Pramoninė atvirkštinio osmoso gamykla: taisyklės, montavimo instrukcijos, filtrai ir veikimo principas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Pramoninės atvirkštinio osmoso gamyklos pasižymi dideliu vandens valymo laipsniu ir mažomis eksploatavimo sąnaudomis. Pagrindinis darbinio modulio elementas yra membranų blokas, per kurį praleidžiamas skystis. Susidaręs perteklinis slėgis prisideda prie atvirkštinio osmoso proceso – „tirpiklio“(gryno vandens) tekėjimo per membraną. Skirtingai nuo tradicinio cheminio gėlinimo, ši technologija yra draugiškesnė aplinkai, nes nereikia naudoti agresyvių reagentų.

Kelionės tikslas

Pramoniniai atvirkštinio osmoso įrenginiai naudojami vandeniui valyti iš mineralinių druskų, kad jį būtų galima toliau naudoti pramoniniais, komerciniais ir buitiniais tikslais. Ši technologija yra labai perspektyvi, nes leidžia iš skysčio pašalinti labai mažas daleles – iki 0,0001 mikrono (kalcio ir magnio druskos, turinčios įtakos vandens kietumui, sulfatai, nitratai, dažų molekulės).

Vandens valymas šiuo metodu naudojamastokios sritys kaip:

• mažinti druskų kiekį vandenyse, išgaunamuose iš vietinių antžeminių (š altinių, upių, ežerų) ir požeminių š altinių;
• jūros (sūrio) vandens gėlinimas;
• sprendimų technologiniams procesams rengimas;
• katilinių ir katilinių vandens valymas;
• baigiamas nuotekų valymas uždarame vandens kontūre;
• vandens dezinfekcija medicininiais tikslais;
• maisto pramonė – sulčių, gaiviųjų gėrimų ir vynų skaidrinimas, stabilizavimas ir koncentravimas.

Dažniausiai pramoninės atvirkštinio osmoso įrenginiai yra dviejų pakopų valymo sistemų dalis. Pirmajame etape skystis mechaniškai filtruojamas, todėl pašalinamos didesnės dalelės.

Technologijos esmė

Atvirkštinio osmoso įrenginio veikimo principas yra toks, kad išvalomas skystis praleidžiamas per pusiau pralaidžias membranas, kurios visiškai arba iš dalies sulaiko molekules. Esant tiesioginiam osmosui, vanduo teka tirpalo link. Jei slėgis pirmoje kompozicijoje viršija pusiausvyros (osmosinę) vertę, vanduo judės priešinga kryptimi. Taip užtikrinamas valymo selektyvumas.

Reikalingas slėgio lygis įrengiant atvirkštinio osmoso filtrą priklauso nuo druskų koncentracijos (kuo ji didesnė, tuo didesnis slėgis). Taigi, esant 20-30 g/l mineralizacijai, tai yra 5-10 MPa. Valymo įranga gali naudoti savo slėgįpramoninės vandens tiekimo sistemos arba padidintas vidutinis slėgis (siurblių naudojimas). Membranos tipas turi įtakos vandens grynumo laipsniui. Jam užsikimšus, sistema praranda savo efektyvumą, todėl būtina laiku atlikti šio įrenginio techninę priežiūrą.

Paketas

Pagrindiniai pramoninių atvirkštinio osmoso įrenginių komponentai yra:

• pagrindas (stovas);
• išankstinis filtras (vandens valymo įranga);
• membraniniai mazgai (jų skaičius nustatomas atsižvelgiant į vieno bloko ir visos instaliacijos našumą);
• aukšto slėgio siurbliai, užtikrinantys reikiamą slėgio skirtumą;
• vamzdynas su prietaisais ir vožtuvais;
• plovimo įrenginys membraniniam valymui;
• elektrinė valdymo spinta ir valdikliai.

Šiuolaikiniai įrenginiai yra modulinio dizaino, todėl juos galima galutinai surinkti vietoje pagal pasirinktas specifikacijas, kurias prireikus galima pakeisti. Pagrindinis blokas yra slėginiai indai su atvirkštinio osmoso membranomis. Be to, montuojant atvirkštinio osmoso sistemą, gali būti įrengta šių tipų įranga:

• vandens valymo sistema prieš osmosinį gydymą;
• gryno arba originalaus skysčio talpa;
• išsiuntimo sistema.

Įrangoje taip pat gali būti blokavimo sistemadruskų (karbonatų, sulfatų ir fosfatų) nuosėdos ant membranų, kurios apima dozavimo siurblį reagentui tiekti, lygio jutiklius, vožtuvus ir vamzdelius. Atvirkštinio osmoso siurblio montavimas atliekamas atskirai. Jis montuojamas ant reagento bako naudojant laikiklį, po kurio sumontuota reagento įsiurbimo linija ir lygio jutiklis bake. Ši technologinė įranga leidžia pailginti membranų tarnavimo laiką ir sumažinti priežiūros išlaidas. Antikalantas (nusėdimo inhibitorius) dedamas į vandenį, kurio koncentracija yra 2-5 mg/l.

