Ano angreverse osmosis purifier Ang artikulo ay naglalayon sa mga taong may kaunti o walang karanasan sareverse osmosis purifier tubig at susubukan na ipaliwanag ang mga pangunahing kaalaman sa mga simpleng termino na dapat mag-iwan sa mambabasa ng isang mas mahusay na pangkalahatang pag-unawa sareverse osmosis purifier teknolohiya ng tubig at mga aplikasyon nito.

Pag-unawareverse osmosis purifier

Ang reverse osmosis purifier (RO) ay isang membrane-based demineralization technique na ginagamit upang paghiwalayin ang mga dissolved solids, gaya ng mga ions, mula sa solusyon (karamihan sa mga application ay may kasamang water-based na solusyon, na siyang pokus ng gawaing ito). reverse osmosis purifierMga lamadsa pangkalahatan ay kumikilos bilang perm-selective barrier, mga hadlang na nagpapahintulot sa ilang species (gaya ng tubig) na piliing tumagos sa kanila habang piling pinapanatili ang iba pang natutunaw na species (tulad ng mga ions). Ipinapakita ng Figure 1.1 kung paano inihahambing ang RO perm-selectivity sa maraming iba pang mga membrane-based at conventional filtration techniques. Tulad ng ipinapakita sa figure, nag-aalok ang RO ng pinakamahusay na pagsasala na kasalukuyang magagamit, tinatanggihan ang karamihan sa mga natunaw na solid pati na rin ang mga nasuspinde na solid. (Tandaan na bagamanMga lamad ng ROay mag-aalis ng mga nasuspinde na solido, ang mga solidong ito, kung naroroon sa RO feed water, ay makokolekta sa ibabaw ng lamad at bumubulusok sa lamad.

Larawan 1.1 Membrane Selectivity

Osmosis

Ang Osmosis ay ang proseso kung saan dumadaloy ang tubig sa a semipermeable lamad mula sa isang solusyon na may mababang konsentrasyon ng dissolved solids hanggang sa isang solusyon na may mataas na konsentrasyon ng dissolved solids.

Larawan ng isang cell na nahahati sa 2 compartments sa pamamagitan ng isang semipermeable membrane, tulad ng ipinapakita sa Figure 1.2. Ang lamad na ito ay nagpapahintulot sa tubig at ilang mga ion na dumaan dito, ngunit hindi natatagusan ng karamihan sa mga natunaw na solido. Ang isang kompartimento sa cell ay may solusyon na may mataas na konsentrasyon ng dissolved solids habang ang isa pang compartment ay may solusyon na may mababang konsentrasyon ng dissolved solids. Ang Osmosis ay ang natural na proseso kung saan dadaloy ang tubig mula sa compartment na may mababang konsentrasyon ng dissolved solids patungo sa compartment na may mataas na konsentrasyon ng dissolved solids. Ang tubig ay patuloy na dumadaloy sa lamad hanggang sa ang konsentrasyon ay mapantayan sa magkabilang panig ng lamad.

Figure 1.2 Diagram ng Daloy ng Proseso ng Osmosis

Sa equilibrium, ang konsentrasyon ng mga dissolved solids ay pareho sa parehong compartments (Figure 1.2); wala nang net flow mula sa isang compartment papunta sa isa pa. Gayunpaman, ang kompartimento na dating naglalaman ng mas mataas na konsentrasyon ng solusyon ngayon ay may mas mataas na antas ng tubig kaysa sa iba pang kompartimento.

Ang pagkakaiba sa taas sa pagitan ng 2 compartments ay tumutugma sa osmotic pressure ng solusyon na ngayon ay nasa equilibrium.

Reverse osmosis purifier

Ang reverse osmosis purifier ay ang proseso ng Osmosis sa kabaligtaran. Samantalang ang Osmosis ay natural na nangyayari nang walang kinakailangang enerhiya, upang baligtarin ang proseso ng osmosis kailangan mong ilapat ang enerhiya sa mas maraming asin na solusyon. Ang reverse osmosis purifier membrane ay isang semi-permeable membrane na nagpapahintulot sa pagpasa ngmga molekula ng tubigngunit hindi ang karamihan ng mga dissolved salts, organics, bacteria at pyrogens. Gayunpaman, kailangan mong 'itulak' ang tubig sa pamamagitan ng reverse osmosis purifier membrane sa pamamagitan ng paglalapat ng presyon na mas malaki kaysa sa natural na nagaganap na osmotic pressure upang ma-desalinate (demineralize o deionize) ang tubig sa proseso, na nagpapahintulot sa purong tubig na dumaan habang pinipigilan ang isang karamihan ng mga kontaminante.

Figure 1.3 Reverse Osmosis Process Flow Diagram

Paanoreverse osmosis purifier Trabaho?

Reverse osmosis purifier ay isang teknolohiya sa paggamot ng tubig na may tuluy-tuloy na operasyon na gumagamit ng presyon upang pumasa sa pinagmulan tubig sa pamamagitan ng lamad, ito ay lata at sa gayon ay naghihiwalay ng mga dumi sa tubig.

Reverse osmosis purifier(RO) gumaganasa pamamagitan ng pagbaligtad sa prinsipyo ng osmosis, ang natural na ugali ng tubig na may mga dissolved salts na dumaloy sa isang lamad mula sa mas mababa hanggang sa mas mataas na konsentrasyon ng asin. Ang prosesong ito ay matatagpuan sa buong kalikasan. Ginagamit ito ng mga halaman upang sumipsip ng tubig at sustansya mula sa lupa. Sa mga tao at iba pang mga hayop, ang mga bato ay gumagamit ng osmosis upang sumipsip ng tubig mula sa dugo.

Binabaliktad ng reverse osmosis purifier ang prosesong iyon. Sa isangRO system, ang pressure — karaniwang mula sa isang pump— ay ginagamit upang madaig ang natural na osmotic pressure, na pinipilit ang feedwater kasama ang pagkarga nito ng mga dissolved salts at iba pang impurities sa pamamagitan ng isang napaka-sopistikado, semipermeable membrane na nag-aalis ng mataas na porsyento ng mga impurities. Ang produkto ng prosesong ito ay napakadalisay na tubig.

