Промышленные установки обратного осмоса
Обратный осмос - это процесс фильтрации воды, при котором исходная вода проходит через полупроницаемую мембрану, удаляя из нее растворенные вещества и частицы, получая в результате "грязную" воду (концентрат) и "чистую" воду (пермеат). Обратный осмос является универсальным и надежным методом очистки воды. Он способен снизить концентрацию различных примесей и компонентов в воде на 96-99%, что делает ее безопасной для питья и промышленных нужд. Более того, благодаря обратному осмосу можно практически полностью избавиться от микроорганизмов и вирусов, обеспечивая высокий уровень гигиены и безопасности.
Промышленный обратный осмос
Промышленный обратный осмос - это применение обратного осмоса в производственных и промышленных масштабах, где требуется очистка больших объемов воды. Промышленный обратный осмос представляет собой современный и эффективный метод очистки воды, который обеспечивает высокую степень очистки и безопасность. Он состоит из мембраны, насоса и фильтров, и является незаменимым инструментом для обеспечения чистой воды в различных сферах деятельности.
Осмос
Явление осмоса лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Благодаря ему в каждую живую клетку поступают питательные вещества и, наоборот, выводятся шлаки.
Явление осмоса наблюдается, когда два соляных раствора с разными концентрациями разделены полупроницаемой мембраной.
Эта мембрана пропускает молекулы и ионы определенного размера, но служит барьером для веществ с молекулами большего размера. Таким образом, молекулы воды способны проникать через мембрану, а молекулы растворенных в воде солей - нет.
Если по разные стороны полупроницаемой мембраны находятся солесодержащие растворы с разной концентрацией, молекулы воды будут перемещаться через мембрану из слабо концентрированного раствора в более концентрированный, вызывая в последнем повышение уровня жидкости. Из-за явления осмоса процесс проникновения воды через мембрану наблюдается даже в том случае, когда оба раствора находятся под одинаковым внешним давлением.
Разница в высоте уровней двух растворов разной концентрации пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану. Эта сила называется "осмотическим давлением".
Обратный осмос
В случае, когда на раствор с большей концентрацией воздействует внешнее давление, превышающее осмотическое, молекулы воды начнут двигаться через полупроницаемую мембрану в обратном направлении, то есть из более концентрированного раствора в менее концентрированный называется "обратным осмосом". По этому принципу и работают все мембраны обратного осмоса.
В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Таким образом, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.
Промышленный обратный осмос - это применение обратного осмоса в производственных и промышленных масштабах, где требуется очистка больших объемов воды. Промышленный обратный осмос представляет собой современный и эффективный метод очистки воды, который обеспечивает высокую степень очистки и безопасность. Он состоит из мембраны, насоса и фильтров, и является незаменимым инструментом для обеспечения чистой воды в различных сферах деятельности.
Термины и понятия в обратном осмосе
Исходная вода – вода поступающая на установку обратного осмоса
Пермеат – «чистая» вода
Концентрат – «грязная» вода
Антискалант – это химическое вещество, используемое для предотвращения образования различных отложений на мембранах обратного осмоса. Антискаланты помогают поддерживать оптимальное состояние мембраны и обеспечивают ее долговечность.
Проницаемость или удельная производительность мембраны. Проницаемость мембраны определяет количество очищенной воды, проходящей через единицу времени через единицу площади мембраны. Это важный численный параметр, который влияет на общую производительность системы обратного осмоса.
Селективность мембраны – также играет важную роль в промышленном обратном осмосе. Она определяется как процент растворенного вещества, задержанного мембраной. Благодаря этой характеристике мембраны возможно разделение различных компонентов воды и получение высококачественного пермеата (чистой воды).
Состав оборудования установок обратного осмоса
Установки промышленного обратного осмоса состоят из нескольких ключевых компонентов.
Во-первых, это полупроницаемая мембрана, которая играет главную роль в процессе фильтрации. Мембрана имеет мельчайшие поры, которые позволяют проходить только молекулам воды, исключая вредные примеси. Такая мембрана может удерживать частицы размером всего в несколько нанометров, обеспечивая высокую степень очистки воды.
Второй важный компонент – это насос, который создает необходимое давление для проталкивания воды через мембрану. Давление обратного осмоса может быть достигнуто путем подачи воды под высоким давлением на одну сторону мембраны, тем самым принуждая воду проникать через мельчайшие поры. Это позволяет получать чистую воду на выходе.
Третий компонент – это фильтры и предварительные очистители, которые удаляют крупные примеси и загрязняющие вещества, такие как песок, глина, органические соединения и химические вещества. Это гарантирует более эффективную работу мембраны и предотвращает ее засорение.
