Betrieb von Umkehrosmoseanlagen und Behandlung von Membranverschmutzungen

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15. Dezember 2022

Betrieb von Umkehrosmoseanlagen und Behandlung von Membranverschmutzungen


Die Umkehrosmosetechnologie nutzt hauptsächlich die Druckdifferenz auf beiden Seiten der Membran als Kraft, um die Trennung und Filtration der Membran zu realisieren. Es handelt sich um eine sehr fortschrittliche und effektive energiesparende Membrantrenntechnologie.
Grundlagen und Vorteile der Umkehrosmose

Die Umkehrosmosemembran ist die Kernkomponente der Umkehrosmose-Technologie. Es handelt sich um eine künstliche semipermeable Membran mit bestimmten Eigenschaften. Es besteht aus polymeren Materialien und simuliert biologische semipermeable Membranmaterialien.

Die Umkehrosmoseanlage, auch als Umkehrosmose bekannt, ist ein Membrantrennverfahren, bei dem die Druckdifferenz als treibende Kraft genutzt wird, um Lösungsmittel aus wässrigen Lösungen zu trennen, und bei dem Verunreinigungen aus Wasser gefiltert werden. Da es der Richtung der natürlichen Infiltration entgegengesetzt ist, wird es als Umkehrosmose bezeichnet.

Das technische Prinzip besteht darin, auf eine Seite der Membran Druck auszuüben, der höher ist als der osmotische Druck der Lösung. Wenn der Druck seinen osmotischen Druck überschreitet, dringt das Lösungsmittel in die entgegengesetzte Richtung ein, um diese Substanzen vom Wasser zu trennen. Das Lösungsmittel, das auf der Niederdruckseite der Membran erhalten wird, wird Permeat genannt; Die konzentrierte Lösung auf der Hochdruckseite wird als Konzentrat bezeichnet.

Wenn die Umkehrosmosetechnologie zur Aufbereitung von Meerwasser eingesetzt wird, wird auf der Niederdruckseite der Membran Frischwasser und auf der Hochdruckseite Sole gewonnen. Der Umkehrosmosedruck kann verwendet werden, um den Zweck der Trennung, Extraktion, Reinigung und Konzentration zu erreichen.
Die Umkehrosmose ist eine Wasseraufbereitungstechnologie mit Membrantrennung, die zur physikalischen Methode der Kreuzstromfiltration gehört. Seine Vorteile sind wie folgt:
· Bei Raumtemperatur, die sich auf den Wasserdruck als treibende Kraft stützt, sind die Betriebskosten niedrig;

· Keine große Menge an Säure- und Alkaliabfällen, keine Verschmutzung der Umwelt;

· Das System ist einfach, leicht zu bedienen und hochautomatisiert;

· Es hat einen großen Anpassungsbereich an die Rohwasserqualität und die Abwasserwasserqualität ist stabil;

· Das Gerät nimmt eine kleine Fläche ein und der Wartungsaufwand ist gering.

 
Grundprozess der RO-Wasseraufbereitung
Erster einstufiger einstufiger Behandlungsprozess. Nachdem die Flüssigkeit in das Membranmodul gelangt ist, werden das reine Wasser und die konzentrierte Flüssigkeit herausgezogen. Im Vergleich zu anderen Umkehrosmose-Wasseraufbereitungsverfahren ist der Gesamtprozess dieses Prozesses bequemer und einfacher zu bedienen, hat jedoch hohe Einschränkungen und kann höhere Anforderungen an die Wasserqualität nicht erfüllen.

Zweitens, einstufiger mehrstufiger Behandlungsprozess. Basierend auf dem einstufigen einstufigen Behandlungsprozess wird die Flüssigkeit in mehreren Schritten konzentriert. Im Vergleich zum einstufigen einstufigen Aufbereitungsprozess ist die Komplexität dieses Prozesses höher, wodurch höhere Anforderungen an die Wasserqualität erfüllt und das Recycling von Wasserressourcen realisiert werden kann.

Drittens, zweistufiger einstufiger Behandlungsprozess. In den Fällen, in denen es schwierig ist, die tatsächlichen Anforderungen an die Wasserqualität mit der Primärmethode zu erfüllen, kann das sekundäre und einstufige Aufbereitungsverfahren verwendet werden. Im Vergleich zu den beiden oben genannten Verfahren der ersten Stufe kann die Verwendung des einstufigen Behandlungsverfahrens der zweiten Stufe die Anwendungslebensdauer der Umkehrosmosemembran verlängern und erfordert nicht zu viel Arbeitsaufwand, und die entsprechenden Behandlungskosten werden ebenfalls reduziert.

