Sistema RO È un sistema di trattamento a membrana utilizzato per separare i soluti disciolti da water, il più delle volte nel campo della desalinizzazione dell'acqua di mare per rimuovere sali e altre impurità da seawater, ma anche nei sistemi industriali di acqua potabile , produzione farmaceutica , e altri campi di .
Contenuto
Che cos'è l'osmosi?
Per comprendere i principi e il processo di osmosis, in primo luogo comprendere il processo di osmosi che si verificherebbe naturally. L'osmosi è un fenomeno naturale in cui due soluzioni di diverse concentrazioni sono separate da una membrana semipermeabile (una membrana che consente alle molecole di solvente di passare attraverso e non consente alle molecole di soluto di passare attraverso) E le molecole d'acqua o altre molecole di solvente passano dalla soluzione a concentrazione inferiore attraverso la membrana semipermeabile alla soluzione a concentrazione più alta . Questo processo si trova ovunque in nature, dove le piante lo usano per assorbire acqua e sostanze nutritive dal soil, e in humans, dove i reni usano l'osmosi per assorbire l'acqua dal sangue .
Un semplice esperimento per aiutarti a comprendere il fenomeno dell'osmosis. Supponiamo che un contenitore di acqua zuccherata sia diviso in due parti da una membrane, come una cellula animale membrana. Questa membrana può essere permeabile all'acqua , ma non alle molecole di zucchero . Come mostrato nella figure, il cerchio è paragonato a sugar. Più molecole di zucchero rispetto al lato B , con una concentrazione più alta . Questa ora , la membrana, al fine di mantenere l'equilibrio di concentrazione tra le due sides, dovrebbe consentire al lato A di una parte delle molecole di zucchero di spostarsi verso il lato B , ma la membrana non consente alle molecole di zucchero di passare attraverso , Così al fine di mantenere l'equilibrio fenomenon, lato B delle molecole di acqua spostare verso l'altro side, diluire il lato A della concentrazione fino a quando le due parti della concentrazione di soluto sono equal, e finally, l'esperimento per ottenere il lato B del volume della soluzione diminuito, mentre il lato A del Volume aumentato.
Cos'è l'osmosi inversa?
Le membrane di osmosi consentono solo alle molecole d'acqua di passare attraverso , molecole più grandi dell'acqua come i sali minerali, e i batteri non possono passare attraverso . L'osmosi è un evento naturale che non richiede energia . Ha È stato scoperto che l'acqua può fluire da concentrazioni alte a basse applicando una pressione maggiore della pressione osmotica naturale per spingere l'acqua attraverso l'osmosi membrane, un fenomeno noto come osmosis.
Per esempio , acqua salata e acqua pura sono su entrambi i lati di un contenitore separato da un osmosi membrane. Se è un fenomeno di osmosi naturale , l'acqua pura scorrerà in acqua salata fino a quando la concentrazione è uguale su entrambi sides. However, Quando una certa pressione viene applicata al side, salamoia le molecole d'acqua nella salamoia scorreranno verso il lato dell'acqua pura per ottenere l'osmosis. inversa Attraverso questo fenomenon, l'idea della desalinizzazione dell'acqua di mare è stata generata e applicata nel campo Di desalinizzazione dell'acqua di mare per desalinizzare e purificare l'acqua di mare per estrarre acqua fresca . Dopo molte ricerche e sviluppi tecnologici, questa tecnologia è ora utilizzata nei sistemi industriali di acqua potabile di boilers, Dissalazione dell'acqua di mare , produzione farmaceutica , produzione cosmetica 1286691 Applicazioni.
Cos'è la membrana ad osmosi inversa?
La membrana RO è anche una membrana semipermeabile che consente solo alle molecole d'acqua di passare attraverso , non impurità come matter, inorganico matter, microorganisms, colloids, e batteria. Questa membrana funziona da Utilizzare la pressione per separare l'acqua da una soluzione altamente concentrata contenente soluti e filtrare impurità come ions, microorganism, e materia organica dall'acqua grezza , con conseguente elevata purezza water.
