La tecnología de ósmosis inversa utiliza principalmente la diferencia de presión en ambos lados de la membrana como poder para realizar la separación y filtración de la membrana. Es una tecnología de separación por membrana muy avanzada y eficaz que ahorra energía.
Fundamentos y ventajas de la ósmosis inversa
La membrana de ósmosis inversa es el componente central de la tecnología de ósmosis inversa. Es una membrana artificial semipermeable con ciertas características. Está hecho de materiales poliméricos y simula materiales de membrana semipermeables biológicos.
El sistema de ósmosis inversa, también conocido como ósmosis inversa, es una operación de separación de membranas que utiliza la diferencia de presión como fuerza impulsora para separar los solventes de las soluciones acuosas, y es un proceso de filtrado de impurezas del agua. Debido a que es opuesta a la dirección de la infiltración natural, se denomina ósmosis inversa.
El principio técnico es aplicar presión a un lado de la membrana bajo la acción de una presión superior a la osmótica de la solución. Cuando la presión supera su presión osmótica, el disolvente penetrará en la dirección opuesta para separar estas sustancias del agua. El disolvente obtenido en el lado de baja presión de la membrana se denomina permeado; La solución concentrada en el lado de alta presión se denomina concentrado.
Si se utiliza la tecnología de ósmosis inversa para tratar el agua de mar, el agua dulce se obtiene en el lado de baja presión de la membrana y la salmuera se obtiene en el lado de alta presión. La presión de ósmosis inversa se puede utilizar para lograr el propósito de separación, extracción, purificación y concentración.
La ósmosis inversa es una tecnología de tratamiento de agua que utiliza la separación por membranas, que pertenece al método físico de filtración de flujo cruzado. Sus ventajas son las siguientes:· A temperatura ambiente, confiando en la presión del agua como fuerza motriz, el costo operativo es bajo;
· No hay una gran cantidad de residuos de descarga de ácidos y álcalis, no hay contaminación para el medio ambiente;
· El sistema es simple, fácil de operar y altamente automatizado;
· Tiene un amplio rango de adaptabilidad a la calidad del agua cruda y la calidad del agua efluente es estable;
· El equipo ocupa un área pequeña y la carga de trabajo de mantenimiento es pequeña.
Proceso básico de tratamiento de agua de ósmosis inversa
Primero, proceso de tratamiento de una etapa, una etapa. Después de que el líquido ingresa al módulo de membrana, se extrae el agua pura y el líquido concentrado. En comparación con otros procesos de tratamiento de agua por ósmosis inversa, el proceso general de este proceso es más conveniente y fácil de operar, pero tiene altas limitaciones y no puede cumplir con los requisitos de calidad del agua más altos.
En segundo lugar, proceso de tratamiento de varias etapas en una etapa. Basado en el proceso de tratamiento de una etapa a una etapa, el líquido se concentra en múltiples pasos. En comparación con el proceso de tratamiento de una etapa, la complejidad de este proceso es mayor, lo que puede cumplir con los requisitos de mayor calidad del agua y realizar el reciclaje de los recursos hídricos.
En tercer lugar, proceso de tratamiento de dos etapas y una etapa. En el caso de que sea difícil cumplir con los requisitos reales de calidad del agua utilizando el método primario, se puede utilizar el proceso de tratamiento secundario y de una etapa. En comparación con los dos procesos de primera etapa anteriores, el uso del proceso de tratamiento de una etapa de segunda etapa puede prolongar la vida útil de aplicación de la membrana de ósmosis inversa y no requiere demasiada operación de mano de obra, y el costo de tratamiento correspondiente también se reduce.
Aplicación de ósmosis inversa en el tratamiento de aguas
Tratamiento avanzado de aguas residuales urbanas
En el tratamiento avanzado de la contaminación del agua urbana, la tecnología de ósmosis inversa puede aumentar la tasa de recuperación de aguas residuales y se usa ampliamente.
Existen diferencias en los efectos del tratamiento avanzado de la contaminación del agua producida por membranas de ósmosis inversa de diferentes materiales. En términos generales, en el tratamiento avanzado de la contaminación de las aguas urbanas, después de que las aguas residuales domésticas de los residentes urbanos se hayan tratado según el estándar, los requisitos para la calidad del agua tratada son más altos (como el agua regenerada). En este momento, la membrana de fibra hueca de triacetato de celulosa, la película compuesta de alcohol polivinílico enrollada en espiral puede tener un mejor efecto.
