Système de ROEst un système de traitement membranaire utilisé pour séparer les solutés dissous de l'eau, le plus souvent dans le domaine du dessalement d'eau de mer pour éliminer les sels et autres impuretés de l'eau de mer, mais également dans les chaudières industrielles, les systèmes d'eau potable, la production pharmaceutique et d'autres domaines.
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Qu'est-ce que l'osmose?
Pour comprendre les principes et le processus de l'osmose inverse, d'abord comprendre le processus d'osmose qui se produirait naturellement. L'osmose est un phénomène naturel dans lequel deux solutions de concentrations différentes sont séparées par une membrane semi-perméable (membrane qui laisse passer les molécules de solvant et ne laisse pas passer les molécules de soluté). Et des molécules d'eau ou d'autres molécules de solvant passent de la solution de concentration inférieure à travers la membrane semi-perméable dans la solution de concentration supérieure. Ce processus se retrouve partout dans la nature, où les plantes l'utilisent pour absorber l'eau et les nutriments du sol, et chez l'homme, où les reins utilisent l'osmose pour absorber l'eau du sang.
Une expérience simple pour vous aider à comprendre le phénomène de l'osmose. Supposons qu'un récipient d'eau sucrée est divisé en deux parties par une membrane, comme une membrane cellulaire animale. Cette membrane peut être perméable à l'eau, mais pas aux molécules de sucre. Comme le montre la figure, le cercle est comparé au sucre. Le côté A a plus de molécules de sucre que le côté B, avec une concentration plus élevée. Cette fois, la membrane, afin de maintenir l'équilibre de concentration entre les deux côtés, devrait permettre au côté A d'une partie des molécules de sucre de se déplacer vers le côté B, mais la membrane ne permet pas aux molécules de sucre de passer, donc afin de maintenir le phénomène d'équilibre, Côté B des molécules d'eau se déplacent de l'autre côté, diluer le côté A de la concentration jusqu'à ce que les deux parties de la concentration de soluté soient égales, et enfin, l'expérience pour obtenir le côté B du volume de la solution a diminué, tandis que le côté A du volume a augmenté.
Qu'est-ce que l'osmose inverse?
Les membranes d'osmose permettent seulement aux molécules d'eau de passer à travers, les molécules plus grandes que l'eau telles que les minéraux, les sels et les bactéries ne peuvent pas passer à travers. L'osmose est un phénomène naturel qui ne nécessite pas d'énergie. Il a été constaté que l'eau peut s'écouler de concentrations élevées à faibles en appliquant une pression supérieure à la pression osmotique naturelle pour pousser l'eau à travers la membrane d'osmose, un phénomène connu sous le nom d'osmose inverse.
Par exemple, l'eau salée et l'eau pure sont des deux côtés d'un récipient séparés par une membrane d'osmose. S'il s'agit d'un phénomène d'osmose naturel, l'eau pure s'écoulera dans l'eau salée jusqu'à ce que la concentration soit égale des deux côtés. Cependant, lorsqu'une certaine pression est appliquée sur le côté saumure, les molécules d'eau dans la saumure s'écoulent vers le côté eau pure pour réaliser l'osmose inverse. Grâce à ce phénomène, l'idée de dessalement d'eau de mer a été générée et appliquée dans le domaine du dessalement d'eau de mer pour dessaler et purifier l'eau de mer pour extraire l'eau douce. Après beaucoup de recherche et de développement technologique, cette technologie est maintenant utilisée dans les chaudières industrielles, les systèmes d'eau potable, le dessalement de l'eau de mer, la production pharmaceutique, la production de cosmétiques, la transformation des aliments et des boissons et de nombreuses autres applications.
Qu'est-ce que la membrane d'osmose inverse?
La membrane RO est également une membrane semi-perméable qui ne laisse passer que des molécules d'eau, pas des impuretés telles que la matière organique, la matière inorganique, les micro-organismes, les colloïdes et les bactéries. Cette membrane fonctionne en utilisant la pression pour séparer l'eau d'une solution très concentrée contenant des solutés et filtrer les impuretés telles que les ions, les micro-organismes et les matières organiques de l'eau brute, ce qui donne une eau de haute pureté.
