Industrijsko postrojenje za reverznu osmozu: pravila, upute za ugradnju, filteri i princip rada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Industrijska postrojenja za reverznu osmozu karakteriše visok stepen prečišćavanja vode i niski operativni troškovi. Glavni element radnog modula je blok membrana kroz koji se prolazi tekućina. Nastali višak pritiska doprinosi procesu reverzne osmoze - protoku "rastvarača" (čiste vode) kroz membranu. Za razliku od tradicionalne hemijske desalinizacije, ova tehnologija je ekološki prihvatljivija, jer ne zahtijeva upotrebu agresivnih reagensa.

Odredište

Industrijska postrojenja za reverznu osmozu koriste se za prečišćavanje vode od mineralnih soli u svrhu njene dalje upotrebe u industrijske, komercijalne i kućne svrhe. Ova tehnologija je veoma obećavajuća, jer vam omogućava da uklonite vrlo male čestice iz tečnosti - do 0,0001 mikrona (soli kalcijuma i magnezijuma koje utiču na tvrdoću vode, sulfate, nitrate, molekule boja).

Pročišćavanje vode ovom metodom se koristi upodručja kao što su:

• smanjenje količine soli u vodama izvučenim iz lokalnih nadzemnih (izvora, rijeka, jezera) i podzemnih izvora;
• desalinizacija morske (bočate) vode;
• priprema rješenja za tehnološke procese;
• prečišćavanje vode kotlarnica i kotlarnica;
• završetak tretmana otpadnih voda u zatvorenom vodenom krugu;
• dezinfekcija vode u medicinske svrhe;
• prehrambena industrija - bistrenje, stabilizacija i koncentracija sokova, bezalkoholnih pića i vina.

Najčešće su industrijska postrojenja za reverznu osmozu dio dvostepenih sistema za prečišćavanje. U prvoj fazi tečnost se podvrgava mehaničkoj filtraciji kojom se uklanjaju veće čestice.

Suština tehnologije

Princip rada postrojenja za reverznu osmozu je da se tekućina koja se pročišćava propušta kroz polupropusne membrane koje potpuno ili djelimično zarobljavaju molekule. Direktnom osmozom voda teče prema otopini. Ako primijenite pritisak u prvom sastavu iznad ravnotežne (osmotske) vrijednosti, tada će se voda kretati u suprotnom smjeru. Ovo osigurava selektivnost čišćenja.

Potreban nivo pritiska u instalaciji filtera za reverznu osmozu zavisi od koncentracije soli (što je ona veća, to je veći pritisak). Dakle, sa mineralizacijom od 20-30 g/l, to je 5-10 MPa. Oprema za čišćenje može koristiti vlastiti pritisakindustrijski sistemi vodosnabdijevanja ili povišeni srednji pritisak (upotreba pumpi). Vrsta membrane utiče na stepen čistoće vode. Kada dođe do začepljenja, sistem gubi na efikasnosti, pa je potrebno na vreme izvršiti održavanje ove jedinice.

Paket

Glavne komponente industrijskih postrojenja za reverznu osmozu su:

• baza (stalka);
• prefini filter (oprema za tretman vode);
• membranske jedinice (njihov broj se određuje na osnovu performansi jedne jedinice i cijele instalacije u cjelini);
• pumpe visokog pritiska za obezbeđivanje potrebnog diferencijalnog pritiska;
• cijev sa instrumentima i ventilima;
• jedinica za ispiranje za čišćenje membrane;
• električni upravljački ormar i kontroleri.

Moderne jedinice su modularnog dizajna, omogućavajući konačnu montažu na licu mjesta sa odabranim specifikacijama koje se mogu modificirati ako je potrebno. Glavna jedinica su posude pod pritiskom sa membranama za reverznu osmozu. Dodatno, instalacija sistema reverzne osmoze može biti opremljena sljedećim vrstama opreme:

• sistem za tretman vode prije osmotskog tretmana;
• kapacitet čiste ili originalne tečnosti;
• otpremni sistem.

Oprema takođe može uključivati sistem za inhibicijunaslage soli (karbonata, sulfata i fosfata) na membranama, što uključuje dozirnu pumpu za dovod reagensa, senzore nivoa, ventile i cijevi. Instalacija pumpe za reverznu osmozu vrši se zasebno. Montira se na rezervoar za reagens pomoću držača, nakon čega se montira vod za unos reagensa i senzor nivoa u rezervoaru. Ova tehnološka oprema vam omogućava da produžite vijek trajanja membrana i smanjite troškove održavanja. Antiscalant (inhibitor sedimentacije) se dodaje vodi u koncentraciji od 2-5 mg/l.

