Instalație industrială de osmoză inversă: reguli, instrucțiuni de instalare, filtre și principiu de funcționare

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Instațiile industriale de osmoză inversă se caracterizează printr-un grad ridicat de purificare a apei și costuri de operare reduse. Elementul principal al modulului de lucru este un bloc de membrane prin care trece fluidul. Excesul de presiune creat contribuie la procesul de osmoză inversă - fluxul de „solvent” (apă pură) prin membrană. Spre deosebire de desalinizarea chimică tradițională, această tehnologie este mai ecologică, deoarece nu necesită utilizarea de reactivi agresivi.

Destinație

Instațiile industriale de osmoză inversă sunt folosite pentru purificarea apei din sărurile minerale în scopul utilizării ulterioare a acesteia în scopuri industriale, comerciale și casnice. Această tehnologie este foarte promițătoare, deoarece vă permite să eliminați particule foarte mici din lichid - până la 0,0001 microni (săruri de calciu și magneziu care afectează duritatea apei, sulfați, nitrați, molecule de colorant).

Purificarea apei prin această metodă este utilizată înzone precum:

• reducerea cantității de săruri din apele extrase din suprafața locală (izvoare, râuri, lacuri) și sursele subterane;
• desalinizarea apei de mare (salmastre);
• pregătirea soluțiilor pentru procese tehnologice;
• tratarea apei pentru cazane și centrale termice;
• finisarea epurării apelor uzate într-un circuit închis de apă;
• dezinfectarea apei în scopuri medicale;
• industria alimentară - clarificare, stabilizare și concentrare a sucuri, băuturi răcoritoare și vinuri.

Cel mai adesea, instalațiile industriale de osmoză inversă fac parte din sistemele de purificare în două etape. În prima etapă, lichidul trece printr-o filtrare mecanică, care elimină particulele mai mari.

Esența tehnologiei

Principiul de funcționare al instalației de osmoză inversă este ca lichidul de purificat să fie trecut prin membrane semi-permeabile care captează complet sau parțial molecule. Cu osmoză directă, apa curge spre soluție. Dacă aplicați presiune în prima compoziție peste valoarea de echilibru (osmotică), atunci apa se va deplasa în direcția opusă. Acest lucru asigură selectivitatea curățării.

Nivelul de presiune necesar în instalația filtrului cu osmoză inversă depinde de concentrația de săruri (cu cât este mai mare, cu atât presiunea este mai mare). Deci, cu o mineralizare de 20-30 g/l, este de 5-10 MPa. Echipamentul de curățare își poate folosi propria presiunesisteme industriale de alimentare cu apă sau presiune medie crescută (utilizarea pompelor). Tipul de membrană afectează gradul de puritate al apei. Când se înfundă, sistemul își pierde eficacitatea, așa că este necesar să efectuați întreținerea acestei unități la timp.

Pachet

Principalele componente ale instalațiilor industriale de osmoză inversă sunt:

• bază (suport);
• filtru prefine (echipament de tratare a apei);
• unități cu membrană (numărul acestora este determinat pe baza performanței unei unități și a întregii instalații în ansamblu);
• pompe de în altă presiune pentru a asigura presiunea diferențială necesară;
• conducte cu instrumente și supape;
• unitate de spălare pentru curățarea membranei;
• dulap electric de comandă și controlere.

Unitățile moderne au design modular, permițând asamblarea finală la fața locului cu specificații selectate care pot fi modificate dacă este necesar. Unitatea principală sunt vase sub presiune cu membrane de osmoză inversă. În plus, instalarea unui sistem de osmoză inversă poate fi echipată cu următoarele tipuri de echipamente:

• sistem de tratare a apei înainte de tratamentul osmotic;
• capacitate de lichid pur sau original;
• sistem de expediere.

Echipamentul poate include și un sistem de inhibițiedepuneri de săruri (carbonați, sulfați și fosfați) pe membrane, care include o pompă de dozare pentru alimentarea cu reactiv, senzori de nivel, supape și tuburi. Instalarea pompei de osmoză inversă se realizează separat. Se montează pe rezervorul de reactiv folosind un suport, după care se montează linia de admisie a reactivului și senzorul de nivel din rezervor. Acest echipament tehnologic vă permite să prelungiți durata de viață a membranelor și să reduceți costurile de întreținere. În apă se adaugă anticalcant (inhibitor de sedimentare) la o concentrație de 2-5 mg/l.

Scheme recomandate

Există mai multe opțiuni de amenajare pentru instalațiile industriale de osmoză inversă, care sunt selectate în funcție de proprietățile sursei de apă:

1. Tratamentul apei mineralizate provenite din puț: filtru grosier (CSF) - unitate de osmoză inversă (ROO).
2. Purificarea apei cu conținut ridicat de fier, suspensii, culoare ridicată: CSF - filtre de umplere mecanice (printr-un strat de încărcare a filtrului) - filtre de purificare prin sorbție - UOO.
3. Tratament de apă cu mineralizare ridicată: LCR - ultrafiltrare (dedurizarea apei) - filtre de purificare prin sorbție - UOO.

