טכנולוגיית אוסמוזה הפוכה משתמשת בעיקר בהפרש הלחצים משני צידי הממברנה ככוח לממש את ההפרדה והסינון של הממברנה. זוהי טכנולוגיה מתקדמת ויעילה מאוד להפרדת ממברנות חסכונית באנרגיה.
יסודות ויתרונות RO
קרום האוסמוזה ההפוכה הוא מרכיב הליבה של טכנולוגיית האוסמוזה ההפוכה. זהו קרום מלאכותי חדיר למחצה עם מאפיינים מסוימים. הוא עשוי מחומרים פולימריים ומדמה חומרי ממברנה ביולוגיים חדירים למחצה.
מערכת אוסמוזה הפוכה, הידועה גם בשם אוסמוזה הפוכה, היא פעולת הפרדת קרום המשתמשת בהפרש לחצים ככוח מניע להפרדת ממסים מתמיסות מימיות, והיא תהליך של סינון זיהומים ממים. מכיוון שהיא הפוכה לכיוון החדירה הטבעית, היא נקראת אוסמוזה הפוכה.
העיקרון הטכני הוא להפעיל לחץ על צד אחד של הממברנה תחת פעולה של לחץ גבוה יותר מהלחץ האוסמוטי של התמיסה. כאשר הלחץ עולה על הלחץ האוסמוטי שלו, הממס יחלחל בכיוון ההפוך כדי להפריד חומרים אלה ממים. הממס המתקבל בצד הלחץ הנמוך של הממברנה נקרא perwaite; התמיסה המרוכזת בצד הלחץ הגבוה נקראת תרכיז.
אם משתמשים בטכנולוגיית אוסמוזה הפוכה לטיפול במי ים, מים מתוקים מתקבלים בצד הלחץ הנמוך של הממברנה, ותמלחת מתקבלת בצד בלחץ גבוה. לחץ האוסמוזה ההפוכה יכול לשמש להשגת המטרה של הפרדה, מיצוי, טיהור וריכוז.
אוסמוזה הפוכה היא טכנולוגיה לטיפול במים באמצעות הפרדת ממברנה, השייכת לשיטה הפיזיקלית של סינון זרימה צולבת. יתרונותיו הם כדלקמן:· בטמפרטורת החדר, בהסתמך על לחץ המים ככוח המניע, עלות התפעול נמוכה;
· אין כמות גדולה של פסולת חומצה ופליטה אלקלית, אין זיהום לסביבה;
· המערכת פשוטה, קלה לתפעול ואוטומטית ביותר;
· יש לו טווח הסתגלות גדול לאיכות מי הגלם, ואיכות מי הקולחין יציבה;
· הציוד תופס שטח קטן, ועומס עבודות התחזוקה קטן.
RO תהליך בסיסי לטיפול במים
ראשית, תהליך טיפול חד שלבי חד שלבי. לאחר שהנוזל נכנס למודול הממברנה, המים הטהורים והנוזל המרוכז נשאבים החוצה. בהשוואה לתהליכי טיפול אחרים במים באוסמוזה הפוכה, התהליך הכולל של תהליך זה נוח וקל יותר לתפעול, אך יש לו מגבלות גבוהות ואינו יכול לעמוד בדרישות איכות מים גבוהות יותר.
שנית, תהליך טיפול רב שלבי חד שלבי. בהתבסס על תהליך טיפול חד שלבי חד שלבי, הנוזל מרוכז במספר שלבים. בהשוואה לתהליך טיפול חד שלבי חד שלבי, מורכבותו של תהליך זה גבוהה יותר, מה שיכול לענות על דרישות איכות מים גבוהות יותר ולממש את מיחזור משאבי המים.
שלישית, תהליך טיפול חד שלבי דו-שלבי. במקרה בו קשה לעמוד בדרישות איכות המים בפועל בשיטה הראשונית, ניתן להשתמש בתהליך הטיפול המשני והחד שלבי. בהשוואה לשני תהליכי השלב הראשון הנ"ל, השימוש בתהליך הטיפול החד שלבי בשלב השני יכול להאריך את חיי היישום של קרום האוסמוזה ההפוכה, ואינו דורש יותר מדי כוח אדם, וגם עלות הטיפול המתאימה מופחתת.
