Industriële omgekeerde osmose-installatie: regels, installatie-instructies, filters en werkingsprincipe

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Industriële installaties voor omgekeerde osmose worden gekenmerkt door een hoge mate van waterzuivering en lage bedrijfskosten. Het belangrijkste element van de werkmodule is een blok membranen waardoor vloeistof wordt geleid. De gecreëerde overdruk draagt bij aan het proces van omgekeerde osmose - de stroom van "oplosmiddel" (zuiver water) door het membraan. In tegenstelling tot traditionele chemische ontzilting is deze technologie milieuvriendelijker, omdat er geen agressieve reagentia voor nodig zijn.

Bestemming

Industriële installaties voor omgekeerde osmose worden gebruikt om water te zuiveren van minerale zouten met het doel het verder te gebruiken in industriële, commerciële en huishoudelijke doeleinden. Deze technologie is veelbelovend, omdat u hiermee zeer kleine deeltjes uit de vloeistof kunt verwijderen - tot 0,0001 micron (calcium- en magnesiumzouten die de waterhardheid, sulfaten, nitraten, kleurstofmoleculen beïnvloeden).

Waterzuivering door deze methode wordt gebruikt ingebieden zoals:

• vermindering van de hoeveelheid zouten in water dat wordt gewonnen uit lokale bovengrondse (bronnen, rivieren, meren) en ondergrondse bronnen;
• ontzilting van (brak) zeewater;
• voorbereiding van oplossingen voor technologische processen;
• waterbehandeling van ketelhuizen en ketelinstallaties;
• afwerking afvalwaterzuivering in een gesloten watercircuit;
• desinfectie van water voor medische doeleinden;
• voedingsindustrie - verduidelijking, stabilisatie en concentratie van sappen, frisdranken en wijnen.

Industriële installaties voor omgekeerde osmose maken meestal deel uit van tweetrapszuiveringssystemen. In de eerste fase ondergaat de vloeistof mechanische filtratie, waardoor grotere deeltjes worden verwijderd.

Essentie van technologie

Het werkingsprincipe van de omgekeerde osmose-installatie is dat de te zuiveren vloeistof door semi-permeabele membranen wordt geleid die moleculen geheel of gedeeltelijk opsluiten. Bij directe osmose stroomt water naar de oplossing. Als je in de eerste samenstelling druk uitoefent boven de evenwichts (osmotische) waarde, dan zal het water in de tegenovergestelde richting bewegen. Dit zorgt voor de selectiviteit van de reiniging.

Het benodigde drukniveau in de omgekeerde osmose filterinstallatie is afhankelijk van de zoutconcentratie (hoe hoger, hoe hoger de druk). Dus bij een mineralisatie van 20-30 g/l is het 5-10 MPa. Reinigingsapparatuur kan zijn eigen druk gebruikenindustriële watervoorzieningssystemen of verhoogde middendruk (gebruik van pompen). Het type membraan beïnvloedt de mate van zuiverheid van water. Wanneer het verstopt raakt, verliest het systeem zijn effectiviteit, dus het is noodzakelijk om op tijd onderhoud aan dit apparaat uit te voeren.

Pakket

De belangrijkste componenten van industriële installaties voor omgekeerde osmose zijn:

• basis (standaard);
• prefine filter (waterbehandelingsapparatuur);
• membraanunits (hun aantal wordt bepaald op basis van de prestaties van één unit en de gehele installatie als geheel);
• hogedrukpompen om de nodige verschildruk te leveren;
• leidingen met instrumentatie en kleppen;
• spoeleenheid voor membraanreiniging;
• elektrische schakelkast en controllers.

Moderne units hebben een modulair ontwerp, waardoor eindmontage ter plaatse mogelijk is met geselecteerde specificaties die indien nodig kunnen worden gewijzigd. De hoofdeenheid zijn drukvaten met omgekeerde osmose-membranen. Bovendien kan de installatie van een omgekeerde osmose-installatie worden uitgerust met de volgende soorten apparatuur:

• waterbehandelingssysteem voor osmotische behandeling;
• capaciteit van pure of originele vloeistof;
• verzendsysteem.

De apparatuur kan ook een systeem voor inhibitie bevattenafzettingen van zouten (carbonaten, sulfaten en fosfaten) op membranen, waaronder een doseerpomp voor reagenstoevoer, niveausensoren, kleppen en buizen. Installatie van de omgekeerde osmosepomp wordt apart uitgevoerd. Deze wordt met een beugel op de reagenstank gemonteerd, waarna de reagensinlaatleiding en de niveausensor in de tank worden gemonteerd. Met deze technologische uitrusting kunt u de levensduur van de membranen verlengen en de onderhoudskosten verlagen. Antiscalant (sedimentatieremmer) wordt toegevoegd aan water in een concentratie van 2-5 mg/l.

Aanbevolen schema's

Er zijn verschillende lay-outopties voor industriële omgekeerde osmose-installaties, die worden geselecteerd afhankelijk van de eigenschappen van het bronwater:

1. Behandeling van gemineraliseerd water afkomstig uit de bron: grof filter (CSF) - omgekeerde osmose-eenheid (ROO).
2. Zuivering van water met een hoog ijzergeh alte, suspensies, hoge kleur: CSF - mechanische opvulfilters (door een laag filterbelasting) - sorptiezuiveringsfilters - UOO.
3. Waterbehandeling met hoge mineralisatie: CSF - ultrafiltratie (waterontharding) - sorptiezuiveringsfilters - UOO.