Промышленный обратный осмос представляет собой технологию, при которой вода проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного раствора в менее концентрированный раствор в обратном для осмоса направлении. Процесс обратим благодаря применению определенного давления.
При прохождении через мембрану, вода пропускается, в то время как растворенные вещества, такие как соли жесткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, малые молекулы и красители, не проникают через нее. Для обеспечения более эффективной работы системы рекомендуется использование предварительных ступеней очистки, включающих механическую очистку и микро-, ультра- или нанофильтрацию, которые удаляют более крупные частицы.
Применение промышленных систем обратного осмоса разнообразно и охватывает множество отраслей. Они используются в производстве соков и напитков, производстве питьевой воды, медицине, парфюмерии, фармацевтике, производстве целлюлозы и бумаги, опреснении морской воды для различных нужд, а также в теплоэнергетике, микроэлектронике и химической промышленности. Важным аспектом является использование воды с минимальным содержанием растворенных веществ, в частности солей жесткости, железа и оксида кремния, в паровых котлах котельных (ТЭЦ, АЭС).
Принципиальная схема обратного осмоса
1. Каркас/рама, обеспечивающий прочность и устойчивость всей системы.
2. Пусковой/управляющий шкаф, который контролирует работу оборудования и обеспечивает безопасность операций.
3. Манометры давления на основных линиях, обеспечивающие контроль за давлением в системе и возможность оперативной регулировки.
4. Механический фильтр, предназначенный для удаления механических частиц и сорбента из подачи воды.
5. Мембранный корпус, в котором располагаются мембраны осмоса.
6. Центробежный насос высокого давления, обеспечивающий подачу воды под высоким давлением к мембранам и процесс фильтрации.
7. Насос и бак для химической мойки мембран, необходимые для регулярной чистки и поддержания эффективности работы мембран.
8. Станция дозирования антискаланта, предназначенная для предотвращения образования отложений на мембранах.
9. Станция дозирования метабисульфита (поглощение хлора), используемая для удаления хлора из подачи воды и защиты мембран от его воздействия.
10. Бак накопитель пермеата, предназначенный для сбора и хранения обработанной воды, которая прошла через мембраны.
В дополнение к перечисленным выше компонентам, в базовую комплектацию обратного осмоса также входят:
1. Реле для защиты от «сухого хода» насоса, обеспечивающее автоматическое отключение насоса в случае отсутствия подачи воды.
2. Ротаметры на пермеатной и концентратной линии, предназначенные для контроля и измерения расхода обработанной воды и концентрата.
Промышленный обратный осмос - это эффективный и надежный способ очистки воды, который находит применение во многих отраслях промышленности. Дополнительное оборудование, такое как блок контроля солесодержания и температуры, антискаланты, а также мембраны с высокой проницаемостью и селективностью, позволяют достичь оптимальных результатов и обеспечить постоянное качество воды.
Одним из примеров такого оборудования является блок контроля солесодержания и температуры, который позволяет наблюдать и регулировать уровень соли и температуру воды, обрабатываемой системой.
В системах обратного осмоса бытового назначения давление входной воды на мембрану соответствует давлению воды в трубопроводе. В случае, если давление возрастает, поток воды через мембрану также возрастает.
На практике, мембрана не полностью задерживает растворенные в воде вещества. Они проникают через мембрану, но в ничтожно малых количествах. Поэтому очищенная вода все-таки содержит незначительное количество растворенных веществ. Важно, что повышение давления на входе не приводит к росту содержания солей в воде после мембраны. Наоборот, большее давление воды не только увеличивает производительность мембраны, но и улучшает качество очистки. Другими словами, чем выше давление воды на мембране, тем больше чистой воды лучшего качества можно получить.
В процессе очистки воды концентрация солей со стороны входа возрастает, из-за чего мембрана может засориться и перестать работать. Для предотвращения этого вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смывающий "рассол" в дренаж.
Эффективность процесса обратного осмоса в отношении различных примесей и растворенных веществ зависит от ряда факторов. Давление, температура, уровень рН, материал, из которого изготовлена мембрана, и химический состав входной воды, влияют на эффективность работы систем обратного осмоса.
Неорганические вещества очень хорошо отделяются обратноосмотической мембраной. В зависимости от типа применяемой мембраны (ацетатцеллюлозная или тонкопленочная композитная) степень очистки составляет по большинству неорганических элементов 85%-98%.
Мембрана обратного осмоса также удаляет из воды и органические вещества . Органические вещества с молекулярным весом более 100-200 удаляются полностью; а с меньшим - могут проникать через мембрану в незначительных количествах. Большой размер вирусов и бактерий практически исключает вероятность их проникновения через мембрану.
Промышленные системы обратного осмоса water.ru
Подробнее о системах обратного осмоса, о промышленных установках обратного осмоса на сайте: