Operação do sistema de osmose reversa e tratamento de incrustação de membrana

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15 dez 2022

Operação do sistema de osmose reversa e tratamento de incrustação de membrana


A tecnologia de osmose reversa usa principalmente a diferença de pressão em ambos os lados da membrana como o poder de realizar a separação e filtração da membrana. É uma tecnologia de separação por membrana de economia de energia muito avançada e eficaz.
Fundamentos e vantagens do RO

A membrana de osmose reversa é o componente central da tecnologia de osmose reversa. É uma membrana semipermeável artificial com certas características. É feito de materiais poliméricos e simula materiais biológicos de membrana semipermeável.

O sistema de osmose reversa, também conhecido como osmose reversa, é uma operação de separação por membrana que usa a diferença de pressão como força motriz para separar solventes de soluções aquosas e é um processo de filtragem de impurezas da água. Por ser oposta à direção da infiltração natural, é chamada de osmose reversa.

O princípio técnico é aplicar pressão em um lado da membrana sob a ação de uma pressão maior que a osmótica da solução. Quando a pressão excede sua pressão osmótica, o solvente penetra na direção oposta para separar essas substâncias da água. O solvente obtido no lado de baixa pressão da membrana é chamado de permeado; A solução concentrada no lado de alta pressão é chamada de concentrado.

Se a tecnologia de osmose reversa for usada para tratar a água do mar, a água doce é obtida no lado de baixa pressão da membrana e a salmoura é obtida no lado de alta pressão. A pressão de osmose reversa pode ser usada para atingir o objetivo de separação, extração, purificação e concentração.
A osmose reversa é uma tecnologia de tratamento de água que usa separação por membrana, que pertence ao método físico de filtragem de fluxo cruzado. Suas vantagens são as seguintes:
· À temperatura ambiente, contando com a pressão da água como força motriz, o custo operacional é baixo;

· Nenhuma grande quantidade de descarga de resíduos ácidos e álcalis, nenhuma poluição para o meio ambiente;

· O sistema é simples, fácil de operar e altamente automatizado;

· Possui uma grande faixa de adaptabilidade à qualidade da água bruta e a qualidade da água efluente é estável;

· O equipamento ocupa uma área pequena e a carga de trabalho de manutenção é pequena.

 
Processo básico de tratamento de água RO
Primeiro, um estágio de um processo de tratamento em um estágio. Depois que o líquido entra no módulo de membrana, a água pura e o líquido concentrado são retirados. Comparado com outros processos de tratamento de água por osmose reversa, o processo geral desse processo é mais conveniente e fácil de operar, mas tem altas limitações e não pode atender a requisitos mais altos de qualidade da água.

Em segundo lugar, processo de tratamento em vários estágios de um estágio. Com base no processo de tratamento de um estágio e um estágio, o líquido é concentrado em várias etapas. Comparado com o processo de tratamento de um estágio e um estágio, a complexidade desse processo é maior, o que pode atender a requisitos mais altos de qualidade da água e realizar a reciclagem de recursos hídricos.

Terceiro, processo de tratamento em dois estágios e um estágio. No caso em que é difícil atender aos requisitos reais de qualidade da água usando o método primário, o processo de tratamento secundário e de um estágio pode ser usado. Comparado com os dois processos de primeiro estágio acima, o uso do processo de tratamento de um estágio de segundo estágio pode prolongar a vida útil da aplicação da membrana de osmose reversa e não requer muita operação de mão de obra, e o custo de tratamento correspondente também é reduzido.

Aplicação de RO no tratamento de água
Tratamento avançado de esgoto urbano

No tratamento avançado da poluição da água urbana, a tecnologia de osmose reversa pode aumentar a taxa de recuperação de esgoto e é amplamente utilizado.

Existem diferenças nos efeitos do tratamento avançado da poluição da água produzida por membranas de osmose reversa de diferentes materiais. De um modo geral, no tratamento avançado da poluição da água urbana, após o esgoto doméstico dos residentes urbanos ter sido tratado de acordo com o padrão, os requisitos para a qualidade da água tratada são maiores (como água de reúso). Neste momento, membrana de fibra oca de triacetato de celulose, filme composto de álcool polivinílico enrolado em espiral pode ter um efeito melhor.

Em comparação com as membranas de osmose reversa feitas de outros materiais, as membranas de osmose reversa dos dois materiais acima têm uma taxa de retenção de 100% para bactérias coliformes fecais, uma cromaticidade não superior a 1 grau e um permeado de 1mg/L~2mg/L. Ao mesmo tempo, as membranas de osmose reversa desses dois materiais têm maior fluxo de água e maior capacidade antipoluição.

Tratamento de Águas Residuais Industriais

1) Lidando com íons de metais pesados

A aplicação da tecnologia de tratamento de água por osmose reversa ao tratamento de águas residuais industriais tem um efeito muito bom, que está de acordo com o princípio geral do projeto de economia industrial e racionalidade, e pode reduzir o consumo de energia, custos operacionais e dificuldade de operação e gerenciamento.