יישום RO בטיפול במים
טיפול מתקדם בשפכים עירוניים
בטיפול מתקדם בזיהום מים עירוני, טכנולוגיית אוסמוזה הפוכה יכולה להגביר את קצב ההתאוששות של שפכים והיא נמצאת בשימוש נרחב.
ישנם הבדלים בהשפעות הטיפול המתקדמות של זיהום מים המיוצר על ידי ממברנות אוסמוזה הפוכה של חומרים שונים. ככלל, בטיפול מתקדם בזיהום מים עירוני, לאחר שהשפכים הביתיים של תושבי הערים טופלו בהתאם לתקן, הדרישות לאיכות המים המטופלים גבוהות יותר (כגון מים מושבים). בשלב זה, קרום סיבים חלולים של תאית טריאצטט, סרט מרוכב אלכוהול פוליוויניל פצע ספירלי יכול לשחק השפעה טובה יותר.
בהשוואה לקרומי אוסמוזה הפוכה העשויים מחומרים אחרים, לקרומי האוסמוזה ההפוכה של שני החומרים הנ"ל יש שיעור שימור של 100% עבור חיידקי קוליפורמים צואתיים, כרומטיות של לא יותר ממעלה אחת, וחדירה של 1mg / L ~ 2mg / L. יחד עם זאת, קרומי האוסמוזה ההפוכה של שני חומרים אלה הם בעלי שטף מים גבוה יותר ויכולת אנטי-זיהום חזקה יותר. טיפול בשפכים תעשייתיים1) התמודדות עם יוני מתכות כבדות
ליישום טכנולוגיית טיפול במים באוסמוזה הפוכה לטיפול בשפכים תעשייתיים יש השפעה טובה מאוד, העולה בקנה אחד עם עקרון התכנון הכולל של כלכלה תעשייתית ורציונליות, ויכולה להפחית את צריכת האנרגיה, עלויות התפעול והקושי בתפעול ובניהול. מכשיר האוסמוזה ההפוכה המשמש לטיפול בשפכים תעשייתיים הוא בדרך כלל צינור לחץ פנימי או רכיב מסוג גליל. הלחץ יציב בדרך כלל בסביבות 218MPa, וההשפעה מצוינת בהתאוששות יוני מתכת כבדים. ביניהם, לחץ ההפעלה של מכשיר האוסמוזה ההפוכה המבוסס על רכיבי צינור לחץ פנימי יציב ב 217MPa. בשלב זה, שיעור ההתאוששות של ניקל הוא מעל 99%, ושיעור ההפרדה של ניקל הוא בטווח של 97.12% ~ 97.17%.2) טיפול בשפכים שומניים
באופן כללי, נפט בשפכים שומניים קיים בעיקר בשלוש צורות, כולל שמן מתחלב, שמן מפוזר ונפט צף. לעומת זאת, שיטות הטיפול בפיזור נפט ונפט צף פשוטות יחסית. לאחר הסתמכות על הפרדה מכנית, משקעים וספיחת פחמן פעיל, ניתן להפחית מאוד את תכולת השמן המתאים. עם זאת, עבור שמן מתחלב, הוא מכיל חומר אורגני, אשר יכול לשחק את התפקיד של פעילי שטח, ואת השמן קיים בדרך כלל חלקיקים בגודל מיקרון, ולכן יש לו יציבות גבוהה מאוד, וקשה לממש ביעילות ובמהירות הפרדת מים-שמן. עם תמיכה של אוסמוזה הפוכה טכנולוגיית טיפול במים, ריכוז והפרדה ניתן להשיג מבלי להרוס את תחליב, ולאחר מכן הנוזל המרוכז נשרף, ואת חלחול ממוחזר או משוחרר.
בשלב זה, בטיפול בשפכים שומניים, בשל התחשבות באפקט הטיפול הסופי ואיכות הקולחים, נעשה שימוש בדרך כלל בטכנולוגיה לטיפול במים באוסמוזה הפוכה בשילוב עם שיטות טיפול אחרות. לדוגמה, DEMUL-B1 בהכנה עצמית משמש כמתחלב כדי לנטרל שפכים בגימור מסתובב O/W בריכוז גבוה, ולאחר מכן דגימת המים המתחלבים מטופלת בהמשך באמצעות קרום אוסמוזה הפוכה SE של OSMONICS. התוצאות מראות כי שיעור הסרת COD מגיע ל -99.96% ותכולת השמן כמעט בלתי ניתנת לגילוי במים המטוהרים לאחר טיפול "אוסמוזה הפוכה". מים מליחים מותפלים
בתהליך התפלת מים מליחים, על ידי הכנסת טכנולוגיית אוסמוזה הפוכה לטיפול במים, היא יכולה לדכא ביעילות יוני מלח אנאורגניים כגון יוני מגנזיום ויוני סידן הכלולים במי מלח, ולממש את שיפור איכות המים הטהורים.