Ang mga tinanggihang asing-gamot at dumi ay tumutuon at nakolekta sa itaas ng lamad at ipinapasa mula sa sistema upang maubos o papunta sa iba pang mga proseso. Kaya, sa isang tipikal na komersyal o pang-industriya na aplikasyon, 75% ng feedwater ay dinadalisay. Sa mga aplikasyon kung saan mahalaga ang pagtitipid ng tubig, 85% ng feedwater ay nilinis na tubig.

Ang isang RO system ay gumagamit ng cross-filtration, kung saan ang solusyon ay tumatawid sa filter na may dalawang saksakan: ang na-filter na tubig ay napupunta sa isang paraan at ang kontaminadong tubig ay napupunta sa ibang paraan. Kaya, upang maiwasan ang pagtatayo ng mga contaminant, ang cross-flow filtration ay nagbibigay-daan sa tubig na tangayin ang contaminant buildup at sapat na turbulence upang mapanatiling malinis ang ibabaw ng lamad.

Ano ang Ginagawa ng mga Contaminantsreverse osmosis purifier (RO) Alisin?

• Reverse osmosis purifier Ang mga system ay may napakataas na bisa sa pag-alis ng protozoa (halimbawa, Cryptosporidium, Giardia);

• Ang RO Systems ay may napakataas na bisa sa pag-alis ng bacteria (halimbawa, Campylobacter, Salmonella, Shigella, E. coli);

• Reverse osmosis purifier Ang mga system ay may napakataas na bisa sa pag-alis ng mga virus (halimbawa, Enteric, Hepatitis A, Norovirus, Rotavirus);

• Aalisin ng Osmosis Systems ang mga karaniwang kemikal na contaminants (metal ions, aqueous salts), kabilang ang sodium, chloride, copper, chromium, at lead; maaaring bawasan ang arsenic, fluoride, radium, sulfate, calcium, magnesium, potassium, nitrate, at phosphorous.

  
  

Pagkalkula ng Pagganap at Disenyo para sareverse osmosis purifier (RO) System

Kapag tayo ay nagdidisenyo ng a reverse osmosis purifier sistema una, kailangan nating malaman ang pinagmumulan ng tubig, ulat ng pagsusuri ng tubig at aplikasyon. Dahil ang tatlong hamon na ito ay mahalaga sa pagpili ng materyal, paglalapat ng presyon at daloy. Samantala, pagkatapos makuha ang impormasyong ito, upang tumpak na masukat ang pagganap ng isang RO system paggamot ng tubig kailangan mo ang sumusunod na mga parameter ng operasyon sa pinakamababa para sa suplay ng tubig:

· Presyon ng feed

· Tumagos presyon

· I-concentrate ang presyon

· Feed kondaktibiti

· Tumagos sa kondaktibiti

· Daloy ng feed

· Tumagos sa daloy

· Temperatura

Pagbawi

Ang pagbawi (minsan ay tinutukoy bilang "conversion") ay isang terminong ginamit upang ilarawan kung anong dami ng porsyento ng maimpluwensyang tubig ang "nabawi" bilang tumagos. Sa pangkalahatan, ang mga pagbawi ng RO system ay mula sa humigit-kumulang 50% hanggang 85%, kasama ang karamihan ng mga system na idinisenyo para sa 75% na pagbawi. (Ang pagbawi ng indibidwal na spiral wound membrane module ay nag-iiba mula sa humigit-kumulang 10% hanggang 15%. Ang pagbawi ng system na 75% ay nangangahulugan na para sa bawat 100 gpm na may impluwensya, 75 gpm ay magiging permeate bilang rreverse osmosis na tubig at 25 gpm ay mananatili bilang concentrate, ito ay puro solusyon.

Ang pagbawi ay kinakalkula gamit ang sumusunod na equation:

% Pagbawi = (permeate flow / feed flow) * 100

Sa 75% na pagbawi, ang dami ng concentrate ay isang-ikaapat na bahagi ng dami ng impluwensya. Kung ipagpalagay na ang lamad ay nagpapanatili ng lahat ng mga natunaw na solido, sila ay mapapaloob sa isang-kapat ng dami ng maimpluwensyang tubig. Samakatuwid, ang konsentrasyon ng mga natitirang dissolved solids ay magiging apat na beses kaysa sa influent stream (dahil hindi lahat ng dissolved solids ay pinanatili ng lamad, ito ay nagiging approximation lamang). Ito ay tinatawag na "concentration factor." Sa 50% na pagbawi, ang dami ng concentrate ay magiging kalahati ng impluwensya ng tubig. Sa kasong ito, ang mga dissolved solids ay magiging puro sa pamamagitan ng isang factor ng dalawa, kaya ang concentration factor ay magiging 2. Ipinapakita ng talahanayan ang concentration factor bilang isang function ng recovery. Ang pag-unawa sa pagtanggi sa konsentrasyon ay mahalaga dahil ang concentrate na bahagi ng lamad ay ang lugar kung saan nangyayari ang fouling at scaling nang naaayon.

Pagtanggi

Ang pagtanggi ay isang terminong ginamit upang ilarawan kung anong porsyento ng isang maimpluwensyang species ang nananatili sa isang lamad. Halimbawa, ang 98% na pagtanggi sa silica ay nangangahulugan na ang lamad ay magpapanatili ng 98% ng maimpluwensyang silica. Nangangahulugan din ito na 2% ng influent silica ay dadaan sa lamad patungo sa permeate (kilala bilang "salt passage").

Ang pagtanggi sa isang partikular na species ay kinakalkula gamit ang sumusunod na equation:

% Pagtanggi = [(Cf – Cp)/ Cf] * 100
Cf = nakakaimpluwensyang konsentrasyon ng isang partikular na bahagi
Cp = permeate concentration ng isang partikular na bahagi

Salt Passage %

Ito ay simpleng kabaligtaran ng pagtanggi ng asin na inilarawan sa nakaraang equation. Kaya, ito ang bilang ng mga asin na ipinahayag bilang isang porsyento na dumadaan sa RO system. Kaya, mas mababa ang daanan ng asin, mas mahusay ang pagganap ng system. Ang isang mataas na daanan ng asin ay maaaring mangahulugan na ang mga lamad ay nangangailangan ng paglilinis o pagpapalit.