O dispositivo de osmose reversa usado para tratamento de águas residuais industriais é geralmente um tubo de pressão interno ou componente do tipo rolo. A pressão é geralmente estável em cerca de 218MPa, e o efeito é excelente na recuperação de íons de metais pesados. Entre eles, a pressão operacional do dispositivo de osmose reversa baseado em componentes tubulares de pressão interna é estável em 217MPa. Neste momento, a taxa de recuperação de níquel está acima de 99% e a taxa de separação de níquel está na faixa de 97,12% ~ 97,17%.

2) Tratamento de águas residuais oleosas

De um modo geral, o óleo em águas residuais oleosas existe principalmente em três formas, incluindo óleo emulsionado, óleo disperso e óleo flutuante. Em comparação, os métodos de tratamento de dispersão de óleo e óleo flutuante são relativamente simples. Depois de contar com a separação mecânica, precipitação e adsorção de carvão ativado, o conteúdo do óleo correspondente pode ser bastante reduzido. No entanto, para o óleo emulsionado, ele contém matéria orgânica, que pode desempenhar o papel de surfactante, e o óleo geralmente existe em partículas do tamanho de mícrons, por isso tem estabilidade extremamente alta e é difícil realizar a separação água-óleo de forma eficaz e rápida.

Com o apoio da tecnologia de tratamento de água por osmose reversa, a concentração e a separação podem ser alcançadas sem destruir a emulsão e, em seguida, o líquido concentrado é incinerado e o permeado é reciclado ou descarregado.

Nesta fase, no tratamento de águas residuais oleosas, devido à consideração do efeito final do tratamento e da qualidade do efluente, a tecnologia de tratamento de água por osmose reversa é geralmente usada em combinação com outros métodos de tratamento. Por exemplo, o DEMUL-B1 auto-preparado é usado como um desemulsificante para desemulsionar águas residuais de acabamento de fiação O/W de alta concentração e, em seguida, a amostra de água desemulsificada é tratada com a membrana de osmose reversa SE da OSMONICS. Os resultados mostram que a taxa de remoção de DQO chega a 99,96% e o teor de óleo é quase indetectável na água purificada após o tratamento de "desemulsificação-osmose reversa".

Água salobra dessalinizada

No processo de dessalinização da água salobra, Ao introduzir a tecnologia de tratamento de água por osmose reversa, ela pode efetivamente suprimir íons de sal inorgânicos, como íons de magnésio e íons de cálcio contidos na água salgada, e realizar a melhoria da qualidade da água pura.

Nesta fase, os requisitos das pessoas para a qualidade da água pura estão aumentando, e o método de tratamento original (adição de anti-incrustante à água salgada) é difícil de atender às necessidades reais das pessoas, e a introdução da tecnologia de tratamento de água por osmose reversa é uma escolha inevitável.

Na operação de dessalinização de água salobra usando dispositivos de osmose reversa, é necessário testar regularmente o índice SDI, controlar rigorosamente a taxa de recuperação, prestar atenção à diferença de pressão entre os módulos de membrana e medir as mudanças na produção de água e na taxa de dessalinização em tempo real. Na prática, a taxa de dessalinização do dispositivo de osmose reversa é estável acima de 96%, e a qualidade da água após a dessalinização atende ao padrão de água potável doméstica.

 
Como lidar com a incrustação da membrana RO
A incrustação da membrana refere-se às partículas, partículas coloidais ou macromoléculas de soluto no líquido de alimentação em contato com a membrana, que é causada por interações físicas e químicas com a membrana ou polarização da concentração, de modo que a concentração de certos solutos na superfície da membrana excede sua solubilidade e ação mecânica. A adsorção e a deposição na superfície da membrana ou nos poros da membrana fazem com que o tamanho dos poros da membrana se torne menor ou entupido, resultando em um fenômeno de mudança irreversível que reduz significativamente o fluxo da membrana e as características de separação.
 
Contaminação microbiana

1) Causas

A incrustação microbiana refere-se ao fenômeno de que os microrganismos se acumulam na interface membrana-água, afetando assim o desempenho do sistema.

Esses microrganismos usam a membrana de osmose reversa como transportador, dependem dos nutrientes na seção de água concentrada da osmose reversa para se reproduzir e crescer e formam uma camada de biofilme na superfície da membrana de osmose reversa, resultando em um rápido aumento na diferença de pressão entre a água de entrada e saída do sistema de osmose reversa. declínio rápido ao contaminar a água do produto.

O biofilme composto de microrganismos pode degradar direta (por meio da ação de enzimas) ou indiretamente (por meio da ação do pH local ou potencial de redução) polímeros de membrana ou outros componentes da unidade de osmose reversa, resultando em redução da vida útil da membrana, danos à integridade da estrutura da membrana e até mesmo causar grande falha do sistema.