Rekomenduojamos schemos

Yra keletas pramoninių atvirkštinio osmoso įrenginių išdėstymo variantų, kurie parenkami atsižvelgiant į š altinio vandens savybes:

1. Iš šulinio ištekančio mineralizuoto vandens valymas: šiurkštus filtras (CSF) – atvirkštinio osmoso įrenginys (ROO).
2. Vandens, kuriame yra daug geležies, suspensijų, aukštos spalvos, valymas: CSF - mechaniniai užpildymo filtrai (per filtro apkrovos sluoksnį) - sorbciniai valymo filtrai - UOO.
3. Didelės mineralizacijos vandens valymas: CSF – ultrafiltravimas (vandens minkštinimas) – sorbciniai valymo filtrai – UOO.

Pagrindinės funkcijos

Įdiegimai skiriasi keliais pagrindiniais būdais:

• Srauto per membraną grynumas (80–99, 8%).
• Osmosinės membranos porų dydis (sunkioms organinėms dalelėms pašalinti nereikia itin smulkių membranų).
• Performance.

Membranos tipaimoduliai

Pagal vietą ir išvaizdą išskiriami šie pagrindiniai membranų tipai:

• Vamzdinis. Membrana yra išilgai vidinio cilindrinio vamzdžio paviršiaus, išvalyto vandens srautas išeina pro šonines angas, o skendinčios dalelės nusėda. Vamzdžių skersmuo dažniausiai yra 4-25 mm, jie dedami į korpusą lygiagrečiai arba nuosekliai. Tokios schemos privalumai – didelis debitas (iki 6 m/s), nereikia išankstinio smulkaus filtravimo, lengva priežiūra. Trūkumai yra dideli matmenys ir didelės apdorojimo išlaidos.
• Pluoštas. Naudojami 0,6-2 mm skersmens tuščiaviduriai pluoštai. Vanduo gali tekėti tiek viduje, tiek išorėje. Kai kuriuose modeliuose pluoštai tvirtinami audinio tinkleliu. Šie membraniniai moduliai atlaiko išorinį ir vidinį slėgį ir gali būti reguliariai praplaunami. Skaidulinės sistemos dažniausiai naudojamos ultrafiltravimui, nes skylės užsikemša didelėmis dalelėmis.
• Lėkštė. Membranos tvirtinamos laikiklio plokštelėje, o pats modulis yra kasetė su stačiakampių rėmelių rinkiniu. Juos lengva surinkti ir valyti, tačiau dėl vingiuotos ir sudėtingos bloko konfigūracijos sumažėja slėgis ir sumažėja įrangos patikimumas.
• Spiralė. Išvalyto vandens (permeato) membranos ir imtuvai yra apvynioti keliais sluoksniais aplink centrinį kolektoriaus vamzdelį. Tokie moduliai yra kompaktiškiausipalyginti su kitais tipais, bet labai jautrūs užteršimui.

Plokščios membranos dažniausiai gaminamos iš celiuliozės acetato arba poliamido plėvelių.

Veikimo principas

Pramoninio atvirkštinio osmoso įrenginio veikimo principas yra toks:

1. Išankstinis valymas pirminiuose filtruose.
2. Vanduo aukšto slėgio siurbliu tiekiamas į membraninį modulį, kur jis padalijamas į 2 srautus – išgrynintą skystį ir didelio druskingumo koncentratą.
3. Išvalyto vandens išėjimas iš atvirkštinio osmoso įrenginio, išmatuojamas jo srautas, surenkamas į konteinerį.
4. Koncentrato išleidimas į kanalizaciją arba nukreipimas į siurblio įvadą (pakartotinis apdorojimo perdirbimas).

Jei nepriimtinai padidėja priešslėgis, įjungiama relė, kuri išjungia instaliaciją. Tas pats nutinka ir pripildžius išvalyto vandens surinkimo baką (lygio jungiklį). Membranos praplovimas prasideda automatiškai.

Vandens ruošimas

Atvirkštinio osmoso membranos technologija reiškia, kad š altinio skystyje beveik visiškai nėra mechaninių priemaišų. Pramoninis vandens valymas šiuo atveju yra neefektyvus, nes gabenant vandenį vamzdynais į jį patenka pašalinių dalelių. Todėl atvirkštinio osmoso sistemoje turi būti išankstiniai filtrai prie membranos bloko įėjimo.

Tokia įranga dažniausiai gaminama universaliaidizaino ir susideda iš mažiausiai 3 tipų filtrų: stambiųjų ir smulkiųjų, taip pat organinių medžiagų surinkimo (sorbciniai filtrai). Papildomos galimybės yra ultrafiltravimo, geležies šalinimo ir skaidrinimo sistemos. Nenaudojant šio įrenginio darbinės membranos greitai užsikemša, todėl sumažėja atvirkštinio osmoso proceso efektyvumas.

Įdiegimas ir paleidimas

Pagal montavimo instrukcijas atvirkštinis osmosas turi būti įrengtas patalpose. Šie įrenginiai nėra skirti naudoti lauke.

Montavimo darbai atliekami tokia tvarka:

• reagentų sistemos įdiegimas;
• vamzdynų, skirtų žaliaviniam vandeniui tiekti ir išvalytam vandeniui priimti, sujungimas;
• valdiklio programavimas (didžiausios leistinos elektros laidumo reikšmės, vandens temperatūros nustatymas, membranų plovimo trukmė prieš darbo ciklą, laiko intervalas tarp jų valymo ir kiti parametrai);
• Veikimo tikrinimas rankiniu režimu (atidaromas vandens tiekimas, išvalyto skysčio ir koncentrato išleidimo čiaupai, įjungiamas aukšto slėgio siurblys);
• perkelkite įrenginį į automatinį režimą.