Salt Passage % = (1 – Salt Rejection %)

Flux

Ang flux ay tinukoy bilang ang volumetric na daloy ng daloy ng isang likido sa isang partikular na lugar. Sa kaso ng RO, ang likido ay tubig at ang lugar ay sa lamad. Sa wika ng RO, ang flux ay ipinahayag bilang mga galon ng tubig bawat square foot ng lamad bawat araw, (gfd). Kaya, ang pagkilos ng tubig sa pamamagitan ng isang lamad ng RO ay proporsyonal sa puwersang nagtutulak ng netong presyon na inilapat sa tubig.

J=K(ΔP-ΔP)

saan:

J = daloy ng tubig

K = water transport coefficient = permeability / kapal ng aktibong layer ng lamad

ΔP = pagkakaiba ng presyon sa buong lamad

ΔΠ = pagkakaiba ng osmotic pressure sa buong lamad

Polarisasyon ng Konsentrasyon

Sa pinakasimpleng termino, ang daloy ng tubig na dumaan sa isang RO membrane ay katulad ng daloy ng tubig sa pamamagitan ng pipe, Figure 1.4. Kaya, ang daloy sa bulk solution ay convective, habang ang daloy sa boundary layer ay diffusive at patayo sa convective flow ng bulk solution. Walang convective flow sa boundary layer nang naaayon.

Figure 1.4 Hydraulic boundary layer na nabuo na may fluid flow sa isang pipe.

Kaya, ang mas mabagal na bilis ng tubig sa pamamagitan ng tubo, nagiging mas makapal ang boundary layer. Ngayon, isaalang-alang ang daloy sa ibabaw ng isang lamad. Ang parehong boundary layer ay bumubuo tulad ng sa daloy sa pamamagitan ng isang pipe. Gayunpaman, sa isang sistema ng lamad, dahil mayroong isang net na daloy sa pamamagitan ng lamad, mayroong convective na daloy sa lamad, ngunit ang diffusional na daloy lamang ang layo mula sa lamad. Dahil ang diffusion ay mas mababa kaysa sa convection, ang mga solute na tinanggihan ng lamad ay may posibilidad na magtayo sa ibabaw at sa boundary layer. Kaya, ang konsentrasyon ng mga solute sa ibabaw ng lamad ay mas mataas kaysa sa bulk solution.

Reverse osmosis purifier (RO) System: Pag-unawa sa Pagkakaiba ng Passes at Stage sa areverse osmosis purifier (RO) System

Ang mga terminong stage at pass ay kadalasang nagkakamali para sa parehong bagay sa isang RO system at maaaring nakakalito sa terminolohiya para sa isang RO operator. Mahalagang maunawaan ang pagkakaiba sa pagitan ng 1 at 2 stage RO at isang 1 at 2 pass RO.

Figure 1.5 1 Stage Reverse Osmosis System

Mga array

Nakatuon sa spiral wound membrane modules bilang ang pinakakaraniwang uri ng membrane modules na ginagamit sa industriya ngayon, ang RO array o "skid" o "tren" ay binubuo ng ilang pressure vessel na nakaayos sa mga partikular na pattern. Ang Figure 1.6 ay nagpapakita ng isang hanay ng 3 pressure vessel nang naaayon.

Figure 1.6 2 Stage Reverse Osmosis System

Ang mga pressure vessel ay nakaayos sa 2 set, na may 2 pressure vessel na magkatulad na sinusundan ng 1 solong pressure vessel. Ang 2 set ng mga pressure vessel ay nasa serye. Ang bawat hanay ng mga pressure vessel na magkatulad (kahit na mayroon lamang 1 vessel) ay tinatawag na STAGE.

Ang RO system na ipinapakita sa Figure 1.6 ay tinatawag na 2-stage array, o isang 2:1 array, na nagpapahiwatig na mayroong 2 yugto (sa pamamagitan ng 2 numero), at ang unang yugto ay may 2 pressure vessel, at ang pangalawang yugto ay may 1 sisidlan ng presyon. Ang 10:5 array ay magkakaroon ng 2 yugto; ang unang yugto ay magkakaroon ng 10 pressure vessel habang ang pangalawang yugto ay magkakaroon ng 5 pressure vessel. Ang array na 4:2:1 ay magkakaroon ng 3 yugto, na may 4 na pressure vessel sa unang yugto, 2 pressure vessel sa ikalawang yugto, at 1 pressure vessel sa ikatlong yugto.

I-recycle

Ipinapakita ng Figure 5.6 ang isang RO array na may concentrate recycle. Ang isang concentrate recycle ay karaniwang ginagamit sa mas maliliit na RO system, kung saan ang cross-flow velocity ay hindi sapat na mataas upang mapanatili ang mahusay na paglilinis ng ibabaw ng lamad. Ang pagbabalik ng bahagi ng concentrate sa feed ay nagpapataas ng cross-flow velocity at nagpapababa ng indibidwal na pagbawi ng module, at sa gayon ay binabawasan ang panganib ng fouling.

Figure 1.7 Two-by-one array na may concentrate recycle.

Ang recycle ay may ilang mga disadvantage din:

· Mababang pangkalahatang kalidad ng produkto. Ito ay dahil ang medyo mataas na konsentrasyon na pagtanggi ay idinagdag sa mas mababang konsentrasyon na impluwensya.

· Mas malaking mga kinakailangan sa feed-pump, dahil ang RO feed pump ay dapat na ngayong i-pressurize ang influent stream kasama ang recycled reject stream. Bilang resulta, ang RO feed pump ay dapat na mas malaki, na maaaring mangahulugan ng mas mataas na kapital para sa RO system.

· Mas mataas na pagkonsumo ng enerhiya, muli dahil sa mga pagtanggi at maimpluwensyang mga sapa na nagsasama-sama at dapat na repressurize. Nagreresulta ito sa mas mataas na gastos sa pagpapatakbo para sa system.

Dobleng Pass

Ang double pass (o two-pass) ay tumutukoy sa karagdagang paglilinis ng permeate mula sa isang RO sa pamamagitan ng pagpapatakbo nito sa isa pang RO. Ang unang RO, tulad ng inilarawan sa Kabanata 5.1, ang magiging unang pass. Ang permeate mula sa unang pass ay ipapadala sa isa pang RO na kilala bilang second-pass RO. Ang second-pass na RO ay "pinakintab" ang first-pass na produkto ng RO upang magbunga ng mas mataas na kalidad na tubig.