2) Método de controle

A contaminação biológica pode ser controlada pela desinfecção contínua ou intermitente da água afluente. Dispositivos de esterilização e dosagem devem ser instalados para água bruta coletada da superfície e do subsolo raso, e fungicidas à base de cloro devem ser adicionados. A dosagem é geralmente baseada no teor de cloro residual do > afluente 1mg/L.

Poluição química

1) Causas

A poluição química comum é a deposição de incrustações de carbonato no elemento da membrana, a maioria das quais são operações incorretas, sistema de dosagem de inibidores de incrustações imperfeitos, interrupção da dosagem de inibidores de incrustações durante a operação, etc. Se não for descoberto a tempo, a pressão operacional aumentará, a diferença de pressão aumentará e a taxa de produção de água diminuirá em alguns dias. Se o inibidor de incrustação selecionado não corresponder à qualidade da água ou a dosagem for insuficiente, o fenômeno de incrustação da membrana no elemento, a incrustação leve no elemento da membrana pode restaurar sua função por meio da limpeza química e, em casos graves, também fará com que alguns elementos de membrana seriamente poluídos sejam descartados.

2) Método de controle

Para evitar incrustações nos elementos da membrana, primeiro selecione o anti-incrustante de osmose reversa adequado para a qualidade da água da fonte de água do sistema e determine a quantidade de dosagem ideal. Em segundo lugar, fortaleça o monitoramento do sistema de dosagem, preste muita atenção às mudanças sutis nos parâmetros operacionais e descubra as razões das anormalidades a tempo. Além disso, a maioria das razões para o alto teor de Fe3+ na água são causadas pelo sistema de tubulação. Portanto, as tubulações do sistema, incluindo tubulações de fontes de água, usam tubulações de plástico revestidas de aço tanto quanto possível para reduzir o teor de Fe3+.

Material particulado em suspensão e poluição coloidal

1) Causas

Partículas em suspensão e coloides são as principais substâncias que sujam as membranas de osmose reversa, e também são a principal causa do excesso de SDI (índice de densidade de lodo) do efluente.

Devido às diferentes fontes e regiões de água, a composição de partículas suspensas e colóides também é bastante diferente. Geralmente, os principais componentes das águas superficiais não poluídas e das águas subterrâneas rasas são: bactérias, argila, silício coloidal, óxidos de ferro, produtos de ácido húmico e floculantes e coagulantes artificialmente excessivos (como sais de ferro) no sistema de pré-tratamento, sais de alumínio, etc.) etc.

Além disso A combinação de polímeros carregados positivamente na água bruta e anti-incrustantes carregados negativamente em sistemas de osmose reversa para formar precipitados também é uma das causas desse tipo de poluição.

2) Método de controle

Quando o teor de sólidos suspensos na água bruta é superior a 70mg/L, os métodos de pré-tratamento de coagulação, clarificação e filtração são geralmente usados; quando o índice de sólidos suspendidos na água crua é menos do que 70mg/L, o método do pré-tratamento de coagulação e filtração é geralmente usado; Quando <10mg/L, the pretreatment method of Filtragem direta é geralmente usado.

Além disso A microfiltração ou ultrafiltração é um método eficaz para o tratamento por membrana de turbidez e matéria orgânica não dissolvida que surgiu recentemente. Pode remover todos os sólidos suspensos, bactérias, a maioria dos colóides e matéria orgânica não dissolvida. É um processo de pré-tratamento ideal para sistemas de osmose reversa. .

 
Precauções ao usar RO

Durante a aplicação da tecnologia de osmose reversa no tratamento de água, a filtragem necessária do esgoto deve ser realizada. A filtragem é a base para que a tecnologia de osmose reversa desempenhe um papel. O processo de filtração deve ser rigorosamente controlado para evitar que as impurezas entrem no sistema de osmose reversa na água, de modo a proteger a membrana permeável e o equipamento, aumentar a saída de água e reduzir a possibilidade de corrosão.

O dispositivo de osmose reversa deve ser lavado regularmente, especialmente para limpar a balança, manter o bom desempenho da membrana semipermeável e prolongar a vida útil do dispositivo.

Quando o dispositivo de osmose reversa não estiver em uso, ele será afetado pelo esgoto confinante, criando microrganismos. Portanto, durante o período de desligamento do dispositivo, ele precisa ser lavado e desinfetado, e a temperatura durante o período de desligamento deve ser bem ajustada para garantir Proteja a membrana de osmose reversa.

Os operadores devem cumprir rigorosamente os procedimentos operacionais e as especificações operacionais, melhorar continuamente sua qualidade profissional e verificar cuidadosamente o dispositivo antes de usá-lo para evitar danos ao dispositivo devido a erros do operador, garantir que o dispositivo possa operar normalmente e realizar o trabalho de tratamento de esgoto sem problemas.

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