Ipari fordított ozmózisos üzem: szabályok, telepítési utasítások, szűrők és működési elv

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Az ipari fordított ozmózisos üzemeket magas fokú víztisztítás és alacsony üzemeltetési költségek jellemzik. A munkamodul fő eleme egy membránblokk, amelyen keresztül folyadékot vezetnek át. A létrejövő túlnyomás hozzájárul a fordított ozmózis folyamatához - az "oldószer" (tiszta víz) áramlásához a membránon keresztül. A hagyományos kémiai sótalanítással ellentétben ez a technológia környezetbarátabb, mivel nem igényel agresszív reagenseket.

Úticél

Az ipari fordított ozmózisos berendezéseket a víz ásványi sóktól való megtisztítására használják, ipari, kereskedelmi és háztartási célokra. Ez a technológia nagyon ígéretes, mivel lehetővé teszi a nagyon apró – akár 0,0001 mikron nagyságú – részecskék eltávolítását a folyadékból (a víz keménységét befolyásoló kalcium- és magnéziumsók, szulfátok, nitrátok, festékmolekulák).

Az ezzel a módszerrel végzett víztisztítást alkalmazzákterületek, például:

• a sók mennyiségének csökkentése a helyi felszíni (források, folyók, tavak) és földalatti forrásokból kitermelt vizekben;
• tengeri (savas) víz sótalanítása;
• technológiai folyamatok megoldásainak elkészítése;
• kazánházak és kazántelepek vízkezelése;
• a szennyvízkezelés befejezése zárt vízkörben;
• víz fertőtlenítése gyógyászati célra;
• élelmiszeripar - gyümölcslevek, üdítőitalok és borok derítése, stabilizálása és sűrítése.

Az ipari fordított ozmózisos üzemek leggyakrabban kétlépcsős tisztítórendszerek részét képezik. Az első szakaszban a folyadékot mechanikus szűrésnek vetik alá, ami eltávolítja a nagyobb részecskéket.

A technológia lényege

A fordított ozmózis üzem működési elve az, hogy a tisztítandó folyadékot félig áteresztő membránokon vezetik át, amelyek részben vagy teljesen befogják a molekulákat. Közvetlen ozmózissal a víz az oldat felé áramlik. Ha az első összetételben az egyensúlyi (ozmotikus) érték fölé nyomást gyakorol, akkor a víz az ellenkező irányba fog elmozdulni. Ez biztosítja a tisztítás szelektivitását.

A fordított ozmózisszűrő beépítéséhez szükséges nyomásszint a sók koncentrációjától függ (minél magasabb, annál nagyobb a nyomás). Tehát 20-30 g/l mineralizáció mellett 5-10 MPa. A tisztítóberendezés használhatja a saját nyomásátipari vízellátó rendszerek vagy megnövelt középnyomás (szivattyúk használata). A membrán típusa befolyásolja a víz tisztasági fokát. Amikor eltömődik, a rendszer elveszti hatékonyságát, ezért időben el kell végezni az egység karbantartását.

Csomag

Az ipari fordított ozmózisos üzemek fő összetevői:

• alap (állvány);
• előfinomító szűrő (vízkezelő berendezés);
• membránegységek (számukat egy egység és a teljes telepítés teljesítménye alapján határozzák meg);
• nagynyomású szivattyúk a szükséges nyomáskülönbség biztosításához;
• csővezeték műszerekkel és szelepekkel;
• öblítő egység membrántisztításhoz;
• elektromos kapcsolószekrény és vezérlők.

A modern egységek moduláris felépítésűek, lehetővé téve a helyszíni végső összeszerelést a kiválasztott specifikációkkal, amelyek szükség esetén módosíthatók. A fő egység fordított ozmózisos membránokkal ellátott nyomástartó edények. Ezenkívül a fordított ozmózis rendszer telepítése a következő típusú berendezésekkel szerelhető fel:

• vízkezelő rendszer ozmotikus kezelés előtt;
• tiszta vagy eredeti folyadék kapacitása;
• küldési rendszer.

A berendezés tartalmazhat gátlási rendszert issók (karbonátok, szulfátok és foszfátok) lerakódása a membránokon, amely magában foglal egy adagolószivattyút a reagens adagolásához, szintérzékelőket, szelepeket és csöveket. A fordított ozmózis szivattyú telepítése külön történik. A reagenstartályra egy konzol segítségével kell felszerelni, majd felszerelni a reagensbeszívó vezetéket és a tartályban lévő szintérzékelőt. Ez a technológiai berendezés lehetővé teszi a membránok élettartamának meghosszabbítását és a karbantartási költségek csökkentését. Vízkőoldó (ülepedésgátló) 2-5 mg/l koncentrációban adható a vízhez.

Javasolt sémák

Az ipari fordított ozmózisos berendezésekhez számos elrendezési lehetőség létezik, amelyeket a forrásvíz tulajdonságaitól függően választanak ki:

1. A kútból érkező ásványvíz kezelése: durvaszűrő (CSF) - fordított ozmózis egység (ROO).
2. Víz tisztítása magas vastartalommal, szuszpenziókkal, magas színnel: CSF - mechanikus utántöltő szűrők (szűrőterhelési rétegen keresztül) - szorpciós tisztító szűrők - UOO.
3. Magas mineralizációjú vízkezelés: CSF - ultraszűrés (vízlágyítás) - szorpciós tisztító szűrők - UOO.

