Solución de desalinización de agua de mar SWRO ---- Sistema de ósmosis inversa de desalinización de agua de mar para purificador de agua

El agua es fuente de vida, un recurso natural precioso e irreemplazable para los seres humanos y el elemento vital del desarrollo social y económico. La falta de recursos hídricos y la contaminación cada vez más grave del agua se han convertido en el cuello de botella que limita el progreso social y el desarrollo económico. Además de la gestión científica y la asignación óptima de los recursos hídricos, también es muy importante aprovechar plenamente el papel de los medios de alta tecnología en la reutilización del agua. La desalinización de agua de mar es un sistema importante para solucionar la falta de recursos hídricos. Hasta ahora, ha habido docenas de métodos de desalinización de agua de mar, incluyendo principalmente la destilación, el método de membrana, el método de electrodiálisis y el método de congelación. Entre ellos, el método de membrana de ósmosis inversa (SWRO) es la tecnología de desalinización de más rápido desarrollo, menor inversión, mayor ahorro de energía y menor costo. El sistema de ósmosis inversa es una tecnología de tratamiento de agua eficiente y respetuosa con el medio ambiente, que se utiliza ampliamente en la desalinización de agua de mar, tratamiento de agua industrial, purificación de agua potable y otros campos.

El principio de funcionamiento del sistema de desalinización de agua de mar por ósmosis inversa se basa principalmente en la tecnología de separación por membrana. La tecnología de separación por membranas es un tipo de tecnología para separar y purificar diferentes sustancias pasando selectivamente a través de películas de polímero. En los sistemas de desalinización por ósmosis inversa, la película de polímero es una estructura asimétrica compuesta por una corteza densa y una capa de soporte suelta. La corteza densa es la capa filtrante de la membrana y tiene un tamaño de poro de nivel micrométrico que impide el paso de la mayoría de la materia suspendida, la materia disuelta y los microorganismos. La capa de soporte suelta es la capa de soporte de la membrana, que tiene un diámetro de poro grande y puede garantizar la resistencia mecánica general de la membrana.

Flujo del proceso del sistema de ósmosis inversa de desalinización de agua de mar

Los sistemas de desalinización de agua de mar por ósmosis inversa (SWRO) se han convertido en una tecnología importante en el campo de la desalinización de agua de mar, proporcionando una solución sostenible al cada vez más grave problema mundial de escasez de agua. El proceso de ósmosis inversa de agua de mar implica varios pasos clave para garantizar que se produzca agua potable de alta calidad a partir de agua de mar. Comprender el caudal de un sistema de ósmosis inversa es fundamental para comprender su eficiencia y beneficios de desalinización. El proceso del sistema incluye los siguientes pasos: 1. Filtración primaria: el agua de mar cruda pasa primero a través del filtro primario para eliminar eficazmente partículas grandes, sólidos suspendidos y algunas impurezas. Este paso es crucial para preparar el agua de mar para su posterior procesamiento, asegurando que el procesamiento posterior sea más eficiente.

2. Filtración secundaria: el agua filtrada primaria pasa a través del filtro de carbón activado para la filtración secundaria. El propósito de esta etapa es eliminar sustancias nocivas como materia orgánica y cloro residual, purificar aún más el agua de mar y prepararla para la siguiente etapa de tratamiento. 3. Filtración de precisión: Luego, el agua se filtra con precisión a través de un filtro de precisión para eliminar aún más partículas, bacterias y otras impurezas. Este paso garantiza que el agua se purifique completamente antes de ingresar al corazón del proceso de ósmosis inversa. 4. Membrana de ósmosis inversa: el agua filtrada con precisión luego se dirige a través de la membrana de ósmosis inversa, que es un componente clave del sistema. Las membranas de ósmosis inversa ayudan a separar y eliminar sales, sustancias orgánicas, metales pesados y otras sustancias para producir agua pura y desalinizada. 5. Desinfección y Almacenamiento: Luego de que el agua pasa por la membrana de ósmosis inversa, se desinfecta para eliminar posibles microorganismos restantes. Luego, el agua purificada se almacena en tanques listos para su distribución y uso.