Impurità comuni e metodi di rimozione dell'osmosi inversa
- Particolato sospeso: sediment, colloid, etc., che può facilmente causare l'intasamento sulla superficie della membrana del RO .
Soluzione: sedimentazione tank, flocculant, filtro a carboni attivi multi-media filter,
- Microrganismi: batteria, virus , algae, etc.
Soluzione: disinfezione UV dei battericides,
- Materiale organico disciolto: fertilizzanti , pesticidi , proteiin, amminoacidi
Soluzione: filtro a carbone attivo riducente agent,
- Sostanze inorganiche disciolte: ioni di calcio , ioni di magnesio e altri metalli ions, carbonati, sulfates, clorides, metalli pesanti ions, etc.
Soluzione: carbone attivo filter, scambio ionico resin, riducente agent, antiscalant, osmosi inversa
- Disinfettante residuo: chlorine, ozone, etc.
Soluzione: agente riducente a carbone attivo filter,
Come funzionano i sistemi di osmosi inversa?
Una pompa ad alta pressione viene utilizzata per aumentare la pressione sull'ingresso della membrana RO , forzando la sostanza dell'acqua attraverso la membrana RO e mantenendo quasi tutti (da 95% a 99%) degli impurities, con conseguente water. puro La quantità di pressione richiesta dipende dal contenuto di impurità dell'acqua di alimentazione e dal tipo di membrana selezionato, e il permeato pulito dalla desalinizzazione è chiamato acqua pura , lasciando l'acqua prodotta concentrata che trasporta contaminanti e impurità come concentrata Water.
Il sistema RO comprende pre-filtri acqua grezza system, membrana purificazione system, e dopo il trattamento system, che possono essere suddivisi nei seguenti componenti:
Componenti di base delle apparecchiature per l'osmosi inversa
Sistema completo di osmosi inversa
Ruolo del pretrattamento
A causa dell'ampia varietà di composition, del complesso dell'acqua grezza , qualità dell'acqua grezza , sistema di recupero rate, e altri parametri di processo importanti che selezionano il sistema di pre-filtri appropriato , può ridurre la membrana RO fouling, e il fenomenon, della produzione di acqua 6663791
Di seguito è riportata una breve descrizione del ruolo delle fasi di pretrattamento:
- Serbatoio di sedimentazione: Rimuovere le particelle sospese dall'acqua grezza mediante sedimentazione naturale o aggiungendo un flocculante o un coagulante per aiutare la sedimentazione.
- Filtro multi-Media e filtro a sabbia al quarzo: Per rimuovere alcune impurities, colloids, e metal ions.
- Filtro a carbone attivo: Adsorbimento di impurità del particolato. Il carbone attivo può anche essere un agente riducente per ripristinare alcune sostanze ossidanti , come la clorine. residua
- Serbatoio dell'addolcitore dell'acqua: Rimozione di impurities.
- Agenti chimici: Antiscalant per rimuovere calcio e magnesio ions, battericidi per rimuovere batteri e viruse, ossidanti per disinfettare e decomporre la materia organica , e agenti riducenti per ripristinare le sostanze ossidanti in water.
È necessaria l'analisi della qualità dell'acqua?
L'analisi della qualità dell'acqua è un passaggio essenziale prima di qualsiasi progetto di trattamento dell'acqua . Include hardness, alcalinity, TDS, ione concentrazione, e altri data. I progettisti utilizzeranno il rapporto di analisi della qualità dell'acqua fornito per sviluppare piani di trattamento delle acque. Per sviluppare la migliore disposizione della membrana per raggiungere il tasso di recupero massimo e il tasso di desalinizzazione del sistema RO; e per identificare potenziali contaminants. Può anche identificare potenziali contaminanti per la prevenzione e la rimozione tempestive . per Example, l'indice di stabilità di Langelier è una misura del fatto che l'acqua abbia una tendenza a scale, che deve essere calcolata sulla base dei dati del rapporto di analisi della qualità dell'acqua per raggiungere lo scopo della scala Prevenzione.