Főbb jellemzők

A telepítések több fő szempontból változnak:

• A membránon átáramló áramlás tisztasága (80-99, 8%).
• Az ozmotikus membrán pórusmérete (nincs szükség extra finom membránokra a nehéz szerves részecskék eltávolításához).
• Teljesítmény.

Membrántípusokmodulok

A következő fő membrántípusokat különböztetjük meg elhelyezkedésük és megjelenésük alapján:

• Csőszerű. A membrán a cső belső hengeres felülete mentén helyezkedik el, a tisztított víz áramlása az oldalsó lyukakon keresztül távozik, és a lebegő részecskék leülepednek. A csövek átmérője leggyakrabban 4-25 mm tartományba esik, párhuzamosan vagy sorosan helyezik el a házban. Egy ilyen séma előnye a nagy áramlási sebesség (akár 6 m/s), nincs szükség előzetes finomszűrésre és egyszerű karbantartás. A hátrányok közé tartozik a nagy méretek és a magas feldolgozási költségek.
• Fiber. 0,6-2 mm átmérőjű üreges szálakat használnak. A víz belül és kívül egyaránt áramolhat. Egyes modellekben a szálakat szövethálóval rögzítik. Ezek a membránmodulok ellenállnak a külső és belső nyomásnak, és rendszeresen visszaöblíthetők. A szálas rendszereket főként ultraszűrésre használják, mivel a lyukak eltömődnek nagy részecskékkel.
• Tányér. A membránok egy tartólemezben vannak rögzítve, maga a modul pedig egy kazetta, téglalap alakú keretekkel. Könnyen összeszerelhetők és tisztíthatók, de a blokk kanyargós és összetett konfigurációja nyomásesést eredményez, és csökkenti a berendezés megbízhatóságát.
• Spirál. A membránok és a tisztított víz (permeátum) tartályai több rétegben vannak a központi gyűjtőcső köré tekerve. Az ilyen modulok a legkompaktabbakmás típusokhoz képest, de nagyon érzékeny a szennyeződésekre.

A lapos membránok leggyakrabban cellulóz-acetátból vagy poliamid filmekből készülnek.

Működési elv

Egy ipari fordított ozmózisos üzem működési elve a következő:

1. Előtisztítás az előszűrőkben.
2. A vizet egy nagynyomású szivattyú látja el a membránmodulba, ahol az 2 áramra van osztva - tisztított folyadékra és magas sótartalmú koncentrátumra.
3. Tisztított víz kilépése a fordított ozmózis egységből, áramlásának mérése, tartályba gyűjtése.
4. A koncentrátum kiürítése a csatornába vagy a szivattyú bemenetéhez irányítása (ismételt kezelési újrahasznosítás).

Az ellennyomás elfogadhatatlan növekedése esetén egy relé aktiválódik, amely kikapcsolja a telepítést. Ugyanez történik a kezelt vízgyűjtő tartály (szintkapcsoló) feltöltésekor. A membránöblítés automatikusan elindul.

Vízkészítés

A fordított ozmózisos membrántechnológia feltételezi, hogy a forrásfolyadékban szinte teljesen hiányoznak a mechanikai szennyeződések. Az ipari víztisztítás ebben az esetben nem hatékony, mivel a víz csővezetékeken történő szállítása során idegen részecskék kerülnek bele. Ezért a fordított ozmózis rendszernek előszűrőket kell tartalmaznia a membránegység bemeneténél.

Az ilyen berendezéseket általában univerzálisan gyártjákkialakítású és legalább 3 fajta szűrőből áll: durva és finom szűrők, valamint szerves anyagok összegyűjtésére (szorpciós szűrők). További lehetőségek az ultraszűrő, vaseltávolító és derítő rendszerek. Az egység használatának elmulasztása a munkamembránok gyors eltömődését okozza, ami csökkenti a fordított ozmózis folyamatának hatékonyságát.

Telepítés és üzembe helyezés

A beszerelési útmutató szerint a fordított ozmózist beltérben kell telepíteni. Ezeket az egységeket nem kültéri használatra tervezték.

A telepítési munkák a következő sorrendben zajlanak:

• reagensrendszer telepítése;
• nyersvíz ellátására és tisztított víz fogadására szolgáló csővezetékek csatlakoztatása;
• a vezérlő programozása (az elektromos vezetőképesség legnagyobb megengedett értékének, a vízhőmérsékletnek, a membránok munkaciklus előtti mosásának időtartamának beállítása, a tisztításuk közötti időintervallum és egyéb paraméterek beállítása);
• Működés ellenőrzése kézi üzemmódban (a forrásvízellátás kinyitása, a tisztított folyadék és koncentrátum kivezető csapjai, a nagynyomású szivattyú bekapcsolása);
• átkapcsolja az egységet automatikus üzemmódba.