Las ventajas de los sistemas de ósmosis inversa en la desalinización de agua de mar son muchas. El sistema tiene las características de alta eficiencia, protección ambiental, ahorro de energía y seguridad. La tecnología de ósmosis inversa puede eliminar más del 99% de sustancias nocivas como sal, materia orgánica, metales pesados, etc., asegurando la producción de agua pura a partir de agua de mar y resolviendo la urgente necesidad de recursos de agua dulce. Los beneficios medioambientales de los sistemas de ósmosis inversa también son importantes. A diferencia de los métodos tradicionales de desalinización de agua de mar, los sistemas de ósmosis inversa no requieren una gran cantidad de productos químicos, no producen aguas residuales y son respetuosos con el medio ambiente. Este enfoque sostenible de la desalinización se alinea con los esfuerzos globales para promover soluciones de conservación y tratamiento del agua respetuosas con el medio ambiente.

Además de los beneficios medioambientales, los sistemas de ósmosis inversa requieren poco mantenimiento, son fáciles de operar y adecuados para una variedad de condiciones del agua. Estas propiedades hacen que los sistemas de ósmosis inversa sean una opción práctica y confiable para la desalinización, especialmente en áreas con suministros limitados de agua dulce. En resumen, el proceso de un sistema de ósmosis inversa en desalinización consta de una serie de pasos básicos que finalmente producen agua potable pura a partir de agua de mar. Con eficiencia, beneficios ambientales y adaptabilidad, los sistemas de ósmosis inversa son una tecnología clave para abordar la escasez de agua y garantizar el acceso sostenible a los recursos de agua dulce.

Infiltración y ósmosis inversa.

La ósmosis inversa es el proceso inverso de la ósmosis. La permeabilidad es un fenómeno natural. Las moléculas de agua en una solución diluida se difundirán a través de la membrana semipermeable hacia el lado de la solución concentrada a una velocidad relativamente rápida. Como se muestra en la figura, el nivel de líquido en el lado del agua dulce seguirá disminuyendo, lo que dará como resultado una diferencia de presión hidrostática. La diferencia de presión hidrostática en este punto se llama presión osmótica (la presión osmótica entre la interfaz del agua de mar y el agua dulce es de aproximadamente 2,4 MPa).

El proceso de ósmosis inversa es todo lo contrario. En SWRO, una presión mayor que la presión osmótica del agua de mar en un lado hará que las moléculas de agua en el agua de mar pasen a través de la membrana y la sal quedará atrapada. En teoría, cuanto mayor sea la presión externa, más rápida será la ósmosis inversa de las moléculas de agua en el agua de mar. El componente central del proceso de ósmosis inversa es una membrana sintética semipermeable que permite el paso de casi sólo moléculas de agua. La membrana plana de la membrana de ósmosis inversa debe adoptar una configuración determinada antes de que pueda usarse en ingeniería de tratamiento de agua. Hoy en día, en la desalinización de agua de mar, se utiliza principalmente un elemento de membrana en espiral de poliamida aromática.

El diafragma productor de agua se inserta entre las dos piezas planas de la membrana, y la capa de membrana se cementa a lo largo de los tres bordes de la capa de membrana, y luego se combina con el diafragma de entrada de agua y se enrolla en el tubo central poroso. Finalmente, la tapa del extremo perforada se instala en ambos extremos y se encapsula para formar el elemento de membrana enrollado. Los elementos de membrana de ósmosis inversa comerciales vienen en una variedad de especificaciones, y el elemento de membrana más utilizado en desalinización tiene un diámetro de 200 mm y una longitud estándar de 1000 mm.

El SWRO consta de una bomba de alta presión, un recipiente a presión y un dispositivo de recuperación de energía. Después de que el agua de mar es pretratada y presurizada en el recipiente de presión de la unidad de ósmosis inversa mediante la bomba de alta presión, el agua de mar pasa primero a través del primer elemento de membrana y fluye en el canal de barrera de entrada del elemento de membrana que está enrollado en espiral. Bajo una presión más alta, parte de las moléculas de agua penetran continuamente a través de la membrana y entran en el tubo central del elemento de membrana enrollado a través del canal de flujo de la barrera productora de agua, generando agua producida. El resto del agua entrante continúa fluyendo a lo largo de la dirección del flujo hasta el siguiente elemento de membrana. Este proceso se realiza por turnos. Cuando el agua entrante pasa a través del siguiente elemento de membrana, la concentración de agua entrante aumenta. Cuando fluye a través del último elemento de membrana, el agua entrante se convierte en agua concentrada.