Méthodes communes d'impuretés et de retrait d'osmose d'inversion
- Particules en suspension: sédiments, colloïdes, etc., qui peuvent facilement provoquer un colmatage à la surface de la membrane RO.
Solution: réservoir de sédimentation, floculant, filtre multimédia, filtre à charbon actif
- Microorganismes: bactéries, virus, algues, etc.
Solution: bactéricides, désinfection UV
- Matière organique dissoute: engrais, pesticides, protéines, acides aminés
Solution: agent réducteur, filtre à charbon actif
- Substances inorganiques dissoutes: ions calcium, ions magnésium et autres ions métalliques, carbonates, sulfates, chlorures, ions de métaux lourds, etc.
Solution: filtre à charbon actif, résine échangeuse d'ions, agent réducteur, antiscalant, osmose inverse
- Désinfectant résiduel: chlore, ozone, etc.
Solution: filtre à charbon actif, agent réducteur
Comment fonctionnent les systèmes d'osmose inverse?
Une pompe à haute pression est utilisée pour augmenter la pression sur l'entrée de la membrane RO, forçant la substance de l'eau à travers la membrane RO et retenant presque tous (95% à 99%) des impuretés, ce qui entraîne de l'eau pure. La quantité de pression requise dépend de la teneur en impuretés de l'eau d'alimentation et du type de membrane sélectionnée, et le perméat propre provenant du dessalement est appelé eau pure, laissant l'eau concentrée produite transportant des contaminants et des impuretés sous forme d'eau concentrée.
Le système de RO inclut le système de pré-filtres d'eau non traitée, le système de purification de membrane, et après système de traitement, qui peut être divisé en composants suivants:
Composants de base de l'équipement d'osmose inverse
Système complet d'osmose inverse
Rôle du prétraitement
En raison de la grande variété d'eau brute, de la composition complexe, de la qualité de l'eau brute, du taux de récupération du système RO et d'autres paramètres de processus majeurs, la sélection du système de pré-filtres approprié peut réduire l'encrassement de la membrane RO et le phénomène d'échelle, pour empêcher le taux de dessalement de membrane de RO et le taux de production d'eau du problème de trop bas.
Voici une brève description du rôle des étapes de prétraitement:
- Réservoir de sédimentation:Éliminer les particules en suspension de l'eau brute par sédimentation naturelle ou en ajoutant un floculant ou un agent coagulant pour faciliter la sédimentation.
- Filtre multi-média et filtre à sable quartz:Pour éliminer certaines impuretés, colloïdes et ions métalliques.
- Filtre à charbon actif:Adsorption des impuretés particulaires. Le charbon actif peut également être un agent réducteur pour restaurer certaines substances oxydantes, telles que le chlore résiduel.
- Réservoir d'adoucisseur d'eau:Élimination des impuretés ioniques.
- Agents chimiques:Antiscalants pour éliminer les ions calcium et magnésium, bactéricides pour éliminer les bactéries et les virus, oxydants pour désinfecter et décomposer la matière organique et agents réducteurs pour restaurer les substances oxydantes dans l'eau.
Une analyse de la qualité de l'eau est-elle nécessaire?
L'analyse de la qualité de l'eau est une étape essentielle avant tout projet de traitement de l'eau. Il comprend la dureté, l'alcalinité, le TDS, la concentration en ions et d'autres données. Les ingénieurs de conception utiliseront le rapport d'analyse de la qualité de l'eau fourni pour élaborer des plans de traitement de l'eau, à la fois pour établir un programme de prétraitement raisonnable pour assurer l'élimination des impuretés afin de réduire l'encrassement du phénomène d'encrassement de la membrane RO; pour développer la meilleure disposition de la membrane pour atteindre le taux de récupération maximal et le taux de dessalement du système RO; Identifier les contaminants potentiels. Il peut également identifier les contaminants potentiels pour la prévention et l'élimination en temps opportun. Par exemple, l'indice de stabilité de Langelier est une mesure de la tendance de l'eau à l'échelle, qui doit être calculée sur la base des données du rapport d'analyse de la qualité de l'eau pour atteindre l'objectif de prévention de l'échelle.