Larawan 1.8 Double Pass Reverse Osmosis

Ipinapakita ng Figure 1.8 ang isang double-pass na RO system. Ang mga prinsipyo ng disenyo para sa pangalawang pass ay karaniwang kapareho ng para sa unang pass. Gayunpaman, dahil sa mababang konsentrasyon ng dissolved at suspended solids sa influent hanggang sa pangalawang pass, ang influent at concentrate na daloy ay maaaring mas mataas at mas mababa, ayon sa pagkakabanggit, kaysa para sa first-pass RO system.

Pre-Treatment para sareverse osmosis purifier

Ang pagganap at matagumpay na operasyon ng isang RO system ay direktang nakasalalay sa kalidad ng tubig na nagpapakain sa RO. Ang likas na katangian ng feed water constituents ay maaaring maka-impluwensya sa performance ng lamad sa pamamagitan ng pagdudulot ng scaling, fouling, o degradation ng lamad.

Kalidad ng tubig ay mahalaga bago magpadala ng tubig sa mga semi-permeable na RO membrane, mabisa ang pre-treatment para mabawasan ang fouling, scaling, o problema sa degradation ng lamad.

Solidong hindi naghalo ng tuluyan

Ang mga nasuspinde na solid ay karaniwang sinusukat gamit ang labo. Ang turbidity ay sumusukat sa kakayahan ng light-scattering ng mga particle sa tubig. Ang mga alituntunin sa kalidad ng tubig ay tumatawag para sa isang maimpluwensyang labo na mas mababa sa 1 Nephelometric Turbidity Units (NTU), na nangyayari rin bilang isang kinakailangan sa warranty ng mga tagagawa ng lamad. Lumampas sa 1 NTU at ang warranty ng lamad ay walang bisa. Kung mas mababa ang labo, mas maliit ang posibilidad na ang mga lamad ay mabaho sa mga nasuspinde na solido. Ang pinakamahuhusay na kagawian ng RO ay tumatawag para sa labo ng tubig ng feed na mas mababa sa 0.5 NTU.

Mga mikrobyo

Ang microbial fouling ng mga lamad ng RO ay isang makabuluhang isyu. Ang mga kolonya ng bakterya ay lalago halos kahit saan sa module ng lamad kung saan ang mga kondisyon ay kanais-nais. Ang polarisasyon ng konsentrasyon ay nagbibigay ng isang kapaligiran sa tabi ng ibabaw ng lamad na pinayaman sa mga sustansya para sa mga mikrobyo. Ang mga kolonya ng satellite ay maaaring masira at magsimulang tumubo sa ibang lugar sa loob ng module ng lamad, na nagpapataas ng lugar sa ibabaw ng lamad na natatakpan ng mga mikrobyo at ng kanilang nauugnay na biofilm. Ang microbial fouling ay magpapababa sa produktibidad ng lamad, magpapataas ng operating pressure, at magpapataas ng pressure drop.

Organics

Ang mga organiko ay sumisipsip sa ibabaw ng lamad na nagreresulta sa pagkawala ng flux na maaaring maging permanente sa ilang mga kaso.4 Ang adsorption ay pinapaboran sa pH na mas mababa sa 9 at kung saan ang mga organikong compound ay positibong sinisingil. Ang partikular na mahirap ay ang mga emulsified na organiko, na maaaring bumuo ng isang organikong pelikula sa ibabaw ng lamad. Ang organikong fouling ay nagpapalala ng microbial fouling, dahil maraming mga organiko ang mga sustansya para sa mga mikrobyo. Inirerekomenda na ang organic na konsentrasyon, gaya ng sinusukat ng kabuuang organic carbon (TOC) ay mas mababa sa 3 ppm upang mabawasan ang potensyal ng fouling. Ang organikong fouling ng lamad ay magpapababa sa pagiging produktibo ng lamad.

Kulay

Ang kulay ay sumisipsip din sa ibabaw ng RO lamad. Karaniwang binubuo ang kulay ng mga natural na nagaganap na humic substance na nabubuo kapag nabubulok ang mga organic na substance gaya ng mga dahon. Ang mga humic substance ay binubuo mismo ng tatlong magkakaibang uri ng mga organic compound. Ang humic acid ay ang kulay na namuo sa panahon ng acidification; ang mga organikong ito ay maitim na kayumanggi hanggang itim ang kulay. Ang fulvic acid ay hindi namuo sa panahon ng acidification; ang mga sangkap na ito ay dilaw hanggang dilaw-kayumanggi ang kulay. Sa wakas, ang humin ay hindi natutunaw sa anumang pH at itim ang kulay.

Mga metal

Ang mga lamad ng RO ay madaling mabulok ng mga namuong metal, kabilang ang bakal, manganese, at aluminyo. Ang natutunaw na iron at manganese (at kobalt na nasa ilang solusyon ng bisulfite na ginagamit para sa dechlorination) ay problema rin para sa mga lamad ng RO. Ang mga metal na ito ay mag-catalyze sa oksihenasyon ng RO lamad na nagreresulta ng pagkasira sa lamad. Sa pamamagitan ng pagbaba ng pH at pagbabawas ng konsentrasyon ng oxygen, ang mas mataas na konsentrasyon ng natutunaw na bakal ay maaaring disimulado. Ang metal fouling ay magpapataas ng pressure drop at magpapababa ng produktibidad. Ang oksihenasyon ng lamad na may mga natutunaw na metal ay magreresulta sa mas mababang pagtanggi sa asin at mas mataas na produktibidad.

Hydrogen Sulfide

Ang hydrogen sulfide ay karaniwang matatagpuan sa tubig ng balon na walang oxygen. Ang tambalang ito ay madaling nag-oxidize at naglalabas ng elemental na asupre, na napakalagkit at nagreresulta sa hindi maibabalik na fouling ng mga lamad ng RO. Ang mga metal sulfide ay maaari ding mabuo, na maaaring mamuo. Ang mga deposito ay maaaring sooty-black o pasty-grey. Ang fouling na may elemental na sulfur o metallic sulfides ay magdudulot ng pagbaba kung ang flux at pagtaas ng salt passage.