Di conseguenza , un'analisi dettagliata della qualità dell'acqua prima di entrare nel sistema RO è assolutamente necessaria per l'efficacia e la sicurezza dell'intero funzionamento del sistema.
Differenza tra "Pass" e "Stage" di osmosi inversa
'Pass' e 'stage' sono due concetti che sono spesso confusi nei sistemi RO, ecco una breve distinzione.
In un sistema a due stadi , l'acqua concentrata dal primo stadio diventa acqua di alimentazione per il secondo stadio , con l'obiettivo di aumentare il tasso di recupero del sistema.
In un sistema di processo a due passaggi , l'acqua prodotta dal processo di primo passaggio diventerà acqua di alimentazione dal processo di secondo passaggio con l'obiettivo di migliorare la qualità dell'acqua del sistema prodotto (aumentando il tasso di desalinizzazione) .
Per informazioni più dettagliate su 'pass' e 'stage' di sistema si può visitare Disposizione della membrana RO
Tasso di desalinizzazione e tasso di recupero
Il tasso di desalinizzazione si riferisce alla capacità della membrana RO di rimuovere sali e arrestare altri solidi disciolti . La membrana RO separa le molecole d'acqua dai sali disciolti e altri contaminants, e più alto è il tasso di desalinizzazione ate,, migliore è la prestazione della membrana RO, calcolato come segue:
Il tasso di recupero indica il rapporto tra la portata del permeato nel sistema e l'acqua di alimentazione rate. Il tasso di recupero è influenzato da molti fattori ed è correlato alla qualità di L'acqua entrante , il tipo di elemento di membrana , il metodo di connessione , etc. Più alto è il tasso di recupero significa che più l'acqua prodotta,, più bassa è la emissione concentrata, e si calcola come segue:
Vantaggi del processo di osmosi inversa
Come trattamento maturo delle acque process, il processo RO ha molti vantaggi:
- Filtrazione della maggior parte dei contaminanti: L'osmosi inversa è considerata uno dei metodi più completi ed efficaci per eliminare i contaminanti dell'acqua , che filtrano la maggior parte dei solidi disciolti come batteria, virus , metalli pesanti ions, insolubile salts, etc.
- Rispettoso dell'ambiente ed efficiente dal punto di vista energetico: Rispetto ad altri metodi di trattamento come la distillazione termicaLa tecnologia , ad osmosi inversa è relativamente rispettosa dell'ambiente e non si basa sul calore .
- Nessuna generazione di scala dell'acqua: Se l'acqua industriale o commerciale , incidenti gravi possono essere causati dal blocco della scala dell'acqua La tecnologia dell'osmosi inversa , può prevenire efficacemente la generazione della scala idrica .
Carenze e sfide del sistema RO
Sebbene l'osmosi inversa sia una delle tecnologie di filtrazione più efficaci sul mercato oggi, ci sono ancora alcuni punti deboli che non possono essere evitati e rimangono una sfida per noi:
- Basso utilizzo: La quantità di acque reflue concentrate prodotte dalla filtrazione non è ancora un piccolo rifiuto con l'attuale processo.
- Elevati costi di manutenzione: Le membrane RO sono soggette a intasamento e ridimensionamento e richiedono una regolare manutenzione, che è costly.
- Elevato costo di installazione: Per ritardare la vita della membrana RO , viene aggiunto un sistema di pretrattamento all'osmosi inversa secondo necessità per ridurre il rischio di intasamento e ridimensionamento della membrana RO .
- Rimozione di minerali benefici: L'osmosi inversa non distingue quali minerali sono benefici per il corpo umano , e rimuoverli tutti non è necessariamente buono.