En comparación con las membranas de ósmosis inversa hechas de otros materiales, las membranas de ósmosis inversa de los dos materiales anteriores tienen una tasa de retención del 100% para bacterias coliformes fecales, una cromaticidad de no más de 1 grado y un permeado de 1 mg / L ~ 2 mg / L. Al mismo tiempo, las membranas de ósmosis inversa de estos dos materiales tienen un mayor flujo de agua y una mayor capacidad anticontaminación. Tratamiento de aguas residuales industriales1) Tratamiento de iones de metales pesados
La aplicación de la tecnología de tratamiento de agua por ósmosis inversa al tratamiento de aguas residuales industriales tiene un efecto muy bueno, que está en línea con el principio general de diseño de economía y racionalidad industrial, y puede reducir el consumo de energía, los costos operativos y la dificultad en la operación y gestión. El dispositivo de ósmosis inversa utilizado para el tratamiento de aguas residuales industriales es generalmente un tubo de presión interno o un componente tipo rodillo. La presión es generalmente estable a aproximadamente 218MPa, y el efecto es excelente en la recuperación de iones de metales pesados. Entre ellos, la presión de funcionamiento del dispositivo de ósmosis inversa basado en componentes tubulares de presión interna es estable en 217MPa. En este momento, la tasa de recuperación de níquel está por encima del 99% y la tasa de separación del níquel está en el rango del 97,12% ~ 97,17%.2) Tratamiento de aguas residuales aceitosas
En términos generales, el aceite en las aguas residuales aceitosas existe principalmente en tres formas, incluido el aceite emulsionado, el aceite disperso y el aceite flotante. En comparación, los métodos de tratamiento de dispersión de aceite y aceite flotante son relativamente simples. Después de confiar en la separación mecánica, la precipitación y la adsorción de carbón activado, el contenido del aceite correspondiente se puede reducir considerablemente. Sin embargo, para el aceite emulsionado, contiene materia orgánica, que puede desempeñar el papel de tensioactivo, y el aceite generalmente existe en partículas de tamaño micrométrico, por lo que tiene una estabilidad extremadamente alta y es difícil realizar de manera efectiva y rápida la separación agua-aceite. Con el apoyo de la tecnología de tratamiento de agua por ósmosis inversa, se puede lograr la concentración y la separación sin destruir la emulsión, y luego el líquido concentrado se incinera y el permeado se recicla o descarga.
En esta etapa, en el tratamiento de aguas residuales aceitosas, debido a la consideración del efecto final del tratamiento y la calidad del efluente, la tecnología de tratamiento de agua por ósmosis inversa generalmente se usa en combinación con otros métodos de tratamiento. Por ejemplo, el DEMUL-B1 autopreparado se utiliza como desemulsionante para desemulsionar las aguas residuales de acabado de hilatura O/W de alta concentración, y luego la muestra de agua desemulsionada se trata aún más con la membrana de ósmosis inversa SE de OSMONICS. Los resultados muestran que la tasa de eliminación de DQO alcanza el 99,96% y el contenido de aceite es casi indetectable en el agua purificada después del tratamiento de "desemulsificación-ósmosis inversa". Agua salobre desalinizada
En el proceso de desalinización de agua salobre, mediante la introducción de la tecnología de tratamiento de agua por ósmosis inversa, puede suprimir eficazmente los iones de sal inorgánicos, como los iones de magnesio y los iones de calcio contenidos en el agua salada, y realizar la mejora de la calidad del agua pura.
En esta etapa, los requisitos de las personas para la calidad del agua pura están aumentando, y el método de tratamiento original (agregar antiincrustante al agua salada) es difícil de cumplir con los requisitos reales de las personas, y la introducción de la tecnología de tratamiento de agua por ósmosis inversa es una opción inevitable.
En la operación de desalinización de agua salobre utilizando dispositivos de ósmosis inversa, es necesario probar regularmente el índice SDI, controlar estrictamente la tasa de recuperación, prestar atención a la diferencia de presión entre los módulos de membrana y medir los cambios en la producción de agua y la tasa de desalinización en tiempo real. En la práctica, la tasa de desalinización del dispositivo de ósmosis inversa es estable por encima del 96% y la calidad del agua después de la desalinización cumple con el estándar de agua potable doméstica.
Cómo lidiar con el ensuciamiento de la membrana de ósmosis inversa
El ensuciamiento de la membrana se refiere a las partículas, partículas coloidales o macromoléculas de solutos en el líquido de alimentación en contacto con la membrana, que es causada por interacciones físicas y químicas con la membrana o polarización de la concentración, de modo que la concentración de ciertos solutos en la superficie de la membrana excede su solubilidad y acción mecánica. La adsorción y la deposición en la superficie de la membrana o en los poros de la membrana hacen que el tamaño de los poros de la membrana se reduzca u obstruya, lo que resulta en un fenómeno de cambio irreversible que reduce significativamente el flujo de la membrana y las características de separación.
Contaminación microbiana1) Causas
El ensuciamiento microbiano se refiere al fenómeno de que los microorganismos se acumulan en la interfaz membrana-agua, afectando así el rendimiento del sistema.
Estos microorganismos utilizan la membrana de ósmosis inversa como portador, dependen de los nutrientes en la sección de agua concentrada de la ósmosis inversa para reproducirse y crecer, y forman una capa de biopelícula en la superficie de la membrana de ósmosis inversa, lo que resulta en un rápido aumento en la diferencia de presión entre el agua de entrada y salida del sistema de ósmosis inversa. Disminución rápida mientras contamina el agua del producto.