Silica

Ang silica, bilang mga hindi matutunaw na silicate at bilang natutunaw o "reaktibo" na silica, ay maaaring magdulot ng mga problema para sa isang RO system. Ang mga hindi matutunaw na silicate ay nabubuo kapag ang silica ay namuo. Kapag ang bakal at aluminyo ay naroroon, ang mga silicate ng mga metal na ito ay maaaring mabuo nang mabilis at sa konsentrasyon ng silica ay mas mababa kaysa sa saturation. Ang saturation ng natutunaw na silica ay isang function ng temperatura at pH. Ang silica ay mas natutunaw sa mas mataas na temperatura at sa pH sa ibaba 7.0 at sa itaas 7.8.

Madalas na nililimitahan ng natutunaw na silica ang pagbawi ng isang RO system dahil sa potensyal para sa scaling at ang kahirapan sa pag-alis ng silica scale mula sa mga lamad. Available ang mga silica antiscalant na maaaring humawak ng hanggang sa humigit-kumulang 200 ppm silica (depende sa mga kondisyon at tagagawa ng antiscalant).

Calcium Carbonate

Ang pag-scale ng calcium carbonate ay marahil ang pinakakaraniwang uri ng problema, maliban sa microbial fouling, na nararanasan ng mga lamad ng RO. Sa kabutihang palad, ito ay medyo madaling makita at mahawakan. Karaniwan, kung ang ion product (IP) ng calcium carbonate sa RO reject ay mas malaki kaysa sa solubility constant (Ksp) sa ilalim ng mga kondisyon ng pagtanggi, pagkatapos ay bubuo ang calcium carbonate scale. Kung IP < Ksp, malabong mag-scale.

Trace Metals-Barium at Strontium

Ang barium at strontium ay bumubuo ng mga kaliskis ng sulfate na hindi madaling matunaw. Sa katunayan, ang barium ay ang pinakamaliit na natutunaw sa lahat ng alkaline-earth sulfate. Maaari itong kumilos bilang isang katalista para sa strontium at calcium sulfates scale. Ang mga pagsusuri sa produktong ion na may mga pare-parehong solubility para sa barium at strontium sulfates ay kinakailangan upang matukoy ang potensyal para sa pag-scale sa mga species na ito. Kung ang ion product (IP) para sa barium sulfate ay lumampas sa solubility constant, bubuo ang scale. Tandaan na sa kaso ng strontium sulfate, kung IP>0.8Ksp scaling ay malamang. Gayunpaman, ang panahon ng induction (ang oras na kailangan para mabuo ang sukat) ay mas mahaba para sa mga kaliskis na ito na nakabatay sa sulfate kaysa sa sukat ng calcium carbonate.

Ang barium at strontium ay maaaring mabawasan sa RO feed water gamit ang sodium softening. Maaaring gamitin ang antiscalant upang kontrolin o pigilan ang pag-scale nang hindi binabawasan ang konsentrasyon ng alinmang species.

Chlorine

Ang polyamide, composite membrane ay napakasensitibo sa libreng chlorine (tandaan mula sa Kabanata 4.2.1 na ang mga cellulose acetate membrane ay maaaring magparaya hanggang sa 1 ppm ng libreng chlorine nang tuloy-tuloy). Ang pagkasira ng polyamide composite membrane ay nangyayari halos kaagad sa pagkakalantad at maaaring magresulta sa makabuluhang pagbawas sa pagtanggi pagkatapos ng 200 at 1,000-ppm na oras ng pagkakalantad sa libreng chlorine (sa madaling salita pagkatapos ng 200-1,000 na oras na pagkakalantad sa 1 ppm na libreng chlorine). Ang rate ng pagkasira ay nakasalalay sa dalawang mahahalagang salik:

1) mas mabilis ang pagkasira sa mataas na pH kaysa sa neutral o mababang pH,
2) ang pagkakaroon ng mga transition metal tulad ng iron, ay mag-catalyze sa oksihenasyon ng lamad.

Ang mekanismo ng pagkasira ay ang pagkawala ng polymer crosslinking. Nagreresulta ito sa pagkatunaw ng polimer ng lamad, katulad ng isang naylon na medyas kapag nalantad sa chlorine bleach. Ang pinsala ay hindi maibabalik at magpapatuloy hangga't ang lamad ay nakalantad sa oxidizer.

Mga Solusyon sa Pretreatment

Mga Filter ng Presyon ng Multimedia

Ang mga filter ng presyon ng multimedia ay idinisenyo upang bawasan ang labo at mga colloid (sinusukat bilang SDI) sa tubig. Ang mga filter na ito ay maaaring mag-alis ng mga particle hanggang sa halos 10 microns ang laki. Kung ang isang coagulant ay idinagdag sa filter na maimpluwensyang stream, ang pagbabawas ng mga particle hanggang sa 1-2 microns ay maaaring minsan ay magawa. Ang karaniwang kahusayan sa pag-alis para sa mga filter ng presyon ng multimedia ay humigit-kumulang 50% ng mga particle sa hanay ng laki na 10 – 15 micron. Ang impluwensyang labo para sa RO pretreatment ay limitado sa humigit-kumulang 10 NTU. Sa turbidity na higit sa 10 NTU, ang mga filter na ito ay maaaring masyadong madalas na mag-backwash upang magbigay ng pare-parehong kalidad ng effluent sa makatwirang haba ng pagtakbo.

Ang mga filter ng presyon ng multimedia ay naglalaman ng mga nagtapos na layer ng anthracite sa ibabaw ng buhangin sa ibabaw ng garnet. Ang Figure 1.9 ay nagpapakita ng cross section ng isang multimedia filter. Ang pinong materyal na garnet ay mas siksik kaysa sa magaspang na materyal na anthracite. Walang hiwalay na hangganan sa pagitan ng bawat isa sa mga layer; mayroong isang unti-unting paglipat mula sa isang materyal na density at kagaspangan patungo sa susunod. Kung hindi, magkakaroon ng buildup ng mga particle sa bawat interface. Ang mga particle ay kasunod na inalis sa pamamagitan ng filter gamit ang pisikal na entrapment. Ang mas malalaking particle ay inaalis sa ibabaw sa pamamagitan ng anthracite, habang ang mas maliliit na particle ay kasunod na inaalis sa pamamagitan ng buhangin at garnet. Nag-aalok ang mga multimedia filter ng mas pinong pagsasala kaysa sa dual media (anthracite at sand) na mga filter dahil sa medyo pinong katangian ng garnet.

Mga Filter ng Carbon

Mga activated carbon filter ay ginagamit upang bawasan ang konsentrasyon ng mga organic sa RO feed water. Ginagamit din ang mga filter na ito upang alisin ang mga oxidant tulad ng libreng chlorine mula sa RO feed water.