Anwendung von RO in der Wasseraufbereitung
Fortschrittliche Behandlung von kommunalem Abwasser

Bei der fortschrittlichen Behandlung von kommunaler Wasserverschmutzung kann die Umkehrosmosetechnologie erhöhen die Rückgewinnungsrate von Abwasser und ist weit verbreitet.

Es gibt Unterschiede in der fortschrittlichen Aufbereitungswirkung von Wasserverschmutzung, die durch Umkehrosmosemembranen aus verschiedenen Materialien erzeugt wird. Im Allgemeinen sind bei der fortschrittlichen Behandlung von kommunaler Wasserverschmutzung die Anforderungen an die Qualität des aufbereiteten Wassers höher, nachdem das häusliche Abwasser der Stadtbewohner gemäß der Norm behandelt wurde (z. B. aufbereitetes Wasser). Zu diesem Zeitpunkt Cellulosetriacetat-Hohlfasermembran, spiralgewickelte Polyvinylalkohol-Verbundfolie kann eine bessere Wirkung erzielen.

Im Vergleich zu Umkehrosmosemembranen aus anderen Materialien weisen die Umkehrosmosemembranen der beiden oben genannten Materialien eine Rückhalterate von 100% für fäkale coliforme Bakterien, eine Chromatizität von nicht mehr als 1 Grad und ein Permeat von 1 mg/L ~ 2 mg/L. Gleichzeitig weisen die Umkehrosmosemembranen dieser beiden Materialien einen höheren Wasserfluss und eine stärkere Anti-Verschmutzungsfähigkeit auf.

Industrielle Abwasserbehandlung

1) Umgang mit Schwermetallionen

Die Anwendung der Umkehrosmose-Wasseraufbereitungstechnologie auf die industrielle Abwasserbehandlung hat einen sehr guten Effekt, der mit dem Gesamtdesignprinzip der industriellen Wirtschaftlichkeit und Rationalität übereinstimmt und den Energieverbrauch, die Betriebskosten und die Schwierigkeiten bei Betrieb und Verwaltung reduzieren kann.

Bei der Umkehrosmoseanlage, die für die industrielle Abwasserbehandlung verwendet wird, handelt es sich in der Regel um ein internes Druckrohr oder eine Rollenkomponente. Der Druck ist im Allgemeinen stabil bei etwa 218 MPa, und die Wirkung ist hervorragend bei der Rückgewinnung von Schwermetallionen. Unter ihnen liegt der Betriebsdruck der Umkehrosmoseanlage, die auf Rohrinnendruckkomponenten basiert, stabil bei 217 MPa. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Gewinnungsrate von Nickel über 99 % und die Abscheiderate von Nickel im Bereich von 97,12 % ~ 97,17 %.

2) Behandlung von ölhaltigen Abwässern

Im Allgemeinen gibt es Öl in ölhaltigen Abwässern hauptsächlich in drei Formen, darunter emulgiertes Öl, dispergiertes Öl und schwimmendes Öl. Im Vergleich dazu sind die Behandlungsmethoden des Dispergierens von Öl und Schwimmöl relativ einfach. Durch mechanische Abscheidung, Fällung und Aktivkohleadsorption kann der Gehalt des entsprechenden Öls stark reduziert werden. Für emulgiertes Öl enthält es jedoch organische Stoffe, die die Rolle eines Tensids spielen können, und das Öl liegt im Allgemeinen in mikrometergroßen Partikeln vor, so dass es eine extrem hohe Stabilität aufweist und es schwierig ist, eine Wasser-Öl-Trennung effektiv und schnell zu realisieren.

Mit Unterstützung der Umkehrosmose-Wasseraufbereitungstechnologie kann eine Konzentration und Trennung erreicht werden, ohne die Emulsion zu zerstören, und dann wird die konzentrierte Flüssigkeit verbrannt und das Permeat recycelt oder entladen.

In dieser Phase, bei der Behandlung von ölhaltigem Abwasser, wird die Umkehrosmose-Wasseraufbereitungstechnologie aufgrund der Berücksichtigung des Endbehandlungseffekts und der Abwasserqualität in der Regel in Kombination mit anderen Behandlungsmethoden eingesetzt. Zum Beispiel wird selbst aufbereitetes DEMUL-B1 als Demulgator verwendet, um hochkonzentriertes O/W-Spinnabwasser zu demulgieren, und dann wird die demulgierte Wasserprobe mit der SE Umkehrosmosemembran von OSMONICS weiter behandelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Abscheiderate des CSB 99,96 % erreicht und der Ölgehalt im gereinigten Wasser nach der Behandlung mit "Demulgierung-Umkehrosmose" fast nicht nachweisbar ist.

