Обратный осмос
Содержание
Зачем нужен обратный осмос?
В условиях растущего дефицита водных ресурсов технологии очистки воды становятся всё более актуальными. Одним из самых эффективных решений в этой области является промышленный обратный осмос. Этот метод позволяет предприятиям удалять из воды соли, тяжелые металлы, органические вещества и микроорганизмы, которые могут ухудшать качество продукции, вызывать коррозию оборудования или наносить вред процессам производства.
Что такое обратный осмос?
Обратный осмос – это метод фильтрации жидкости через полупроницаемую мембрану под воздействием определенного давления. Принцип работы заключается в следующем: если на раствор с загрязнителями воздействовать давлением, превышающим осмотическое, вода начнет проходить через мембрану из более концентрированного раствора в менее концентрированный. При этом мембрана задерживает примеси и загрязняющие вещества благодаря своей микроскопической структуре, оставляя с одной стороны чистую воду, а с другой – отфильтрованные загрязнения.
Этот процесс основан на природных механизмах: в живых организмах мембраны клеток выполняют аналогичные функции. Изучив эти естественные процессы, ученые создали искусственные полупроницаемые мембраны, которые применяются в системах обратного осмоса для очистки воды.
Как работает промышленный обратный осмос?
Промышленный обратный осмос – это технология, использующая обратное осмотическое давление для отделения загрязнителей и получения воды высокой степени очистки. Она применяется как в промышленных, так и в бытовых целях, удовлетворяя потребности в качественной воде для самых разных задач.
Преимущества промышленного обратного осмоса:
Системы обратного осмоса повышают эффективность производственных процессов, помогают сократить расходы и обеспечивают конкурентные преимущества компаниям в различных отраслях.
Сферы применения промышленного обратного осмоса
Промышленный обратный осмос находит широкое применение в различных отраслях, благодаря своей универсальности и способности обеспечивать высокую степень очистки воды. Различные системы разрабатываются с учётом специфики каждой индустрии, включая тип загрязнений и необходимую степень очистки. Основные области использования технологии:
Схема промышленного обратного осмоса
Промышленный обратный осмос состоит из несколько этапов, каждый из которых играет важную роль в обеспечении высокой степени очистки воды.
1. Предварительная обработка воды
На этом этапе вода проходит через системы предварительной фильтрации, которые удаляют крупные загрязнители, такие как песок, ил и органические вещества. Используются механические фильтры, угольные фильтры и установки для удаления хлора и жесткости воды. Этот этап защищает мембраны от повреждений и продлевает их срок службы.
2. Мембранная фильтрация
Основной этап очистки, где вода подается в насос высокого давления, который создает напор для её прохождения через полупроницаемую мембрану.
- Мембрана пропускает только молекулы воды, задерживая растворенные соли, тяжёлые металлы, микроорганизмы и другие примеси.
- Очищенная вода (пермеат) выходит из системы, а концентрат (загрязнённый раствор) утилизируется или используется повторно.
3. Постобработка
После мембранной фильтрации очищенная вода может дополнительно обрабатываться:
- Деаэрация для удаления газов.
- Коррекция pH для регулирования кислотно-щелочного баланса.
- Минерализация для добавления полезных минералов, если требуется.
- Угольные фильтры используются для устранения остатков запахов и привкусов, улучшая органолептические свойства воды.
Необходимое оборудование:
- Насосы высокого давления: обеспечивают необходимый напор для работы мембран.
- Мембранные модули: обычно устанавливаются в последовательной или параллельной конфигурации для увеличения производительности.
- Система управления: включает датчики и контроллеры, которые мониторят давление, расход воды и качество очищенной воды в режиме реального времени.
Схема промышленного обратного осмоса проектируется индивидуально в зависимости от требований к качеству воды и объёмов производства.
Обслуживание и очистка промышленных систем обратного осмоса
Системы обратного осмоса сталкиваются с различными видами загрязнителей, которые со временем могут снижать их эффективность. Например, на мембранах накапливаются соли, микроорганизмы, органические вещества и взвешенные частицы, что может привести к ухудшению качества воды и повышению энергозатрат на фильтрацию. Процесс их очистки включает промывку специальными химическими растворами, которые растворяют и удаляют осевшие соли, бактерии, органику и другие вещества.
Признаками загрязнения мембран, которые сигнализируют о необходимости их очистки, являются: уменьшение первоначального потока пермеата на 10-15%, снижение первоначального качества пермеата на 10-15% или увеличение первоначального перепада давления на 10-15%, измеренное между подачей и коллектором концентрата. Все эти изменения должны быть приведены к первоначальным условиям эксплуатации: температуре, давлению и химическому составу исходной воды, т.е. их значения должны быть неизменными.
Существует два основных метода очистки: химическая и гидравлическая промывка.
- Химическая очистка заключается в циркуляции растворов через систему для удаления накопившихся загрязнений.
- Гидравлическая промывка использует высокое давление воды для механического очищения мембран.
Очистка установки также рекомендуется после ее длительного простоя или перед длительным отключением.
Периодичность проведения химической промывки зависит от состава исходной воды, качества и эффективности ее предварительной обработки. На практике промывка системы обратного осмоса проводиться один раз в 3-12 месяцев. Если необходимость промывки возникает более одного раза в месяц, то следует пересмотреть состав оборудования для предварительной обработки исходной воды и/или самой установки.
Химическую промывку мембран необходимо проводить когда они имеют небольшой слой образовавшихся отложений, а не «коросты» после их сильного загрязнения. Большой слой загрязнений препятствует глубокому проникновению в отложения химических (активных) реагентов, тем самым резко снижается скорость их отторжения от поверхности и снижается эффективность действия моющих растворов.
Реагенты для промывки установки обратного осмоса
Реагенты для очистки мембран и способы очистки могут меняться в зависимости от состава отложений. Нередко в отложениях могут присутствовать более одного загрязнителя. Наиболее частыми загрязнениями являются:
Для достижения оптимальной очистки приходится использовать несколько различных очищающих химикатов в определенной последовательности. Бывают случаи, когда для очистки от загрязнений сначала используется очистка с низким pH для очистки от минеральных отложений, а затем производится повторная очистка с низким pH. В одни чистящие растворы добавляются моющие средства, помогающие удалить тяжелые биологические и органические отложения, другие содержат хелатообразующие агенты, например, такой как ЭДТА, которые добавляют для ускорения удаления коллоидных, органических и биологических веществ, а также сульфатных отложений. Важно помнить, что неправильный выбор чистящего химического вещества или неверная последовательность введения химического вещества могут усугубить загрязнение.
При выборе химических веществ для очистки полиамидных мембран существует ряд правил:
При обработки исходной воды, неблагополучной в микробиологическом отношении, после химической очистки мембран дополнительно можно ввести стадию их обработки биоцидом. Биоцид можно вводить или сразу после очистки, или периодически (например, один раз в неделю) или непрерывно во время эксплуатации установки. Однако нужно быть уверенным, что биоцид совместим с мембраной и эффективен в подавлении биологической активности, а его остаточные концентрации в пермеате не создают каких-либо рисков для здоровья.
Технологии и реагенты применяемые UCG помогут продлить срок службы вашего оборудования.