Par conséquent, une analyse détaillée de la qualité de l'eau avant d'entrer dans le système RO est absolument nécessaire pour l'efficacité et la sécurité de l'ensemble du fonctionnement du système.
Différence entre «Pass» et «Stade» de l'osmose inverse
«Passer» et «étape» sont deux concepts qui sont souvent confondus dans les systèmes RO, voici une brève distinction.
Dans un système à deux étages, l'eau concentrée du premier étage devient de l'eau d'alimentation pour le deuxième étage, dans le but d'augmenter le taux de récupération du système.
Dans un système de traitement à deux passes, l'eau produite à partir du processus de première passe deviendra l'eau d'alimentation du processus de deuxième passe dans le but d'améliorer la qualité de l'eau du système produit (augmentation du taux de dessalement).
Pour des informations plus détaillées sur le système «pass» et «stage», vous pouvez visiterArrangement de membrane de RO
Taux de dessalement et taux de récupération
Le taux de dessalement se rapporte à la capacité de la membrane de RO d'enlever des sels et d'arrêter d'autres solides dissous. La membrane RO sépare les molécules d'eau des sels dissous et d'autres contaminants, et plus le taux de dessalement est élevé, meilleure est la performance de la membrane RO, calculée comme suit:
Le taux de récupération indique le rapport du débit de perméat dans le système au débit d'eau d'alimentation. Le taux de récupération est affecté par de nombreux facteurs et est lié à la qualité de l'eau entrante, au type d'élément de membrane, à la méthode de connexion, etc. Plus le taux de récupération est élevé, plus la quantité d'eau produite est élevée, plus les émissions concentrées sont faibles et sont calculées comme suit:
Les avantages de l'osmose inverse
En tant que procédé de traitement d'eau mature, le procédé RO présente de nombreux avantages:
- Filtration de la plupart des contaminants:L'osmose inverse est considérée comme l'une des méthodes les plus complètes et les plus efficaces pour éliminer les contaminants de l'eau, en filtrant la grande majorité des solides dissous tels que les bactéries, les virus, les ions de métaux lourds, les sels insolubles, etc.
- Écologique et économe en énergie:Comparée à d'autres méthodes de traitement telles que la distillation thermique, la technologie d'osmose inverse est relativement respectueuse de l'environnement et ne repose pas sur la chaleur.
- Pas de génération d'échelle d'eau:Que l'eau industrielle ou commerciale, des accidents graves peuvent être causés par un blocage de l'échelle de l'eau, la technologie d'osmose inverse peut empêcher efficacement la génération d'échelle de l'eau.
Faiblesses et défis du système RO
Bien que l'osmose inverse soit l'une des technologies de filtration les plus efficaces sur le marché aujourd'hui, il existe encore des faiblesses qui ne peuvent être évitées et restent un défi pour nous:
- Faible utilisation:La quantité d'eaux usées concentrées produites par filtration n'est toujours pas un petit gaspillage avec le processus actuel.
- Coûts de maintenance élevés:Les membranes RO sont sujettes au colmatage et à la mise à l'échelle et nécessitent un entretien régulier, ce qui est coûteux.
- Coût d'installation élevé:Pour retarder la durée de vie de la membrane RO, un système de prétraitement est ajouté à l'osmose inverse au besoin pour réduire le risque de colmatage et de mise à l'échelle de la membrane RO.
- Élimination des minéraux bénéfiques:L'osmose inverse ne distingue pas quels minéraux sont bénéfiques pour le corps humain, et les enlever tous n'est pas nécessairement bon.