בשלב זה, הדרישות של אנשים לאיכות המים הטהורים הולכות וגדלות, ושיטת הטיפול המקורית (הוספת נוגד אבנית למים מלוחים) קשה לענות על הדרישות האמיתיות של אנשים, והכנסת טכנולוגיית טיפול במים באוסמוזה הפוכה היא בחירה בלתי נמנעת.
בפעולת ההתפלה של מים מליחים באמצעות מכשירי אוסמוזה הפוכה, יש צורך לבדוק באופן שוטף את מדד SDI, לשלוט בקפדנות בקצב ההתאוששות, לשים לב להפרש הלחצים בין מודולי הממברנה, ולמדוד את השינויים בייצור המים ובקצב ההתפלה בזמן אמת. בפועל, שיעור ההתפלה של מתקן האוסמוזה ההפוכה יציב מעל 96%, ואיכות המים לאחר ההתפלה עומדת בתקן מי השתייה הביתי.
כיצד להתמודד עם עכירת קרום RO
עכירת ממברנה מתייחסת לחלקיקים, חלקיקים קולואידים או מקרומולקולות מומסות בנוזל ההזנה במגע עם הממברנה, אשר נגרמת על ידי אינטראקציות פיזיות וכימיות עם הממברנה או קיטוב ריכוז, כך שריכוז מומסים מסוימים על פני הממברנה עולה על מסיסותו ופעולתו המכנית. ספיחה ושקיעה על פני הממברנה או בנקבוביות הממברנה גורמות לגודל נקבוביות הממברנה להיות קטנות יותר או סתומות, וכתוצאה מכך נוצרת תופעת שינוי בלתי הפיכה המפחיתה משמעותית את שטף הממברנה ואת מאפייני ההפרדה.
זיהום מיקרוביאלי1) סיבות
עכירות מיקרוביאלית מתייחסת לתופעה שמיקרואורגניזמים מצטברים על ממשק הממברנה-מים, ובכך משפיעים על ביצועי המערכת.
מיקרואורגניזמים אלה משתמשים בקרום האוסמוזה ההפוכה כנשא, מסתמכים על חומרי המזון באזור המים המרוכזים של האוסמוזה ההפוכה כדי להתרבות ולגדול, ויוצרים שכבת ביופילם על פני השטח של קרום האוסמוזה ההפוכה, וכתוצאה מכך עלייה מהירה בהפרש הלחצים בין מי הכניסה והיציאה של מערכת האוסמוזה ההפוכה. ירידה מהירה תוך זיהום מי המוצר.
הביופילם המורכב ממיקרואורגניזמים יכול באופן ישיר (באמצעות פעולת אנזימים) או בעקיפין (באמצעות פעולה של pH מקומי או פוטנציאל חיזור) לפרק פולימרים של ממברנות או רכיבים אחרים של יחידת אוסמוזה הפוכה, וכתוצאה מכך לקצר את חיי הממברנה, לפגוע בשלמות מבנה הממברנה, ואף לגרום לכשל מערכתי משמעותי.2) שיטת הבקרה
זיהום ביולוגי יכול להיות נשלט על ידי חיטוי מתמשך או לסירוגין של מים משפיעים. יש להתקין מכשירי עיקור ומינון למים גולמיים הנאספים מפני השטח ורדודים מתחת לאדמה, ולהוסיף קוטלי פטריות מבוססי כלור. המינון מבוסס בדרך כלל על תכולת הכלור השיורית של המשפיע > 1mg / L.זיהום כימי 1) סיבות
הזיהום הכימי הנפוץ הוא שקיעת אבנית פחמתית ביסוד הממברנה, שרובם אינם מבצעיים כהלכה, מערכת מינון מעכבי קנה מידה לא מושלמת, הפרעה במינון מעכבי האבנית במהלך הפעולה ועוד. אם זה לא יתגלה בזמן, לחץ ההפעלה יגדל, הפרש הלחצים יגדל, ואת קצב ייצור המים יקטן בתוך כמה ימים. אם מעכב האבנית שנבחר אינו תואם את איכות המים או שהמינון אינו מספיק, תופעת קנה המידה של הממברנה ביסוד, עכירת אור ביסוד הממברנה יכולה להחזיר את תפקודו באמצעות ניקוי כימי, ובמקרים חמורים, היא גם תגרום לגריטה של כמה יסודות קרום מזוהמים באופן חמור.2) שיטת הבקרה