Ang activated carbon ay nagmula sa mga likas na materyales tulad ng bituminous coal, lignite, kahoy, fruit pits, buto, at bao ng niyog, upang pangalanan ang ilan. Ang mga hilaw na materyales ay pinaputok sa isang mababang kapaligiran ng oxygen upang lumikha ng char, na pagkatapos ay isinaaktibo ng singaw, carbon dioxide o oxygen. Para sa karamihan ng mga pang-industriyang aplikasyon, ginagamit ang bituminous carbon. Ito ay dahil sa mas maliit na laki ng mga pores, mas mataas na lugar sa ibabaw at mas mataas na density kaysa sa iba pang mga anyo ng carbon na nagbibigay ng bituminous carbon na mas mataas na kapasidad para sa chlorine. Ang carbon ay maaari ding dumating sa isa sa 3 anyo: powdered (PAC), extruded block (CB), at granular (GAC).

Karamihan sa mga pang-industriyang aplikasyon ay gumamit ng GAC dahil ito ang pinakamababang halaga ng 3 uri ng carbon media at ang ganitong uri ng carbon ay maaaring magamit muli.

Ang lahat ng carbon ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na lugar sa ibabaw. Ang isang gramo ng carbon ay maaaring magkaroon ng surface area na lampas sa 500m2, na may 1,500 m2 na maaabot. Ang mataas na lugar sa ibabaw ay kinakailangan para sa pagbabawas ng mga organic at chlorine sa loob ng makatwirang oras ng paninirahan.

Mga Filter na Bakal

Maraming tubig sa balon ang naglalaman ng natutunaw na bakal, manganese, at hydrogen sulfide na nag-o-oxidize sa presensya ng oxygen o chlorine upang bumuo ng mga hindi matutunaw na hydroxides at elemental na sulfur, na ang lahat ay maruming RO lamad (sa kaso ng elemental sulfur, ang fouling ay hindi maibabalik).

Ang Manganese dioxide media ay ginagamit upang i-oxidize at i-filter ang mga oxidized na metal. Sa partikular, ang manganese greensand at mga alternatibo tulad ng BIRM (minsan ay tinatawag na mas mahusay na media sa pagtanggal ng bakal) at Filox, ay tatlong uri ng media na naglalaman ng manganese dioxide na ginagamit upang i-oxidize at i-filter ang iron, manganese at mga katulad nito (BIRM ay isang rehistradong trademark ng Clack Corporation , Windsor, Wisconsin). Ang Filox ay naglalaman ng pinakamaraming manganese dioxide at may pinakamahabang pag-asa sa buhay sa tatlong media.

Mga Sodium Softener

Ang mga sodium softener ay ginagamit sa ginagamot na RO influent water upang alisin ang natutunaw na katigasan (calcium, magnesium, barium, at strontium) na maaaring bumuo ng scale sa RO membranes. Sa sandaling kilala bilang sodium zeolite softeners, ang zeolites ay pinalitan ng sintetikong plastic resin beads. Para sa mga sodium softener, ang mga resin bead na ito ay strongly acidic cation (SAC) polystyrene resin sa sodium form. Ang aktibong grupo ay benzene sulfonic acid, sa sodium, hindi libreng acid form.

Mga Ginastos na Resin Filter

Ang naubos o naubos na dagta ay ginamit paminsan-minsan upang salain ang tubig na may epekto sa RO. Ang mga filter na ito ay idinisenyo upang alisin ang silt at bawasan ang SDI mula sa mga pinagmumulan ng tubig sa ibabaw.

Ultraviolet Irradiation

Ang ultraviolet (UV) irradiation ay ginagamit upang sirain ang bakterya at bawasan ang mga organikong compound (sinusukat bilang TOC) pati na rin ang pagkasira ng chlorine at chloramines. Ang pamamaraan na ito ay nagsasangkot ng pagpasa ng tubig sa isang UV lamp na gumagana sa isang tiyak na wavelength ng enerhiya.

Ang mga bakterya ay nangangailangan ng dosis ng radiation na katumbas ng humigit-kumulang 10,000 – 30,000 microwatt-segundo/square centimeter. Magagawa ito sa pamamagitan ng paggamit ng 254-nanometer na wavelength. Binabago ng wavelength na ito ang DNA ng mga microbes, na nagdudulot sa kanila na hindi makapag-reproduce, na humahantong sa kanilang kamatayan.

Pretreatment ng Kemikal

Ang kemikal na pretreatment ay nakatuon sa bacteria, hardness scale, at oxidizing agent. Ginagamit ang mga kemikal upang alisin, sirain, pigilan, o bawasan ng kemikal ang mga species na ito.

Mga Chemical Oxidizer para sa Pagdidisimpekta ngreverse osmosis purifier Mga sistema

Kasama sa mga kemikal na oxidizer na ginagamit sa pagdidisimpekta ng mga RO system ang hydrogen peroxide (peroxide), halogens, at ozone. Bagama't ang mga halogens (at partikular na chlorine) ay ang pinakasikat na oxidizer na ginagamit kasabay ng RO pretreatment, wala silang pinakamataas na oxidization-reduction potential (ORP). Gaya ng ipinapakita sa talahanayan, ang ozone at peroxide ay may halos dalawang beses sa kakayahan ng ORP o pagdidisimpekta bilang chlorine.

Sa kabila ng medyo mababang OW, ang chlorine ay ang pinakakaraniwang ginagamit na disinfectant sa maalat na tubig RO pretreatment dahil sa kadalian ng paggamit nito at ang kakayahang magbigay ng natitirang pagdidisimpekta (para sa desalination ng tubig-dagat gamit ang RO, bromine (bilang HOBr) ang pangunahing ginagamit dahil ang mataas na bromine ang konsentrasyon sa karaniwang tubig-dagat ay mabilis na mabubuo ng hypobromous acid kung hypochlrous acid ang ginamit).