La biopelícula compuesta de microorganismos puede degradar directamente (a través de la acción de enzimas) o indirectamente (a través de la acción del pH local o el potencial de reducción) los polímeros de la membrana u otros componentes de la unidad de ósmosis inversa, lo que resulta en una vida útil más corta de la membrana, daños a la integridad de la estructura de la membrana e incluso causar fallas importantes en el sistema.2) Método de control
La contaminación biológica puede controlarse mediante la desinfección continua o intermitente del agua afluente. Se deben instalar dispositivos de esterilización y dosificación para el agua cruda recolectada de la superficie y del subsuelo poco profundo, y se deben agregar fungicidas a base de cloro. La dosificación generalmente se basa en el contenido de cloro residual del afluente > 1 mg / L.Contaminación química 1) Causas
La contaminación química común es la deposición de incrustaciones de carbonato en el elemento de membrana, la mayoría de las cuales son mal funcionamiento, sistema de dosificación de inhibidor de incrustaciones imperfecto, interrupción de la dosificación de inhibidores de incrustaciones durante la operación, etc. Si no se descubre a tiempo, la presión de funcionamiento aumentará, la diferencia de presión aumentará y la tasa de producción de agua disminuirá en unos pocos días. Si el inhibidor de incrustaciones seleccionado no coincide con la calidad del agua o la dosis es insuficiente, el fenómeno de incrustación de la membrana en el elemento, el ensuciamiento ligero en el elemento de la membrana puede restaurar su función a través de la limpieza química y, en casos graves, también hará que se desechen algunos elementos de membrana gravemente contaminados.2) Método de control
Para evitar el ensuciamiento en los elementos de la membrana, primero seleccione el antiincrustante de ósmosis inversa adecuado para la calidad del agua de la fuente de agua del sistema y determine la cantidad óptima de dosificación. En segundo lugar, fortalezca el monitoreo del sistema de dosificación, preste mucha atención a los cambios sutiles en los parámetros de funcionamiento y descubra las razones de las anomalías a tiempo. Además, la mayoría de las razones del alto contenido de Fe3+ en el agua son causadas por el sistema de tuberías. Por lo tanto, las tuberías del sistema, incluidas las tuberías de fuentes de agua, utilizan tuberías de plástico revestidas de acero tanto como sea posible para reducir el contenido de Fe3+. Material particulado en suspensión y contaminación coloidal1) CausasLas partículas en suspensión y los coloides son las principales sustancias que ensucian las membranas de ósmosis inversa, y también son la principal causa del exceso de efluentes SDI (índice de densidad de lodos).
Debido a las diferentes fuentes de agua y regiones, la composición de las partículas en suspensión y los coloides también es bastante diferente. Generalmente, los componentes principales de las aguas superficiales no contaminadas y las aguas subterráneas poco profundas son: bacterias, arcilla, silicio coloidal, óxidos de hierro, productos de ácido húmico y floculantes y coagulantes artificialmente excesivos (como sales de hierro) en el sistema de pretratamiento, sales de aluminio, etc.) etc.
Además, la combinación de polímeros cargados positivamente en el agua cruda y antiincrustantes cargados negativamente en los sistemas de ósmosis inversa para formar precipitados también es una de las causas de este tipo de contaminación.2) Método de control
Cuando el contenido de sólidos suspendidos en el agua cruda es superior a 70 mg / L, generalmente se utilizan los métodos de pretratamiento de coagulación, clarificación y filtración; cuando el contenido de sólidos suspendidos en el agua cruda es inferior a 70 mg / L, generalmente se usa el método de pretratamiento de coagulación y filtración; Cuando
Precauciones al usar RO
Durante la aplicación de la tecnología de ósmosis inversa en el tratamiento del agua, se debe realizar la filtración necesaria de las aguas residuales. La filtración es la base para que la tecnología de ósmosis inversa desempeñe un papel. El proceso de filtración debe controlarse estrictamente para evitar que las impurezas ingresen al sistema de ósmosis inversa en el agua, a fin de proteger la membrana permeable y el equipo, aumentar la producción de agua y reducir la posibilidad de corrosión.
El dispositivo de ósmosis inversa debe lavarse regularmente, especialmente para limpiar la escala, mantener el buen rendimiento de la membrana semipermeable y prolongar la vida útil del dispositivo.
Cuando el dispositivo de ósmosis inversa no está en uso, se verá afectado por las aguas residuales confinadas, lo que generará microorganismos. Por lo tanto, durante el período de apagado del dispositivo, debe lavarse y desinfectarse, y la temperatura durante el período de apagado debe configurarse bien para garantizar la protección de la membrana de ósmosis inversa.
Los operadores deben cumplir estrictamente con los procedimientos operativos y las especificaciones operativas, mejorar continuamente su calidad profesional y verificar cuidadosamente el dispositivo antes de usarlo para evitar daños al dispositivo debido a errores del operador, asegurarse de que el dispositivo pueda funcionar normalmente y llevar a cabo el tratamiento de aguas residuales sin problemas.