Belangrijkste kenmerken

Installaties variëren op verschillende belangrijke manieren:

• Zuiverheid van de stroom door het membraan (80-99, 8%).
• De poriegrootte van het osmotische membraan (er zijn geen extra fijne membranen nodig om zware organische deeltjes te verwijderen).
• Prestaties.

Soorten membraanmodules

De volgende hoofdtypen membranen onderscheiden zich door locatie en uiterlijk:

• Tubulair. Het membraan bevindt zich langs het binnenste cilindrische oppervlak van de pijp, de stroom gezuiverd water verlaat de zijgaten en zwevende deeltjes bezinken. De diameter van de buizen ligt meestal in het bereik van 4-25 mm, ze worden parallel of in serie in de behuizing geplaatst. De voordelen van een dergelijk schema zijn een hoog debiet (tot 6 m/s), geen voorafgaande fijnfiltratie en eenvoudig onderhoud. Nadelen zijn onder meer grote afmetingen en hoge verwerkingskosten.
• Vezel. Er worden holle vezels met een diameter van 0,6-2 mm gebruikt. Water kan zowel binnen als buiten stromen. In sommige modellen worden de vezels vastgezet met een stoffen gaas. Deze membraanmodules zijn bestand tegen externe en interne druk en kunnen regelmatig worden teruggespoeld. Vezelsystemen worden voornamelijk gebruikt voor ultrafiltratie omdat de gaten verstopt raken met grote deeltjes.
• Plaatje. De membranen zijn bevestigd in een houderplaat en de module zelf is een cassette met een set rechthoekige frames. Ze zijn eenvoudig te monteren en schoon te maken, maar de kronkelige en complexe configuratie van het blok resulteert in drukdalingen en vermindert de betrouwbaarheid van de apparatuur.
• Spiraal. De membranen en ontvangers van gezuiverd water (permeaat) zijn in meerdere lagen om de centrale verzamelbuis gewikkeld. Dergelijke modules zijn het meest compact in termen van:vergeleken met andere soorten, maar zeer gevoelig voor vervuiling.

Vlakke membranen worden meestal gemaakt van celluloseacetaat of polyamidefilms.

Werkingsprincipe

Het werkingsprincipe van een industriële omgekeerde osmose-installatie is als volgt:

1. Voorreiniging in voorfilters.
2. Water wordt door een hogedrukpomp naar de membraanmodule gevoerd, waar het wordt verdeeld in 2 stromen - gezuiverde vloeistof en concentraat met een hoog zoutgeh alte.
3. Uitlaat gezuiverd water uit de omgekeerde osmose-eenheid, meet de stroom en verzamel het in een container.
4. Los het concentraat in het riool of leid het naar de pompinlaat (herhaalde behandeling recycling).

In geval van een onaanvaardbare toename van de tegendruk, wordt een relais geactiveerd dat de installatie uitschakelt. Hetzelfde gebeurt wanneer de opvangtank voor behandeld water (niveauschakelaar) wordt gevuld. Membraanspoeling start automatisch.

Waterbereiding

Omgekeerde osmose-membraantechnologie gaat uit van de bijna volledige afwezigheid van mechanische onzuiverheden in de bronvloeistof. Industriële waterzuivering is in dit geval inefficiënt, omdat er vreemde deeltjes in komen bij het transporteren van water door pijpleidingen. Daarom moet het omgekeerde-osmosesysteem voorfilters bevatten bij de inlaat naar de membraaneenheid.

Dergelijke apparatuur wordt meestal gemaakt in een universeleontwerp en bestaat uit minimaal 3 typen filters: grove en fijne filters, alsmede voor het opvangen van organische stoffen (sorptiefilters). Extra opties zijn ultrafiltratie, ontijzering en zuiveringssystemen. Als dit apparaat niet wordt gebruikt, raken de werkmembranen snel verstopt, waardoor de efficiëntie van het omgekeerde osmoseproces wordt verminderd.

Installatie en inbedrijfstelling

Volgens de installatie-instructies moet omgekeerde osmose binnenshuis worden geïnstalleerd. Deze units zijn niet ontworpen voor gebruik buitenshuis.

Het installatiewerk wordt in de volgende volgorde uitgevoerd:

• installatie van reagenssysteem;
• verbinding van pijpleidingen voor het leveren van ruw water en het ontvangen van behandeld water;
• programmering van de controller (instelling van de maximaal toelaatbare waarde van elektrische geleidbaarheid, watertemperatuur, de duur van het wassen van de membranen vóór de werkcyclus, het tijdsinterval tussen hun reiniging en andere parameters);
• Controleren van de werking in handmatige modus (openen van de bronwatertoevoer, de kranen voor de uitlaat van de gezuiverde vloeistof en concentraat, aanzetten van de hogedrukpomp);
• zet het apparaat over naar de automatische modus.