Mga antiscalant

Ang mga sequestering agent (kilala rin bilang mga scale inhibitor o antiscalant) ay ginagamit upang mabawasan ang potensyal para sa pagbuo ng scale sa ibabaw ng isang RO membrane. Gumagana ang mga antiscalant sa isa sa tatlong pamamaraan:

· Pagpigil sa threshold-ang kakayahang panatilihing nasa solusyon ang mga supersaturated na asin

· Pagbabago ng kristal-ang kakayahang baguhin ang mga hugis ng kristal, na nagreresulta sa malambot, hindi nakadikit na mga kaliskis

· Dispersion-ang kakayahang magbigay ng isang napaka-negatibong singil sa kristal sa gayo'y pinapanatili silang magkahiwalay at pinipigilan ang pagpapalaganap.

Anti-Fouling

Nangyayari ang fouling kapag naipon ang mga kontaminant sa ibabaw ng lamad na epektibong nakasasaksak sa lamad. Maraming mga contaminant sa munisipal na feed water na hubad sa mata ng tao at hindi nakakapinsala para sa pagkonsumo ng tao, ngunit sapat na malaki upang mabilis na masira (o isaksak) ang isang RO system. Karaniwang nangyayari ang fouling sa harap na dulo ng isang RO system at nagreresulta sa isang mas mataas na pagbaba ng presyon sa buong RO system at isang mas mababang permeate flow. Isinasalin ito sa mas mataas na mga gastos sa pagpapatakbo at kalaunan ay ang pangangailangang linisin o palitan ang mga lamad ng RO. Ang fouling ay magaganap sa kalaunan sa ilang lawak dahil sa sobrang pinong laki ng butas ng isang RO membrane gaano man kabisa ang iyong pretreatment at iskedyul ng paglilinis. Gayunpaman, sa pamamagitan ng pagkakaroon ng wastong pretreatment sa lugar, mababawasan mo ang pangangailangan na tugunan ang mga problemang nauugnay sa fouling sa regular na batayan sa ginagamot na tubig.

Ang fouling ay maaaring sanhi ng mga sumusunod:

· Particulate o colloidal mater (dumi, silt, clay, atbp.)

· Organics (humic/fulvic acids, atbp)

· Mga mikroorganismo (bakterya, atbp). Ang mga bakterya ay nagpapakita ng isa sa mga pinakakaraniwang problema sa fouling dahil ang mga lamad ng RO na ginagamit ngayon ay hindi kayang tiisin ang isang disinfectant tulad ng chlorine at samakatuwid ang mga mikroorganismo ay kadalasang nagagawang umunlad at dumami sa ibabaw ng lamad. Maaari silang gumawa ng mga biofilm na sumasakop sa ibabaw ng lamad at magresulta sa mabigat na fouling.

· Pambihirang tagumpay ng filter media upstream ng RO unit. Ang GAC carbon bed at softener bed ay maaaring magkaroon ng under drain leak at kung walang sapat na post filtration sa lugar, maaaring sirain ng media ang RO system.

Sodium Metabisulfite

Ang dechlorination ng feed water sa polyamide composite membranes ay kailangan dahil hindi kayang tiisin ng polyamide membrane polymer ang mga oxidizer ng anumang uri. Kasama sa mga opsyon para sa dechlorination ang activated carbon, sodium metabisulfite chemical feed, at UV radiation. Ang carbon ay may sariling hanay ng mga paghihirap, tulad ng inilarawan dati, at ang UV radiation ay maaaring maging capital intensive. Ang sodium metabisulfite ay ang pinakakaraniwang ginagamit na pamamaraan para ma-dechlorinate ang RO influent.

Reverse osmosis purifier Mga skid

Kasama sa RO skid ang mga pressure vessel kung saan nakapaloob ang mga module ng lamad. Karaniwan ding kasama ang mga skid mga filter ng kartutso sa isang housing o housings at isang RO feed pump, bagama't ang mga kumbinasyon ay umiiral lamang sa mga pressure vessel o pressure vessel na may mga filter ng cartridge. Sa wakas, may kasama sa skid instrumentation at mga kontrol para sa system. Ipinapakita ng figure ang isang RO skid na may mga bahaging ito.

Ipinapakita ng figure ang isang detalyadong process flow diagram (PFD) para sa isang 2:1 array RO system. Ipinapakita ng figure ang mga pangunahing bahagi ng isang RO system kabilang ang instrumentation, control switch, at valves.

Ang mga bahagi ng isang RO system na tinalakay sa kabanatang ito ay kinabibilangan ng:

· Mga filter ng cartridge

· Mga pump ng RO feed (booster).

· Mga pressure vessel

· Manifolding-mga materyales sa pagtatayo

· Instrumentasyon

· Mga kontrol

· Data acquisition at pamamahala

· RO skid frame

· Mga pantulong na kagamitan

Mga Filter ng Cartridge

Ang mga filter ng cartridge ay karaniwang ginagamit upang direktang gamutin ang maimpluwensyang tubig bago ang mga lamad ng RO. Ang mga filter ng cartridge ay idinisenyo upang maiwasan ang resin at media na maaaring nadala mula sa upstream na mga softener at filter, mula sa pag-abot sa RO feed pump at pagkasira sa impeller pati na rin ang pag-abot sa RO membrane modules at pagharang sa mga feed channel. Dinisenyo din ang mga ito upang alisin ang mga macroparticle na maaaring pisikal na masira o tumagos sa manipis na layer ng lamad. Ang mga filter ng cartridge ay hindi inilaan para sa maramihang pag-alis ng mga nasuspinde na solid, labo, o SDI.

Reverse osmosis purifier Mga Feed Pump

Ang pinakakaraniwang uri ng pang-industriya, brackish-water, RO feed pump (minsan ay tinutukoy bilang "booster" pump) ay isang centrifugal pump, bagama't ang ilang mas lumang unit ay gumagamit pa rin ng mga positive displacement pump. Ang mga centrifugal pump ay angkop na angkop sa maalat-alat na tubig reverse osmosis purifier Salain mga aplikasyon dahil ang mga bombang ito ay gumagana nang maayos sa mga katamtamang daloy (karaniwang mas mababa sa 1,000 gpm) sa medyo mababa ang presyon (hanggang sa 400 psig). Ang mga positibong displacement pump ay may mas mataas na hydraulic efficiencies ngunit pinahihirapan ng mas mataas na mga kinakailangan sa pagpapanatili kumpara sa mga centrifugal pump.

