kompositmateriale har visse krav til det resterende klor i vandet, er det nødvendigt at udføre dekloreringsreduktionsbehandling efter klorsterilisering.
4. Kontrol med organisk forurening
Adsorptionen af organisk materiale på membranoverfladen vil forårsage et fald i membranflux, og i alvorlige tilfælde vil det forårsage irreversibelt tab af membranflux og påvirke membranens praktiske levetid.
For overfladevand er det meste af vandet naturlige produkter, gennem koagulationsafklaring, DC-koagulationsfiltrering og aktiveret kulfiltrering kombineret behandlingsproces, kan i høj grad reducere det organiske stof i vandet for at opfylde kravene til omvendt osmosevand.
5. Koncentration polarisationskontrol
I processen med omvendt osmose er der nogle gange en høj koncentrationsgradient mellem det koncentrerede vand på membranoverfladen og det indstrømmende vand, hvilket kaldes koncentrationspolarisering. Når dette fænomen opstår, vil et lag med relativt høj koncentration og relativt stabilt såkaldt "kritisk lag" blive dannet på overfladen af membranen, hvilket hindrer en effektiv implementering af omvendt osmoseprocessen. Dette skyldes, at koncentrationspolariseringen vil øge det opløsningsgennemtrængelige tryk på membranoverfladen, og drivkraften af den omvendte osmoseproces vil blive reduceret, hvilket resulterer i reduktion af vandudbyttet og afsaltningshastigheden. Når koncentrationspolariseringen er alvorlig, vil nogle let opløste salte udfældes og aflejres på membranoverfladen. For at undgå koncentrationspolarisering er den effektive metode at få strømmen af koncentreret vand til altid at opretholde en turbulent tilstand, det vil sige ved at øge indløbsstrømningshastigheden for at øge strømningshastigheden af koncentreret vand, således at koncentrationen af mikroopløst vand salt på membranoverfladen reduceres til den laveste værdi; Efter at den omvendte osmose vandbehandlingsanordning er lukket ned, skal det koncentrerede vand på siden af det udskiftede koncentrerede vand desuden vaskes i tide.
beskrivelse 2