Preporučene šeme

Postoji nekoliko opcija rasporeda industrijskih postrojenja za reverznu osmozu, koje se biraju u zavisnosti od svojstava izvorne vode:

1. Obrada mineralizovane vode koja dolazi iz bunara: grubi filter (CSF) - jedinica za reverznu osmozu (ROO).
2. Prečišćavanje vode sa visokim sadržajem gvožđa, suspenzije, visoke boje: CSF - mehanički filteri za zatrpavanje (kroz sloj filterskog opterećenja) - filteri za sorpciono prečišćavanje - UOO.
3. Obrada vode visoke mineralizacije: CSF - ultrafiltracija (omekšavanje vode) - sorpcijski filteri za prečišćavanje - UOO.

Ključne karakteristike

Instalacije se razlikuju na nekoliko ključnih načina:

• Čistoća protoka kroz membranu (80-99, 8%).
• Veličina pora osmotske membrane (nije potrebne dodatne fine membrane za uklanjanje teških organskih čestica).
• Performans.

Vrste membranemoduli

Sljedeće glavne vrste membrana razlikuju se po lokaciji i izgledu:

• Cjevasti. Membrana se nalazi duž unutrašnje cilindrične površine cijevi, tok pročišćene vode izlazi kroz bočne rupe, a suspendirane čestice se talože. Promjer cijevi je najčešće u rasponu od 4-25 mm, postavljaju se u kućište paralelno ili serijski. Prednosti takve šeme su veliki protok (do 6 m/s), nema potrebe za preliminarnom finom filtracijom i lako održavanje. Nedostaci uključuju velike dimenzije i visoke troškove obrade.
• Fiber. Koriste se šuplja vlakna prečnika 0,6-2 mm. Voda može teći i iznutra i izvana. U nekim modelima, vlakna su fiksirana mrežicom od tkanine. Ovi membranski moduli izdržavaju vanjski i unutrašnji pritisak i mogu se redovno ispirati. Sistemi vlakana se uglavnom koriste za ultrafiltraciju jer se rupe začepljuju velikim česticama.
• Plate. Membrane su fiksirane u držaču, a sam modul je kaseta sa setom pravougaonih okvira. Lako se sklapaju i čiste, ali krivudava i složena konfiguracija bloka dovodi do pada pritiska i smanjuje pouzdanost opreme.
• Spirala. Membrane i prijemnici pročišćene vode (permeata) omotani su u nekoliko slojeva oko centralne kolektorske cijevi. Takvi moduli su najkompaktniji u smisluu poređenju sa drugim tipovima, ali veoma osetljiva na kontaminaciju.

Ravne membrane se najčešće prave od celuloznog acetata ili poliamidnih filmova.

Princip rada

Princip rada industrijskog postrojenja za reverznu osmozu je sljedeći:

1. Prethodno čišćenje u predfilterima.
2. Voda se pumpom visokog pritiska dovodi do membranskog modula, gde se deli u 2 toka - prečišćena tečnost i koncentrat sa visokim salinitetom.
3. Izlaz prečišćene vode iz jedinice za reverznu osmozu, mjerenje njenog protoka, sakupljanje u kontejner.
4. Ispuštanje koncentrata u kanalizaciju ili usmjeravanje na ulaz pumpe (recikliranje ponovljenih tretmana).

U slučaju neprihvatljivog povećanja povratnog pritiska, aktivira se relej koji isključuje instalaciju. Isto se dešava kada je rezervoar za sakupljanje tretirane vode (prekidač nivoa) napunjen. Ispiranje membrane počinje automatski.

Priprema vode

Tehnologija membrane reverzne osmoze pretpostavlja gotovo potpuno odsustvo mehaničkih nečistoća u izvornoj tekućini. Industrijsko pročišćavanje vode u ovom slučaju je neefikasno, jer strane čestice ulaze u nju prilikom transporta vode kroz cjevovode. Stoga sistem reverzne osmoze mora uključivati predfiltere na ulazu u membransku jedinicu.

Takva oprema se obično pravi u univerzaludizajna i sastoji se od najmanje 3 vrste filtera: grubih i finih filtera, kao i za sakupljanje organskih materija (sorpcioni filteri). Dodatne opcije su ultrafiltracija, sistemi za uklanjanje gvožđa i bistrenje. Neupotreba ove jedinice uzrokuje brzo začepljenje radnih membrana, smanjujući efikasnost procesa reverzne osmoze.

Instalacija i puštanje u rad

Prema uputstvu za instalaciju, reverzna osmoza mora biti instalirana u zatvorenom prostoru. Ove jedinice nisu dizajnirane za upotrebu na otvorenom.

Instalacijski radovi se izvode sljedećim redoslijedom:

• instalacija sistema reagensa;
• priključak cjevovoda za dovod sirove vode i prijem tretirane vode;
• programiranje kontrolera (podešavanje maksimalno dozvoljene vrednosti električne provodljivosti, temperature vode, trajanja pranja membrana pre ciklusa rada, vremenskog intervala između njihovog čišćenja i drugih parametara);
• Provera rada u ručnom režimu (otvaranje izvorišne vode, slavine za izlaz prečišćene tečnosti i koncentrata, uključivanje pumpe visokog pritiska);
• prebacite jedinicu u automatski mod.