Mga daluyan ng presyon

Ang pressure vessel ay ang pressure housing para sa membrane modules at naglalaman ng pressure na feed water. Ang iba't ibang mga rating ng presyon ay magagamit depende sa aplikasyon:

· Paglambot ng tubig:50 psig hanggang 150 psig

· Maalat na tubigreverse osmosis purifier: 300 psig hanggang 600 psig

· Tubig dagatreverse osmosis purifier: 1,000 psig hanggang 1,500 psig

Ang mga pressure vessel ay ginawa upang partikular na tumanggap ng anumang diameter ng membrane module na ginagamit, maging ito ay isang 2.5-inch diameter tap water membrane module hanggang sa 18-inch diameter industrial membrane module. Ang haba ng pressure vessel ay maaaring kasing-ikli ng isang module ng lamad sa haba hanggang pitong module ng lamad sa serye.

Manifolding-Mga Materyales ng Konstruksyon

Ang mababang presyon ng piping sa isang RO skid ay karaniwang naka-iskedyul ng 80 PVC. Kabilang dito ang feed, low-pressure concentrate, at pipe ng produkto. Ang high pressure na piping ay karaniwang naka-iskedyul ng 10,316L stainless steel (angkop para sa mga tubig na may concentrate stream na mas mababa sa 7,000 ppm TDS). Ang mga sanitary application (tulad ng pagkain, pharmaceutical, o biotechnical processing) ay karaniwang hindi kinakalawang upang payagan ang pagdidisimpekta ng system.

Ang mga pagsasaalang-alang sa RO permeate distribution piping ay kailangang alalahanin ang katotohanan na ang permeate ay lubhang kinakaing unti-unti. Ang pag-retrofitting ng RO system sa isang pasilidad na may carbon steel permeate piping ay mahirap, dahil ang piping ay kaagnasan. Ang mga nonmetallic na materyales tulad ng mga plastik at fiberglass ay inirerekomenda para sa low-pressure na RO product distribution piping.

Instrumentasyon

Ang instrumentasyon ay susi sa pagpapatakbo at pagsubaybay sa isang RO system. Sa kasamaang palad, may maliit na pagkakapareho sa mga nagtitinda ng kagamitan sa RO sa instrumento na ibinibigay nila.

Karamihan sa mga vendor ay nagsu-supply ng nakalistang instrumentation na nakakaimpluwensya, tumatanggi, at tumatagos maliban sa mga monitor ng pH, temperatura, at chlorine o ORP, na kung minsan ay available bilang mga opsyon. Gayunpaman, hindi kasama ng maraming vendor ang interstage instrumentation. Ito ay isang mahalagang pagkukulang, dahil ang instrumentong ito ay mahalaga sa pagtukoy kung ang mga problema sa isang RO system ay dahil sa fouling sa unang yugto ng isang RO o scaling sa huling yugto ng isang RO.

Mga kontrol

Karamihan sa mga RO skid ay nilagyan ng alinman sa isang microprocessor o programmable logic controller (PLC). Parehong pinalitan ng microprocessor at PLC ang mga mechanical relay panel, na napakalaki ng sukat, at may mga tendensya para sa mahirap na pag-troubleshoot. Mula sa maagang panahon ng pagmamanupaktura ng RO, ang mga control panel sa karamihan ng mga kaso ay sapat na malaki para sa katamtamang laki ng tao na makatayo. Ang teknolohiya ngayon ay nagbibigay-daan para sa mga kontrol na direktang i-mount sa mga unit ng RO, at makatipid ng malaking espasyo. Ang PLC at microprocessor ay nag-aalok ng digital relay na teknolohiya na konektado sa loob ng isang base modulal, iba pang matalinong kilala bilang mga brick (o chipset). Ito ay laban sa electromechanical relay.

Ang mga microprocessor ay karaniwang matatagpuan sa mas maliit o mas mababang presyo na mga RO system, habang ang mga kontrol ng PLC ay ginagamit para sa mas malaki, mas kumplikadong mga system na nangangailangan ng higit na kontrol sa mga kondisyon ng proseso. Kabilang sa mga pangunahing supplier ng mga PLC unit para sa mga RO system ang Allen-Bradley, at Siemens.

Pagkuha at Pamamahala ng Data

Ang isang interface ng operator ay ginagamit upang i-record ang data na nakalap ng PLC Ang interface ng operator ay karaniwang isa pang computer (minsan ay tinatawag na human-machine interface o HMI). Gumagamit ang HMI ng mga display ng proseso na may mga real-time na pagbabasa ng sensor upang mabilis na masuri ng operator ang katayuan ng system. Ginagamit ng operator ang control panel upang ayusin ang mga setting ng alarma at i-on at i-off ang kagamitan sa proseso. Sa sandaling tumakbo, gayunpaman, ang PLC ay kumokontrol at nagpapatakbo ng system nang awtomatiko, nang walang karagdagang input mula sa operator. Ang mga karaniwang tagapagpahiwatig ng katayuan ng HMI ay nakalista sa ibaba:

· Lahat ng shutdown alarm

· Kabuuang oras ng pagtakbo

· RO operating mode

· Pagbawi

· Daloy ng impluwensya

· Tanggihan ang daloy

· Tumagos sa daloy

· Katayuan ng bomba

· Katayuan ng balbula

Reverse osmosis purifier Skid Frame

Reverse osmosis purifier Ang mga skid ay karaniwang nasa loob ng isang frame ng stainless steel 304, galvanized o urethane-coated steel. Ang mga skid ay dapat na idinisenyo para sa madaling pag-access para sa pagsubaybay at pagpapanatili. Ang pag-access sa mga kontrol, instrumento, balbula, bomba at motor, at mga lamad ay mahalaga. Ang pag-access sa permeate mula sa bawat pressure vessel ay madalas na hindi napapansin. Kung walang ganoong access, hindi posible ang pag-profile at probing na ginagamit upang i-troubleshoot ang mahinang performance.

Clean-in-Place CIP System

Ang mga lamad ng RO ay tiyak na mangangailangan ng pana-panahong paglilinis, kahit saan mula 1 hanggang 4 na beses sa isang taon depende sa kalidad ng feed water. Bilang isang pangkalahatang tuntunin, kung ang normalized na pagbaba ng presyon o ang normalized na pagpasa ng asin ay tumaas ng 15%, pagkatapos ay oras na upang linisin ang mga lamad ng RO. Ginagawa ng CIP system ang paglilinis na ito nang awtomatiko o manual pagsasala ng tubig proseso.

—— ni Louisa@gzchunke.com