RO systemaAy isang sistema ng paggamot ng membrane na ginagamit upang maghiwalay ng mga dissolved solutes mula sa tubig, madalas sa patlang ng desalination ng tubig sa dagat upang alisin ang mga asin at iba pang impurities mula sa tubig ng dagat, ngunit din sa mga industriya na boilers, sistema ng inumin ng tubig, produksyon ng parmasyutiko, at iba pang mga patlang.
Nilaon
Ano ang Osmosis?
Upang maunawaan ang mga prinsipyo at proseso ng reverse osmosis, unang maunawaan ang proseso ng osmosis na natural na mangyayari. Ang Osmosis ay isang natural na nagaganap na phenomenon kung saan dalawang solusyon ng iba't ibang konsentrasyon ay pinaghiwalay ng isang semi-permeable membrane (isang membrane) na nagpapahintulot sa mga molekula ng solvent na dumaan at hindi pinapayagan ang mga molekula ng solute na dumaan) At ang mga molekula ng tubig o iba pang mga molekula ng solvent ay lumipas mula sa mas mababang solusyon ng konsentrasyon sa pamamagitan ng semi-permeable membrane sa mas mataas na solusyon ng konsentrasyon. Ang proseso na ito ay natagpuan sa lahat ng lugar sa kalikasan, kung saan ginagamit ito ng mga halaman upang abuso ng tubig at nutrients mula sa lupa, at sa mga tao, kung saan ang mga bato ay gumagamit ng osmosis upang sumisipsip ng tubig mula sa dugo.
Isang simpleng eksperimento upang makatulong sa iyo naintindihan ang kababalaghan ng osmosis. Ipagpalagay na ang isang container ng tubig ng sugar ay nahahati sa dalawang bahagi ng isang membrane, tulad ng isang membrane cell ng hayop. Ang membrane na ito ay maaaring maging permeable sa tubig, ngunit hindi mga molekula ng asukal. Tulad ng ipinapakita sa figure, ang bilog ay inihambing sa asukal. Ang panig ng A ay may mas maraming molekula ng asukal kaysa sa bahagi ng B, na may mas mataas na konsentrasyon. Sa oras na ito, ang membrane, upang mapanatili ang balanse ng konsentrasyon sa pagitan ng dalawang panig, dapat payagan ang A bahagi ng bahagi ng mga molekula ng asukal na lumipat sa bahagi ng B, ngunit ang membrane ay hindi pinapayagan ang mga molekula ng sugar na dumaan sa pamamagitan, kaya upang mapanatili ang balanse, B bahagi ng mga molekula ng tubig lumipat sa kabilang bahagi, dilute ang A bahagi ng konsentrasyon hanggang ang dalawang bahagi ng solute konsentrasyon ay katumbas, at sa wakas, ang eksperimento upang makakuha ng B bahagi ng solusyon ay nabawasan, habang ang bahagi ng A ng dami ay tumaas.
Ano ang Reverse Osmosis?
Ang mga membrane ng osmosis ay nagpapahintulot lamang sa mga molekula ng tubig na dumaan sa pamamagitan ng mga molekula na mas malaki kaysa sa tubig tulad ng mga mineral, Hindi maaaring dumaan ang mga asin at bakterya. Ang Osmosis ay isang natural na pangyayari na hindi nangangailangan ng enerhiya. Nalaman na ang tubig ay maaaring dumaloy mula sa mataas hanggang sa mababang konsentrasyon sa pamamagitan ng paglalagay ng presyon na mas malaki kaysa sa natural osmotic pressure upang itulak ang tubig sa pamamagitan ng tubig. ang osmosis membrane, isang kababalaghan na tinatawag na reverse osmosis.
Halimbawa, ang tubig ng asin at purong tubig ay nasa parehong panig ng isang container na pinaghiwalay ng isang osmosis membrane. Kung ito ay isang natural na phenomenon ng osmosis, ang purong tubig ay magpapalabas sa tubig ng asin hanggang sa ang konsentrasyon ay katumbas sa parehong panig. Gayunpaman, kapag ang isang tiyak na presyon ay inilagay sa bahagi ng brine, ang mga molekula ng tubig sa brine ay lumilipad sa purong bahagi ng tubig upang makamit ang reverse osmosis. Sa pamamagitan ng kababalaghan na ito, ang ideya ng desalination ng tubig sa dagat ay ginawa at ginamit sa patlang ng desalination ng tubig ng dagat upang desalinate at purify ang tubig ng dagat upang makakuha ng sariwang tubig. Matapos ang maraming pananaliksik at pag-unlad ng teknolohiya, ang teknolohiya na ito ay ginagamit ngayon sa mga industriya ng boilers, sistema ng inumin ng tubig, desalination ng tubig sa dagat, produksyon ng gamot, produksyon ng kosmetiko, pagproseso ng pagkain at inumin, at maraming iba pang mga aplikasyon.
Ano ang Reverse Osmosis Membrane?