Entsalztes Brackwasser

Bei der Entsalzung von Brackwasser Durch die Einführung der Umkehrosmose-Wasseraufbereitungstechnologie können anorganische Salzionen wie Magnesiumionen und Kalziumionen, die im Salzwasser enthalten sind, effektiv unterdrückt werden. und realisieren Sie die Verbesserung der Reinwasserqualität.

In diesem Stadium steigen die Anforderungen der Menschen an die Qualität von reinem Wasser, und die ursprüngliche Aufbereitungsmethode (Zugabe von Antiscalant zu Salzwasser) ist schwierig, den tatsächlichen Bedarf der Menschen zu decken, und die Einführung der Umkehrosmose-Wasseraufbereitungstechnologie ist eine unvermeidliche Wahl.

Bei der Entsalzung von Brackwasser mittels Umkehrosmoseanlagen Es ist notwendig, den SDI-Index regelmäßig zu testen, die Rückgewinnungsrate streng zu kontrollieren, auf den Druckunterschied zwischen den Membranmodulen zu achten und die Änderungen der Wasserproduktion und der Entsalzungsrate in Echtzeit zu messen. In der Praxis liegt die Entsalzungsrate der Umkehrosmoseanlage stabil über 96 % und die Wasserqualität nach der Entsalzung entspricht dem Trinkwasserstandard.

 
Wie man mit RO-Membranverschmutzung umgeht
Membranverschmutzung bezieht sich auf die Partikel, kolloidalen Partikel oder gelösten Makromoleküle in der Zuführflüssigkeit in Kontakt mit der Membran, die durch physikalische und chemische Wechselwirkungen mit der Membran oder Konzentrationspolarisation verursacht wird, so dass die Konzentration bestimmter gelöster Stoffe auf der Membranoberfläche ihre Löslichkeit und mechanische Wirkung übersteigt. Adsorption und Ablagerung auf der Membranoberfläche oder in den Membranporen führen dazu, dass die Membranporengröße kleiner oder verstopft wird, was zu einem irreversiblen Veränderungsphänomen führt, das den Membranfluss und die Trenneigenschaften erheblich reduziert.
 
Mikrobielle Kontamination

1) Ursachen

Microbial Fouling bezieht sich auf das Phänomen, dass sich Mikroorganismen an der Membran-Wasser-Grenzfläche ansammeln und dadurch die Leistung des Systems beeinträchtigen.

Diese Mikroorganismen nutzen die Umkehrosmosemembran als Träger, sind auf die Nährstoffe im konzentrierten Wasserbereich der Umkehrosmose angewiesen, um sich zu vermehren und zu wachsen, und bilden eine Biofilmschicht auf der Oberfläche der Umkehrosmosemembran, was zu einem schnellen Anstieg der Druckdifferenz zwischen dem Einlass- und Auslasswasser der Umkehrosmoseanlage führt. schneller Abfall bei gleichzeitiger Verunreinigung des Produktwassers.

Der aus Mikroorganismen bestehende Biofilm kann direkt (durch die Wirkung von Enzymen) oder indirekt (durch die Wirkung des lokalen pH-Werts oder des Reduktionspotenzials) Membranpolymere oder andere Komponenten der Umkehrosmoseanlage abbauen, was zu einer verkürzten Lebensdauer der Membran, einer Schädigung der Integrität der Membranstruktur und sogar zu einem größeren Systemausfall führt.

2) Methode der Steuerung

Die biologische Kontamination kann durch kontinuierliche oder intermittierende Desinfektion des zufließenden Wassers kontrolliert werden. Für Rohwasser, das von der Oberfläche und dem flachen Untergrund gesammelt wird, sollten Sterilisations- und Dosiergeräte installiert werden, und Fungizide auf Chlorbasis sollten hinzugefügt werden. Die Dosierung orientiert sich in der Regel am Restchlorgehalt des Zulaufs > 1mg/L.

Chemische Verschmutzung

1) Ursachen

Die häufigste chemische Verschmutzung ist die Ablagerung von Karbonatablagerungen im Membranelement, von denen die meisten auf Fehlbedienung, ein unvollkommenes Dosiersystem für Kesselsteininhibitoren, eine Unterbrechung der Dosierung von Kesselsteininhibitoren während des Betriebs usw. zurückzuführen sind. Wenn es nicht rechtzeitig entdeckt wird, steigt der Betriebsdruck, die Druckdifferenz nimmt zu und die Wasserproduktionsrate nimmt innerhalb weniger Tage ab. Wenn der gewählte Kalkinhibitor nicht mit der Wasserqualität übereinstimmt oder die Dosierung unzureichend ist, kann das Phänomen der Membranablagerungen im Element, leichte Verschmutzung im Membranelement seine Funktion durch chemische Reinigung wiederherstellen und in schweren Fällen auch dazu führen, dass einige stark verschmutzte Membranelemente verschrottet werden.