Funcții cheie

Instalările variază în mai multe moduri cheie:

• Puritatea fluxului prin membrană (80-99, 8%).
• Dimensiunea porilor membranei osmotice (nu sunt necesare membrane extra fine pentru a îndepărta particulele organice grele).
• Performanță.

Tipuri de membranămodule

Următoarele tipuri principale de membrane se disting prin locație și aspect:

• Tubular. Membrana este situată de-a lungul suprafeței cilindrice interioare a țevii, fluxul de apă purificată iese prin găurile laterale, iar particulele în suspensie se așează. Diametrul tuburilor este cel mai adesea în intervalul 4-25 mm, acestea sunt plasate în carcasă în paralel sau în serie. Avantajele unei astfel de scheme sunt un debit mare (până la 6 m/s), nu este nevoie de filtrare prealabilă fină și întreținere ușoară. Dezavantajele includ dimensiuni mari și costuri mari de procesare.
• Fibră. Se folosesc fibre goale cu un diametru de 0,6-2 mm. Apa poate curge atât în interior, cât și în exterior. La unele modele, fibrele sunt fixate cu o plasă de material textil. Aceste module cu membrană rezistă la presiunea externă și internă și pot fi spălate în mod regulat. Sistemele de fibre sunt utilizate în principal pentru ultrafiltrare, deoarece găurile se înfundă cu particule mari.
• Plate. Membranele sunt fixate într-o placă suport, iar modulul în sine este o casetă cu un set de rame dreptunghiulare. Sunt ușor de asamblat și de curățat, dar configurația sinuoasă și complexă a blocului are ca rezultat căderi de presiune și reduce fiabilitatea echipamentului.
• Spirală. Membranele și recipientele de apă purificată (permeat) sunt înfășurate în mai multe straturi în jurul tubului colector central. Astfel de module sunt cele mai compacte din punct de vedere alcomparativ cu alte tipuri, dar foarte sensibil la contaminare.

Membranele plate sunt cel mai adesea realizate din acetat de celuloză sau folii de poliamidă.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al unei instalații industriale de osmoză inversă este următorul:

1. Pre-curățare în prefiltre.
2. Apa este furnizată de o pompă de în altă presiune către modulul de membrană, unde este împărțită în 2 fluxuri - lichid purificat și concentrat cu o salinitate ridicată.
3. Ieșirea apei purificate din unitatea de osmoză inversă, măsurarea debitului acesteia, colectarea într-un recipient.
4. Descărcarea concentratului în canalizare sau direcționarea acestuia către admisia pompei (reciclare repetată a tratamentului).

În cazul creșterii inacceptabile a contrapresiunii, se activează un releu care oprește instalația. Același lucru se întâmplă atunci când rezervorul de colectare a apei tratate (comutator de nivel) este umplut. Spălarea membranei începe automat.

Pregătirea apei

Tehnologia membranei cu osmoză inversă presupune absența aproape completă a impurităților mecanice în lichidul sursă. Purificarea apei industriale în acest caz este ineficientă, deoarece particulele străine intră în ea atunci când transportă apa prin conducte. Prin urmare, sistemul de osmoză inversă trebuie să includă prefiltre la intrarea în unitatea cu membrană.

Un astfel de echipament este de obicei realizat într-un mod universalproiectat si este format din cel putin 3 tipuri de filtre: filtre grosiere si fine, precum si pentru colectarea substantelor organice (filtre de sorbtie). Opțiuni suplimentare sunt sistemele de ultrafiltrare, de îndepărtare a fierului și de clarificare. Neutilizarea acestei unități face ca membranele de lucru să se înfunde rapid, reducând eficiența procesului de osmoză inversă.

Instalarea și punerea în funcțiune

Conform instrucțiunilor de instalare, osmoza inversă trebuie instalată în interior. Aceste unități nu sunt proiectate pentru utilizare în exterior.

Lucrările de instalare sunt efectuate în următoarea ordine:

• instalarea sistemului de reactiv;
• conexiunea conductelor pentru alimentarea cu apă brută și primirea apei tratate;
• programarea controlerului (setarea valorii maxime admisibile a conductibilității electrice, a temperaturii apei, a duratei de spălare a membranelor înainte de ciclul de lucru, a intervalului de timp dintre curățarea acestora și alți parametri);
• Verificarea functionarii in regim manual (deschiderea sursei de alimentare cu apa, robinetele de evacuare a lichidului purificat si a concentratului, pornirea pompei de in alta presiune);
• transferă unitatea în modul automat.