Ang RO membrane ay isang semi-permeable membrane na nagpapahintulot lamang ng mga molekula ng tubig na dumaan sa pamamagitan, hindi impurities tulad ng organikong bagay, inorganic matter, microorganisms, colloids, at bakterya. Ang membrane na ito ay gumagana sa pamamagitan ng paggamit ng presyon upang maghiwalay ng tubig mula sa isang mataas na konsentrasyon na solutes at filter out impurities tulad ng - mga, microorganisms, at organikong bagay mula sa raw water, na nagreresulta sa mataas na purity water.
Reverse Osmosis Common Impurities & Removal Methods
- Suspended particulate matter: sediment, colloid, atbp., na maaaring madaling maging sanhi ng pag-clogging sa ibabaw ng RO membrane.
Solution: sedimentation tank, flocculant, multi-media filter, activated carbon filter
- Microorganisms: bakterya, virus, algae, atbp.
Solution: bactericides, UV disinfection
- Naalis na organikong bagay: fertilizers, pesticides, protina, amino acids
Solution: pagbabawas ng agent, activated carbon filter
- Naalis na mga inorganikong sangkap: ions ng kalsiyum, magnesium ions at iba pang mga metal ions, carbonates, sulfates, chlorides, mabigat na metal ions, atbp.
Solution: activated carbon filter, ion exchange resin, pagbabawas ng agent, antiscalant, reverse osmosis.
- Residual disinfectant: chlorine, ozone, atbp.
Solution: activated carbon filter, pagbabawas ng agente
Paano Gumagawa ang Reverse Osmosis Systems?
Ang isang mataas na pressure pump ay ginagamit upang mapataas ang presyon sa inlet ng membrane ng RO, sa pagpilit ng sangkap ng tubig sa pamamagitan ng membrane ng RO at pagpapanatili ng halos lahat (95% hanggang 99%) ng mga impurities, na nagreresulta sa purong tubig. Ang dami ng presyon na kinakailangan ay depende sa karumihan ng tubig ng feed at ang uri ng membrane na pinili, at ang malinis na permeate mula sa desalination ay tinatawag na purong tubig, naiwan ang konsentrasyon na ginawa ng tubig na nagdadala ng mga kontaminant at impurities bilang konsentrasyong tubig.
Kasama sa sistema ng RO ang sistema ng raw water pre-filters, membrane purification system, at pagkatapos ng sistema ng paggamot, na maaaring bahagi sa mga sumusunod na bahagi:
Mga pangunahing bahagi ng pabalik na kagamitan sa osmosis
Role of Pretreatment
Dahil sa iba't ibang mga raw water, kumplikadong komposisyon, raw water quality, RO system recovery rate, at iba pang mga malalaking parameter ng proseso, ang pagpili ng angkop na sistema ng pre-filters, ay maaaring mabawasan ang fouling ng membrane ng RO, at pagpapakala, upang maiwasan ang rate ng desalination ng RO membrane at rate ng produksyon ng tubig ng problema ng masyadong mababa.
Ang sumusunod ay isang maikling paglalarawan ng papel ng mga yugto ng pretreatment:
- Tank ng Sedimentation:Alisin ang mga suspensed particle mula sa raw water sa pamamagitan ng natural sedimentation o sa pamamagitan ng pagdaragdag ng flocculant o coagulant tulong upang makatulong sa sedimentation.
- Multi-Media filter at quartz sand filter:Upang alisin ang ilang impurities, colloids, at metal ions.
- Aktibong carbon filter:Adsorption ng mga particulate impurities. Ang aktibong carbon ay maaari ding maging isang nagpapababang agent upang ibalik ang ilang mga sangkap na oxidizing, tulad ng residual chlorine.
- Tank ng tubig softener:Pagtanggal ng mga ionic impurities.
- Mga ahente ng kemikal:Antiscalants upang alisin ang mga ion ng kalsiyum at magnesium, baktericides upang alisin ang bakterya at virus, oxidizers upang mag-disinfect at mag-decompose ng organikong bagay, at pagbabawas ng mga ahente upang ibalik ang mga sangkap ng oxidizing sa tubig.
Kailangan ba ang Analysis ng Kalidad ng tubig?
Ang pagsusuri ng kalidad ng tubig ay isang mahalagang hakbang bago ang anumang proyekto sa paggamot ng tubig. Kasama nito ang paghihirap, alkalinity, TDS, konsentrasyon ng ion, at iba pang data. Ang mga design engineers ay gagamitin ang ulat ng pagsusuri ng kalidad ng tubig na ibinigay upang makabuo ng mga plano sa paggamot ng tubig, parehong upang magtaguyod ng isang makatuwirang programa sa pagpapatakbo upang matiyak ang pagtanggal ng mga impurities upang mabawasan ang fouling ng membrane ng RO fouling phenomenon; upang bumuo ng pinakamahusay na pag-aayos ng membrane upang makamit ang maximum rate ng pagbabalik at desalination rate ng RO system; At upang makilala ang mga potensyal na kontaminant. Maaari din itong makilala ang mga potensyal na kontaminant para sa panahong pag-iingat at pagtanggal. Halimbawa, ang Langelier Stability Index ay isang sukat kung ang tubig ay may tendensya sa scale, na kailangang kalkulahin batay sa data mula sa ulat ng kalidad ng pag-analysis ng tubig upang makamit ang layunin ng pag-iwas sa sukat.
