Вступ до принципу роботи мембрани зворотного осмосу (RO):
RO — це абревіатура від Reverse Osmosis англійською мовою, а китайською означає антиосмос.Загалом, рух молекул води відбувається від низької концентрації до високої.Однак, коли тиск діє на стороні входу, напрямок руху молекул води змінюється на протилежний, від високої концентрації до низької, звідси і назва зворотного осмосу.
Принцип роботи мембрани RO: мембрана RO, також відома як мембрана зворотного осмосу, — це технологія, яка відокремлює рідини, розмір яких перевищує розмір пор мембрани, через різницю тиску як рушійну силу.Рідина, що проходить мембранну фільтрацію, піддається тиску.Коли тиск перевищує осмотичний тиск RO мембрани, рідина буде проникати в протилежному напрямку.Рідина, менша за розмір пор, буде скидатися під час процесу проникнення, тоді як рідина з вищою концентрацією, ніж розмір пор, буде заблокована мембраною та виведена через канал концентрованої води.Ці дії служать для очищення, відділення та концентрації вихідної рідини.
Ключовими показниками ефективності RO мембрани є швидкість опріснення, потік води та швидкість відновлення.Швидкість опріснення означає ступінь чистоти, з яким мембрана перехоплює іони, при цьому більша швидкість знесолення досягається, коли вона перехоплює іони ефективніше.Іншим ключовим показником ефективності є потік, який відноситься до кількості молекул води, які можуть проникати через одиницю площі мембрани.Чим більший потік, тим краща продуктивність мембрани.Швидкість відновлення, з іншого боку, відноситься до співвідношення прісної води до концентрату під час роботи мембрани, при цьому вищий коефіцієнт вказує на кращу продуктивність мембрани.
Завдяки цим трьом ключовим характеристикам мембран RO розробка мембран RO була спрямована на досягнення прориву у високій швидкості опріснення, великому виробництві води та високому коефіцієнті відновлення, кожна з яких могла б створити значні економічні вигоди.
Для зворотньоосмотичних мембранних елементів у більшості випадків джерело води не може потрапити безпосередньо в елементи, оскільки домішки, що містяться, можуть забруднити мембрану та вплинути на стабільну роботу системи та термін служби мембранного елемента.Попередня обробка — це процес обробки сирої води відповідно до характеристик домішок у ній за допомогою відповідних процесів, щоб вона відповідала вимогам для введення в мембранні елементи зворотнього осмосу.Оскільки він знаходиться перед зворотним осмосом у всьому процесі очищення води, його називають попереднім очищенням.
Метою попередньої обробки в системах зворотного осмосу є: 1) запобігання забрудненню поверхні мембрани, тобто запобігання прикріпленню зважених домішок, мікроорганізмів, колоїдних речовин тощо до поверхні мембрани або засміченню каналу потоку води мембранного елемента;2) запобігти утворенню накипу на поверхні мембрани.Під час роботи пристрою зворотного осмосу деякі важкорозчинні солі, такі як CaCO3, CaSO4, BaSO4, SrSO4, CaF2, можуть відкладатися на поверхні мембрани через концентрацію води, тому необхідно запобігати утворенню цих важко- розчиняти солі;
3) переконайтеся, що мембрана не піддається механічним або хімічним пошкодженням, щоб мембрана мала хороші характеристики та достатній термін служби.
Вибір процесів попередньої обробки для систем зворотного осмосу виглядає наступним чином:
1) Для поверхневих вод із вмістом завислих речовин менше 50 мг/л можна використовувати метод прямої коагуляції;
2) Для поверхневих вод із вмістом завислих речовин понад 50 мг/л можна використовувати метод коагуляції, освітлення та фільтрації;
3) Для ґрунтових вод із вмістом заліза менше 0,3 мг/л і вмістом завислих речовин менше 20 мг/л можна використовувати метод прямої фільтрації;
4) Для ґрунтових вод із вмістом заліза менше 0,3 мг/л і вмістом завислих речовин понад 20 мг/л можна використовувати метод прямої коагуляції;
5) Для ґрунтових вод із вмістом заліза понад 0,3 мг/л слід розглянути окислення та видалення заліза з подальшим процесом прямої фільтрації або прямої коагуляції.Якщо вміст органічних речовин у сирій воді високий, для очищення можна використовувати хлорування, коагуляцію, освітлення та фільтрацію.Якщо цієї обробки недостатньо, для видалення органічних речовин також можна використовувати фільтрацію активованим вугіллям.Якщо твердість сирої води висока, а CaCO3 все ще осідає на поверхні мембрани зворотного осмосу після обробки, можна використовувати пом’якшення або обробку вапном.Коли інші важкорозчинні солі випадають в осад і утворюють накип в системі RO, слід використовувати засоби проти накипу.Варто зазначити, що барій і стронцій не завжди можуть бути присутніми в аналізі сирої води.Однак навіть у дуже низьких концентраціях вони можуть легко утворювати лусочки на поверхні мембрани, якщо вміст сульфату у воді перевищує 0,01 мг/л.Ці лусочки важко очистити, тому їх слід якомога більше запобігати утворенню на поверхні мембрани.
Якщо вміст кремнезему в сирій воді високий, для обробки можна додати вапно, оксид магнію (або білий порошок).Коли концентрація кремнезему у живильній воді RO перевищує 20 мг/л, необхідно провести оцінку тенденції до утворення накипу.Оскільки кремнеземний наліт важко очистити, дуже важливо запобігати його утворенню на мембрані.
Час публікації: 01 серпня 2023 р