Индустриална инсталация за обратна осмоза: правила, инструкции за монтаж, филтри и принцип на действие

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Индустриалните инсталации за обратна осмоза се характеризират с висока степен на пречистване на водата и ниски експлоатационни разходи. Основният елемент на работния модул е блок от мембрани, през които преминава течност. Създаденото свръхналягане допринася за процеса на обратна осмоза - потока на "разтворител" (чиста вода) през мембраната. За разлика от традиционното химическо обезсоляване, тази технология е по-екологична, тъй като не изисква използването на агресивни реагенти.

Дестинация

Индустриалните инсталации за обратна осмоза се използват за пречистване на водата от минерални соли с цел по-нататъшното й използване в промишлени, търговски и битови цели. Тази технология е много обещаваща, тъй като ви позволява да отстранявате много малки частици от течността - до 0,0001 микрона (калциеви и магнезиеви соли, които влияят на твърдостта на водата, сулфати, нитрати, молекули на багрилото).

Пречистването на водата по този метод се използва вобласти като:

• намаляване на количеството соли във водите, добивани от местни надземни (извори, реки, езера) и подземни източници;
• обезсоляване на морска (солична) вода;
• изготвяне на решения за технологични процеси;
• водопречистване на котелни и котелни инсталации;
• довършване на пречистването на отпадъчни води в затворен воден кръг;
• дезинфекция на вода за медицински цели;
• хранителната индустрия - избистряне, стабилизиране и концентриране на сокове, безалкохолни напитки и вина.

Най-често промишлените инсталации за обратна осмоза са част от двустепенни системи за пречистване. На първия етап течността се подлага на механична филтрация, която премахва по-големите частици.

Същност на технологията

Принципът на работа на инсталацията за обратна осмоза е, че течността, която се пречиства, преминава през полупропускливи мембрани, които напълно или частично улавят молекулите. При директна осмоза водата тече към разтвора. Ако приложите налягане в първия състав над равновесната (осмотична) стойност, тогава водата ще се движи в обратна посока. Това гарантира селективността на почистването.

Необходимото ниво на налягане в инсталацията на филтъра за обратна осмоза зависи от концентрацията на соли (колкото е по-висока, толкова по-високо е налягането). Така че, при минерализация от 20-30 g/l, тя е 5-10 MPa. Почистващото оборудване може да използва собствено наляганепромишлени водоснабдителни системи или повишено средно налягане (използване на помпи). Видът на мембраната влияе върху степента на чистота на водата. Когато се запуши, системата губи своята ефективност, така че е необходимо да се извърши поддръжка на това устройство навреме.

Пакет

Основните компоненти на промишлените инсталации за обратна осмоза са:

• база (стойка);
• предварителен филтър (оборудване за пречистване на вода);
• мембранни единици (техният брой се определя въз основа на производителността на един блок и цялата инсталация като цяло);
• помпи за високо налягане за осигуряване на необходимото диференциално налягане;
• тръбопроводи с инструменти и клапани;
• уред за промиване за почистване на мембрани;
• електрически контролен шкаф и контролери.

Модерните модули са с модулен дизайн, което позволява окончателно сглобяване на място с избрани спецификации, които могат да бъдат модифицирани, ако е необходимо. Основната единица са съдове под налягане с мембрани за обратна осмоза. Освен това инсталирането на система за обратна осмоза може да бъде оборудвано със следните видове оборудване:

• система за пречистване на вода преди осмотично третиране;
• капацитет на чиста или оригинална течност;
• система за изпращане.

Оборудването може да включва и система за инхибиранеотлагания на соли (карбонати, сулфати и фосфати) върху мембрани, което включва дозираща помпа за подаване на реагент, сензори за ниво, клапани и тръби. Монтажът на помпата за обратна осмоза се извършва отделно. Той се монтира върху резервоара за реагент с помощта на скоба, след което се монтират линията за прием на реагент и сензорът за ниво в резервоара. Това технологично оборудване ви позволява да удължите живота на мембраните и да намалите разходите за поддръжка. Антискалант (инхибитор на утаяване) се добавя към водата в концентрация 2-5 mg/l.