כדי למנוע עכירות ביסודות הממברנה, ראשית יש לבחור את נוגד האבנית באוסמוזה הפוכה המתאים לאיכות המים של מקור המים במערכת, ולקבוע את כמות המינון האופטימלית. שנית, לחזק את הניטור של מערכת המינון, לשים לב היטב לשינויים עדינים בפרמטרים ההפעלה, ולגלות את הסיבות חריגות בזמן. בנוסף, רוב הסיבות לתכולת Fe3+ הגבוהה במים נגרמות על ידי מערכת הצינורות. לכן, צינורות המערכת, כולל צינורות מקור מים, משתמשים בצינורות פלסטיק מצופים פלדה ככל האפשר כדי להפחית את תכולת Fe3+. חומר חלקיקי מרחף וזיהום קולואידי1) גורמיםחלקיקים מרחפים וקולואידים הם החומרים העיקריים המצחינים קרומי אוסמוזה הפוכה, והם גם הגורם העיקרי לעודף שפכים SDI (מדד צפיפות הבוצה).
בשל מקורות המים והאזורים השונים, הרכב החלקיקים המרחפים והקולואידים שונה למדי. באופן כללי, המרכיבים העיקריים של מים עיליים לא מזוהמים ומי תהום רדודים הם: חיידקים, חרסית, סיליקון קולואידי, תחמוצות ברזל, מוצרי חומצה הומיה, וחומרי קרישה וקרישת יתר מלאכותיים (כגון מלחי ברזל) במערכת הטיפול המקדים, מלחי אלומיניום וכו ') וכו.
נוסף על כך, השילוב של פולימרים בעלי מטען חיובי במי גלם ונוגדי אבנית טעונים שלילית במערכות אוסמוזה הפוכה ליצירת משקעים הוא גם אחד הגורמים לסוג זה של זיהום.2) שיטת הבקרה
כאשר התוכן של מוצקים מרחפים במי גלם הוא יותר מ 70mg / L, שיטות pretreatment של קרישה, בירור וסינון משמשים בדרך כלל; כאשר התוכן של מוצקים מרחפים במי גלם הוא פחות מ 70mg / L, שיטת pretreatment של קרישה וסינון משמש בדרך כלל; מתי
אמצעי זהירות בעת שימוש RO
במהלך היישום של טכנולוגיית אוסמוזה הפוכה בטיפול במים, סינון הכרחי של ביוב צריך להתבצע. סינון הוא הבסיס לטכנולוגיית אוסמוזה הפוכה לשחק תפקיד. תהליך הסינון חייב להיות מבוקר בקפידה כדי למנוע זיהומים להיכנס למערכת אוסמוזה הפוכה במים, כדי להגן על הממברנה החדירה והציוד, להגדיל את תפוקת המים, ולהפחית את האפשרות של קורוזיה.
יש לשטוף את מכשיר האוסמוזה ההפוכה באופן קבוע, במיוחד כדי לנקות את קנה המידה, לשמור על הביצועים הטובים של הממברנה החדירה למחצה ולהאריך את חיי השירות של המכשיר.
כאשר מכשיר האוסמוזה ההפוכה אינו בשימוש, הוא יושפע מהביוב הכלוא, ובכך יגדל מיקרואורגניזמים. לכן, במהלך תקופת הכיבוי של המכשיר, יש לשטוף ולחטא אותו, ויש להגדיר היטב את הטמפרטורה במהלך תקופת הכיבוי כדי להבטיח הגנה על קרום האוסמוזה ההפוכה.
על המפעילים להקפיד על נהלי ההפעלה ומפרטי ההפעלה, לשפר ללא הרף את איכותם המקצועית ולבדוק היטב את המכשיר לפני השימוש כדי למנוע נזק למכשיר עקב טעויות מפעיל, לוודא שהמכשיר יכול לפעול כרגיל ולבצע עבודות טיפול בשפכים בצורה חלקה.
