Технология обратного осмоса в установках Box4Water

Обратный осмос – это вынужденное движение растворителя сквозь полупроницаемую мембрану с целью получения раствора с большей или меньшей концентрацией. Растворитель, в этом случае, проходит сквозь мембрану, оставляя растворенное вещество.

Одна из практических целей применения обратного осмоса – увеличение концентрации растворенного вещества.

Обратный осмос – процесс, который используется для удаления широкого спектра солей с целью придания воде высокой чистоты. Осмос естественный процесс, представляющий собой течение жидкости через полупроницаемый мембранный барьер.

Если Вы отделяете раствор солей от чистой воды используя базовую тонкую полупроницаемую мембрану, как натянутую кожу, чистая вода проходит через мембрану и пытается разбавить солевой раствор. Если солевой раствор подводится в вертикальную трубу, тогда постепенно разбавляемый раствор будет наполнять трубу пока «осмотическое давление» при прохождении чистой воды через мембрану не станет таким же, как и напор разбавленного раствора.

Процесс может быть обратным – отсюда обратный осмос – при применении более высокого давления к солевому раствору. Тогда чистая вода будет проходить в другом направлении через мембрану при процессе, который можно представить себе как «фильтрация», когда фильтр пропускает только маленькие молекулы воды и задерживает почти все другие молекулы. Это означает, что вода с высоким уровнем природной соли может быть очищена без необходимости применения химических регенерационных растворов, таких как кислота и каустическая сода, используемые в установках деминерализации воды. Таким образом, обратный осмос считается более надежным способом производства чистой воды для многих коммерческих и промышленных применений, и в дополнение нет необходимости останавливать установку для регенерации, как в случае с установкой деминерализации воды. Технологическая схема установки для концентрирования растворов методом обратного осмоса.

Принципиальная схема работы обратного осмоса основана на создании в системе давления посредством насоса. Уровень давления значительно превышает осмотическое, что позволяет пропускать растворитель сквозь полупроницаемые мембраны и задерживать растворенные низкомолекулярные (обратный осмос) вещества.

По сравнению с методами выпаривания, кристаллизации, ректификации и другими, процесс разделения, в случае с обратным осмосом менее энергоемкий. Система работает в условиях естественных температур, не требует дополнительного прогревания и фазовых превращений. Совокупность экономически выгодных свойств – энергоемкости и отсутствия сложных аппаратных схем – говорит о высокой эффективности рассматриваемых методов мембранного разделения.

Результатом обратного осмоса являются:

  • раствор с высокой концентрацией растворенных веществ, называемый концентрат или ретант;
  • очищенный раствор с практически полным отсутствием растворенных веществ, называемый пермеат или фильтрат.

Как показывает практика первичное разделение не всегда достаточно и необходимо получить более концентрированный или тщательнее очищенный раствор. В этом случае используют, так называемые, комплексные схемы, суть которых заключается в одновременной работе обратного осмоса или ультрафильтрации с иными методами разделения. При комплексном подходе дополнительно применяют способы выпаривания, ионного обмена и другие.

Обратноосмотические мембранные фильтры опреснения активно используются с 60-х годов. Изначально такие установки использовали только для опреснения морских вод, теперь же обратным осмосом очищают речные и сточные воды.

На сегодняшний день обратный осмос уже вытеснил из сферы опреснения воды термические установки. Обратноосмотические фильтры превзошли и дистилляционные агрегаты благодаря относительно невысоким затратам на процессы опреснения. Наибольшее количество таких фильтров сосредоточено в следующих странах: США, Саудовская Аравия, Япония.

Вода, полученная методом обратного осмоса значительно дешевле, чем, например, вода из дистилляционных установок. Этим объясняется высокая конкурентоспособность обратного осмоса.

Факторами, влияющими на обратноосмотическое опреснение, стали:

  • процент концентрации солей в исходном растворе;
  • осмотическое давление воды исходной и опресненной;
  • давление на фильтрационную мембрану;
  • остаточная энергия сбрасываемой воды.

Отсутствие фазовых превращений в протекании процесса обуславливает его невысокую энергозатратность. Основные затраты энергии в процессе опреснения обратным осмосом направлены на снижение концентрационной поляризации.

От эффективности воздействия мембраны с водой напрямую зависит эффективность всего процесса опреснения, поэтому принятие мер по снижению концентрационной поляризации просто необходимо. Также в процессе фильтрации важную роль играют удельная проницаемость мембраны, её селективная способность, общая площадь её поверхности и перепады температур и давлений.

Процесс обратного осмоса. Обратноосмотические установки и системы

В этом процессе соленая вода пропускается через систему полупроницаемых мембран. Главное свойство этих мембран заключается в том, что они способны разделить раствор на части и пропустить только молекулы воды. Соль же задерживается, тем самым отделяясь от исходного раствора.

Опреснение называется осмотическим потому, что в процессе наблюдается давление, которое обеспечивает равновесную концентрацию раствора при разности уровней с двух сторон мембраны. Если на концентрированный раствор направить особо высокое давление, своей силой превышающее осмотическое, то молекулы воды направятся к менее концентрированному раствору.

Обратноосмотические установки и системы опреснения универсальны – их используют для обессоливания вод с высоким содержанием минеральных солей, для очистки сбросных и сточных вод. Таким образом, помимо опреснения воды, обратноосмотические установки могут готовить воду для тепловых станций и получать питьевую воду высочайшего качества.

В состав таких установок входят: фильтры, которые очищают воду на первом этапе;

  • насосный агрегат, обеспечивающий высокое давление в полупроницаемых мембранах;
  • система мембран, которые разделяют опресняемую воду на соленый раствор и чистую воду.

Схема обратноосмотического опреснителя

Обратноосмотическое опреснение не требует больших расходов энергии на организацию и ведение процесса очистки воды. Затраты на тепловую энергию тоже не будут большими.

Установка включает в себя:

  1. Систему дозирования антискаланта

Система автоматически дозирует входящий продукт. Состоит из:

  • Резервуара объемом 120 л в качестве емкости для раствора
  • Электронного мембранного дозировочного насоса, линии нагнетания и дозирующей форсунки.
  1. Защитную микронную систему фильтрации, установленную на входе в секцию осмоса

Характеристики картриджа:

  • Степень фильтрации: 5 мкм.
  • Материал: пищевой полипропилен с низкой пористостью

Остаточное содержание хлора в выходящей с ситемы воде 0,2-0,5 мг/л

Количество получаемого фильтрата, по отношению к исходной воде 50%

  1. Мембраны

Тип - намотанные в спираль полиамиды с высокой степенью задержания

Материал - TFC (композит из тонкой пленки)

Мембраны необходимо менять примерно каждые 3 года

  1. Вертикальный центробежный многоступенчатый насос высокого давления для создания высокого давления на мембранах
  2. Электрический шкаф управления с микропроцессором и цифровым дисплеем

В шкафу предусмотрены все необходимые управляющие, показывающие и приборы контроля за работой установки

Процент обессоливания на выходе 99,5%

 

Техническая поддержка сайта - Elebbs Group.