A diferencia del método térmico, SWRO no tiene el proceso de transformación de fases de evaporación y condensación. El principal consumo de energía de SWRO es la energía de bombeo a alta presión para realizar el proceso de ósmosis inversa, lo que hace que el costo de producción de agua de la ósmosis inversa sea menor que el del método térmico. Además, en comparación con el método térmico, su equipo también tiene características de estructura modular y alta flexibilidad de proceso. La suspensión y mantenimiento de las instalaciones locales no podrá afectar al funcionamiento del resto del sistema. Sin embargo, SWRO requiere un proceso de pretratamiento complejo y fino, y diferentes fabricantes de membranas comerciales tienen requisitos estrictos sobre el SDI, el pH, la temperatura, el cloro residual y otros indicadores de la membrana de ósmosis inversa de poliamida. Cuando el pretratamiento no cumple con el estándar, la contaminación y la incrustación de la superficie de la membrana se acelerarán, y la vida útil, el consumo de energía y la calidad del agua del producto del módulo de membrana se verán afectados en funcionamiento, aumentando así el costo de producción de agua. .

El dispositivo de recuperación de energía es otro equipo clave. El rápido desarrollo de SWRO se atribuye al uso de dispositivos de recuperación de energía con eficiencia creciente en sistemas de ósmosis inversa, además de la optimización continua de los materiales y componentes de las membranas. Hoy en día, las unidades de recuperación de presión tipo PX altamente eficientes pueden recuperar más del 95% de la energía del agua concentrada y presurizarla en agua de mar, reduciendo el consumo de energía del proceso de ósmosis inversa a casi la mitad. El TDS del efluente primario de ósmosis inversa es de aproximadamente 300-500 mg/L, lo que cumple con los requisitos limitados de la Organización Mundial de la Salud para el índice TDS del agua potable (500 mg/L). SWRO se ha utilizado para el suministro de agua potable a gran escala en zonas con escasez de agua. En la década de 1980, SWRO comenzó a competir con el proceso térmico tradicional. Debido a las ventajas de una baja inversión en equipos, un ciclo de construcción corto, un bajo consumo de energía y muchas otras ventajas, SWRO se ha desarrollado rápidamente y se ha convertido en el proceso más importante en el mercado mundial de desalinización. Actualmente, la SWRO primaria se utiliza principalmente en la industria municipal, razón por la cual la capacidad del proceso de ósmosis inversa está creciendo rápidamente. Las investigaciones futuras sobre el proceso de ósmosis inversa se centrarán en el desarrollo de nuevas membranas y componentes de membrana de ósmosis inversa más duraderos y que ahorren más energía, reducirán el consumo de energía de operación y los costos de mantenimiento, y reducirán el costo de producción de agua. S19qen

En la práctica, el sistema de ósmosis inversa se ha convertido en una tecnología importante en el campo del tratamiento del agua. Por ejemplo, en el campo de la desalinización de agua de mar, los sistemas de ósmosis inversa pueden eliminar eficazmente más del 99% de la sal y otras sustancias nocivas del agua de mar, logrando una desalinización eficiente del agua de mar. En el campo del tratamiento de agua industrial, el sistema de ósmosis inversa puede proporcionar agua de proceso de alta calidad, mejorar la eficiencia de la producción y la calidad del producto. En el campo de la purificación del agua potable, el sistema de ósmosis inversa puede eliminar diversas sustancias nocivas del agua y proporcionar agua potable segura y saludable. En resumen, el sistema de ósmosis inversa es una tecnología de tratamiento de agua eficiente y respetuosa con el medio ambiente con una amplia gama de perspectivas de aplicación. Con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología, el sistema de ósmosis inversa continuará mejorándose y optimizándose para proporcionar agua potable y agua industrial de mejor calidad para los seres humanos.