Samakatuwid, isang detalyadong pagsusuri ng kalidad ng tubig bago ipasok ang RO system ay lubos na kinakailangan para sa epektibo at kaligtasan ng buo operasyon ng system.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng 'Pass' at 'Stage' ng Reverse Osmosis
Ang 'Pass' at 'stage' ay dalawang konsepto na madalas na nalilito sa mga sistema ng RO, dito ay isang maikling pagkakaiba.
Sa sistema ng dalawang hakbang, ang konsentrasyong tubig mula sa unang yugto ay nagiging feed water para sa ikalawang yugto, na may layunin na mapataas ang rate ng pagbabalik ng sistema.
Sa sistema ng proseso ng dalawang pass, ang tubig na ginawa mula sa unang proseso ng pass ay magiging feed water mula sa ikalawang proseso ng pass na may layunin na mapabuti ang kalidad ng tubig ng sistema na ginawa sa desalination rate.
Para sa mas detalyadong impormasyon tungkol sa system 'pass' at 'stage' maaari kang bisitanRO membrane arrangemente
Desalination Rate at Recovery Rate
Ang desalination rate ay tumutukoy sa kakayahan ng RO membrane na alisin ang mga asin at itigil ang iba pang mga dissolved solids. Ang RO membrane ay naghihiwalay ng mga molekula ng tubig mula sa mga nalunsad na asin at iba pang mga contaminant, at mas mataas ang desalination rate, ang mas mahusay na pagganap ng membrane ng RO, na kinakalkula tulad ng sumusunod:
Ang rate ng pagbabalik ay nagpapahiwatig ng ratio ng permeate flow rate sa sistema sa feed water rate. Ang rate ng pagbabalik ay nakakaapekto ng maraming mga kadahilanan at may kaugnayan sa kalidad ng papasok na tubig, ang uri ng elemento ng membrane, ang paraan ng koneksyon, atbp. Ang mas mataas na rate ng pagbabalik ay nangangahulugan na mas mataas ang tubig na ginawa, mas mababa ang mga konsentrasyong emissions, at kalkulado tulad ng sumusunod:
Mga bentahe ng Reverse Osmosis Process
Bilang isang matutong proseso ng paggamot sa tubig, maraming benepisyo ang proseso ng RO:
- Filtration ng karamihan sa mga contaminant:Ang reverse osmosis ay itinuturing na isa sa mga pinaka-komprehensibo at epektibong pamamaraan para sa pag-alis ng mga contaminant ng tubig, na-filter out ang malawak na karamihan ng mga natutunaw na solido tulad ng bakterya, virus, mabibigat na metal ions, hindi malulutas na asin, atbp.
- Kapaligiran at epektibo sa enerhiya:Kumpara sa iba pang mga pamamaraan ng paggamot tulad ng thermal distillation, reverse osmosis teknolohiya ay medyo friendly sa kapaligiran at hindi umaasa sa init.
- Walang paggawa ng tubig scale:Kung industriya o komersiyal na tubig, ang mga malubhang aksidente ay maaaring sanhi ng pagharang sa sukat ng tubig, Ang pabalik na teknolohiya ng osmosis ay maaaring epektibo na maiwasan ang paggawa ng scale ng tubig.
Kahinaan at Hamon ng RO System.
Bagaman ang reverse osmosis ay isa sa mga pinaka-epektibong teknolohiya ng filtrasyon sa merkado ngayon, may mga kahinaan pa rin na hindi maaaring maiwasan at manatiling hamon para sa atin:
- Mababang paggamit:Ang dami ng konsentrasyon na wastewater na ginawa sa pamamagitan ng filtrasyon ay hindi pa rin isang maliit na basura sa kasalukuyang proseso.
- Mataas na gastos sa pagpapanatili:Ang mga RO membranes ay madaling mag-clogging at pag-scale at nangangailangan ng regular na pagpapanatili, na mahal.
- Mataas na gastos sa pag-install:Upang maantala ang buhay ng membrane ng RO, isang sistema ng pretreatment ay idinagdag sa reverse osmosis ayon sa kinakailangan upang mabawasan ang panganib ng pagdadala at pag-scale ng membrane ng RO ..
- Pag-alis ng mga benepisyal na mineral:Ang reverse osmosis ay hindi nakikilala kung aling mga mineral ay kapaki-pakinabang sa katawan ng tao, at ang pagtanggal sa mga ito ay hindi kinakailangang mabuti.