2) Methode der Steuerung

Um Verschmutzungen in den Membranelementen zu vermeiden, wählen Sie zunächst das für die Wasserqualität der Systemwasserquelle geeignete Umkehrosmose-Antiscalant aus und bestimmen Sie die optimale Dosiermenge. Zweitens: Verstärken Sie die Überwachung des Dosiersystems, achten Sie genau auf die subtilen Änderungen der Betriebsparameter und finden Sie rechtzeitig die Gründe für Anomalien heraus. Darüber hinaus sind die meisten Gründe für den hohen Fe3+-Gehalt im Wasser durch das Rohrleitungssystem verursacht. Daher werden in den Systemleitungen, einschließlich der Wasserquellenleitungen, so weit wie möglich stahlausgekleidete Kunststoffrohrleitungen verwendet, um den Fe3+-Gehalt zu reduzieren.

Schwebestaub und kolloidale Verschmutzung

1) Ursachen

Schwebstoffe und Kolloide sind die Hauptsubstanzen, die Umkehrosmosemembranen verschmutzen, und sind auch die Hauptursache für einen übermäßigen SDI (Sludge Density Index) im Abwasser.

Durch die unterschiedlichen Wasserquellen und -regionen ist auch die Zusammensetzung der Schwebstoffe und Kolloide recht unterschiedlich. Im Allgemeinen sind die Hauptbestandteile von unbelastetem Oberflächenwasser und oberflächennahem Grundwasser: Bakterien, Ton, kolloidales Silizium, Eisenoxide, Huminsäureprodukte und künstlich zu hohe Flockungsmittel und Gerinnungsmittel (wie z.B. Eisensalze) in der Vorbehandlungsanlage, Aluminiumsalze, etc.) etc.

Außerdem Auch die Kombination von positiv geladenen Polymeren in Rohwasser und negativ geladenen Antiscalants in Umkehrosmoseanlagen zu Ausfällungen ist eine der Ursachen für diese Art der Verschmutzung.

2) Methode der Steuerung

Wenn der Gehalt an Schwebstoffen im Rohwasser mehr als 70 mg/l beträgt, sind die Vorbehandlungsmethoden Koagulation, Klärung und Filtration werden in der Regel verwendet; wenn der Gehalt an Schwebstoffen im Rohwasser weniger als 70 mg/l beträgt, ist die Vorbehandlungsmethode Koagulation und Filtration wird in der Regel verwendet; Wann <10mg/L, the pretreatment method of Direkte Filtration wird in der Regel verwendet.

Außerdem Die Mikrofiltration oder Ultrafiltration ist eine effektive Methode zur Membranbehandlung von Trübungen und ungelösten organischen Stoffen, die in jüngster Zeit aufgetaucht ist. Es kann alle Schwebstoffe, Bakterien, die meisten Kolloide und ungelöste organische Stoffe entfernen. Es ist ein ideales Vorbehandlungsverfahren für Umkehrosmoseanlagen. .

 
Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von RO

Bei der Anwendung der Umkehrosmosetechnologie in der Wasseraufbereitung sollte die notwendige Filtration des Abwassers durchgeführt werden. Die Filtration ist die Grundlage dafür, dass die Umkehrosmosetechnologie eine Rolle spielt. Der Filtrationsprozess muss streng kontrolliert werden, um zu verhindern, dass Verunreinigungen in das Wasser in die Umkehrosmoseanlage gelangen, um die durchlässige Membran und die Ausrüstung zu schützen, die Wasserleistung zu erhöhen und die Möglichkeit von Korrosion zu verringern.

Die Umkehrosmoseanlage sollte regelmäßig gespült werden, insbesondere um die Kalkablagerungen zu reinigen, die gute Leistung der semipermeablen Membran zu erhalten und die Lebensdauer des Geräts zu verlängern.

Wenn die Umkehrosmoseanlage nicht in Betrieb ist, wird sie durch das einschließende Abwasser angegriffen und züchtet dadurch Mikroorganismen. Daher muss das Gerät während der Abschaltphase gewaschen und desinfiziert werden, und die Temperatur während der Abschaltzeit sollte gut eingestellt werden, um die Umkehrosmosemembran zu schützen.

Der Bediener sollte sich strikt an die Betriebsverfahren und Betriebsspezifikationen halten, seine professionelle Qualität kontinuierlich verbessern und das Gerät vor dem Gebrauch sorgfältig überprüfen, um Schäden am Gerät durch Bedienungsfehler zu vermeiden, den normalen Betrieb des Geräts sicherzustellen und die Klärarbeiten reibungslos durchzuführen.

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