Препоръчани схеми

Има няколко опции за оформление за промишлени инсталации за обратна осмоза, които се избират в зависимост от свойствата на изходната вода:

1. Пречистване на минерализирана вода, идваща от кладенеца: груб филтър (CSF) - блок за обратна осмоза (ROO).
2. Пречистване на вода с високо съдържание на желязо, суспензии, висок цвят: CSF - механични запълващи филтри (през слой от филтърно натоварване) - сорбционни пречистващи филтри - UOO.
3. Пречистване на вода с висока минерализация: CSF - ултрафилтрация (омекотяване на водата) - филтри за сорбционно пречистване - UOO.

Основни характеристики

Инсталациите варират по няколко основни начина:

• Чистота на потока през мембраната (80-99, 8%).
• Размерът на порите на осмотичната мембрана (не са необходими допълнителни фини мембрани за отстраняване на тежки органични частици).
• Изпълнение.

Видове мембранимодули

Следните основни типове мембрани се отличават по местоположение и външен вид:

• Тръбна. Мембраната е разположена по вътрешната цилиндрична повърхност на тръбата, потокът от пречистена вода излиза през страничните отвори и суспендираните частици се утаяват. Диаметърът на тръбите най-често е в диапазона 4-25 mm, те се поставят в корпуса успоредно или последователно. Предимствата на такава схема са висок дебит (до 6 m/s), липса на предварителна фина филтрация и лесна поддръжка. Недостатъците включват големи размери и високи разходи за обработка.
• Влакно. Използват се кухи влакна с диаметър 0,6-2 мм. Водата може да тече както отвътре, така и отвън. При някои модели влакната са фиксирани с мрежа от плат. Тези мембранни модули издържат на външно и вътрешно налягане и могат да се промиват редовно. Системите с влакна се използват главно за ултрафилтрация, тъй като дупките се запушват с големи частици.
• Чиния. Мембраните са фиксирани в държача плоча, а самият модул представлява касета с набор от правоъгълни рамки. Те са лесни за сглобяване и почистване, но извитата и сложна конфигурация на блока води до спадове на налягането и намалява надеждността на оборудването.
• Спирала. Мембраните и приемниците на пречистена вода (пермеат) са обвити на няколко слоя около централната колекторна тръба. Такива модули са най-компактните по отношение нав сравнение с други видове, но много чувствителни към замърсяване.

Плоските мембрани най-често се правят от целулозен ацетат или полиамидни филми.

Принцип на действие

Принципът на работа на индустриална инсталация за обратна осмоза е както следва:

1. Предварително почистване в предварителни филтри.
2. Водата се подава от помпа за високо налягане към мембранния модул, където се разделя на 2 потока - пречистена течност и концентрат с висока соленост.
3. Излизане на пречистена вода от модула за обратна осмоза, измерване на нейния поток, събиране в контейнер.
4. Изхвърляне на концентрата в канализацията или насочването му към входа на помпата (повторно рециклиране на третиране).

При неприемливо повишаване на противоналягането се задейства реле, което изключва инсталацията. Същото се случва, когато резервоарът за събиране на пречистената вода (превключвател за ниво) е напълнен. Промиването на мембраната започва автоматично.

Приготвяне на вода

Мембранната технология за обратна осмоза предполага почти пълната липса на механични примеси в изходната течност. Промишленото пречистване на водата в този случай е неефективно, тъй като чужди частици попадат в нея при транспортиране на вода по тръбопроводи. Следователно системата за обратна осмоза трябва да включва предварителни филтри на входа на мембранния блок.

Такова оборудване обикновено се изработва в универсалдизайн и се състои от поне 3 вида филтри: груби и фини филтри, както и за събиране на органични вещества (сорбционни филтри). Допълнителни опции са ултрафилтрация, системи за отстраняване на желязо и избистряне. Неизползването на това устройство води до бързо запушване на работните мембрани, намалявайки ефективността на процеса на обратна осмоза.

Монтаж и въвеждане в експлоатация

Съгласно инструкциите за монтаж, обратната осмоза трябва да бъде инсталирана на закрито. Тези модули не са предназначени за използване на открито.

Инсталационните работи се извършват в следния ред:

• инсталация на реагентна система;
• свързване на тръбопроводи за подаване на сурова вода и получаване на пречистена вода;
• програмиране на контролера (задаване на максимално допустимата стойност на електропроводимост, температура на водата, продължителност на измиване на мембраните преди работния цикъл, интервал от време между тяхното почистване и други параметри);
• Проверка на работата в ръчен режим (отваряне на източника на водоснабдяване, крановете за изхода на пречистената течност и концентрат, включване на помпата за високо налягане);
• прехвърлете уреда в автоматичен режим.