Nhà máy thẩm thấu ngược công nghiệp: quy tắc, hướng dẫn lắp đặt, bộ lọc và nguyên lý hoạt động

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Nhà máy thẩm thấu ngược công nghiệp có đặc điểm là khả năng lọc nước cao và chi phí vận hành thấp. Thành phần chính của mô-đun làm việc là một khối màng mà chất lỏng được đi qua. Áp suất dư được tạo ra góp phần vào quá trình thẩm thấu ngược - dòng chảy của "dung môi" (nước tinh khiết) qua màng. Không giống như khử muối bằng hóa chất truyền thống, công nghệ này thân thiện với môi trường hơn, vì nó không yêu cầu sử dụng các chất phản ứng mạnh.

Điểm đến

Nhà máy thẩm thấu ngược công nghiệp được sử dụng để làm sạch nước từ muối khoáng nhằm mục đích sử dụng tiếp trong các mục đích công nghiệp, thương mại và sinh hoạt. Công nghệ này rất hứa hẹn, vì nó cho phép bạn loại bỏ các hạt rất nhỏ khỏi chất lỏng - lên đến 0,0001 micron (muối canxi và magiê ảnh hưởng đến độ cứng của nước, sunfat, nitrat, các phân tử thuốc nhuộm).

Lọc nước bằng phương pháp này được sử dụng trongcác khu vực như:

• giảm lượng muối trong nước khai thác từ lòng đất địa phương (suối, sông, hồ) và các nguồn ngầm;
• khử mặn nước biển (lợ);
• chuẩn bị giải pháp cho quy trình công nghệ;
• xử lý nước của nhà lò hơi và nhà máy lò hơi;
• hoàn thiện xử lý nước thải trong mạch nước khép kín;
• khử trùng nước cho mục đích y tế;
• ngành thực phẩm - làm rõ, ổn định và cô đặc nước trái cây, nước ngọt và rượu.

Thông thường, các nhà máy thẩm thấu ngược công nghiệp là một phần của hệ thống thanh lọc hai giai đoạn. Ở giai đoạn đầu tiên, chất lỏng trải qua quá trình lọc cơ học để loại bỏ các hạt lớn hơn.

Tinh hoa của nghệ

Nguyên lý hoạt động của nhà máy thẩm thấu ngược là chất lỏng cần tinh lọc được đưa qua màng bán thấm có tác dụng giữ lại hoàn toàn hoặc một phần các phân tử. Với sự thẩm thấu trực tiếp, nước chảy về phía dung dịch. Nếu bạn đặt áp suất trong thành phần đầu tiên trên giá trị cân bằng (thẩm thấu), thì nước sẽ chuyển động theo hướng ngược lại. Điều này đảm bảo tính chọn lọc của quá trình làm sạch.

Mức áp suất cần thiết khi lắp đặt bộ lọc thẩm thấu ngược phụ thuộc vào nồng độ muối (càng cao thì áp suất càng cao). Vì vậy, với độ khoáng 20-30 g / l, nó là 5-10 MPa. Thiết bị làm sạch có thể sử dụng áp suất riêng của nóhệ thống cấp nước công nghiệp hoặc tăng áp trung bình (sử dụng máy bơm). Loại màng ảnh hưởng đến mức độ tinh khiết của nước. Khi bị tắc, hệ thống sẽ mất tác dụng, vì vậy cần phải tiến hành bảo trì bộ phận này kịp thời.

Gói

Thành phần chính của nhà máy thẩm thấu ngược công nghiệp là:

• đế (đứng);
• lọc sơ bộ (thiết bị xử lý nước);
• đơn vị màng (số lượng của chúng được xác định dựa trên hiệu suất của một đơn vị và toàn bộ cài đặt nói chung);
• bơm cao áp để cung cấp chênh lệch áp suất cần thiết;
• đường ống với thiết bị đo và van;
• bộ xả để làm sạch màng;
• tủ điều khiển điện và các bộ điều khiển.

Các đơn vị hiện đại được thiết kế theo mô-đun, cho phép lắp ráp cuối cùng tại chỗ với các thông số kỹ thuật đã chọn có thể được sửa đổi nếu cần. Bộ phận chính là các bình áp suất có màng thẩm thấu ngược. Ngoài ra, việc lắp đặt hệ thống thẩm thấu ngược có thể được trang bị các loại thiết bị sau:

• hệ thống xử lý nước trước khi xử lý thẩm thấu;
• dung tích của chất lỏng nguyên chất hoặc nguyên bản;
• hệ thống phái.

Trang bị cũng có thể bao gồm hệ thống ức chếcặn muối (cacbonat, sunfat và phốt phát) trên màng, bao gồm một bơm định lượng để cung cấp thuốc thử, cảm biến mức, van và ống. Việc lắp đặt máy bơm thẩm thấu ngược được thực hiện riêng biệt. Nó được gắn trên thùng thuốc thử bằng giá đỡ, sau đó đường nạp thuốc thử và cảm biến mức trong thùng được gắn vào. Thiết bị công nghệ này cho phép bạn kéo dài tuổi thọ của màng và giảm chi phí bảo trì. Chất chống cặn (chất ức chế lắng cặn) được thêm vào nước với nồng độ 2-5 mg / l.

Đề án được đề xuất

Có một số tùy chọn bố trí cho các nhà máy thẩm thấu ngược công nghiệp, được lựa chọn tùy thuộc vào đặc tính của nước nguồn:

1. Xử lý nước khoáng từ giếng: bộ lọc thô (CSF) - bộ thẩm thấu ngược (ROO).
2. Làm sạch nước có hàm lượng sắt cao, huyền phù, màu cao: CSF - bộ lọc hoàn lưu cơ học (qua một lớp tải lọc) - bộ lọc làm sạch hấp thụ - UOO.
3. Xử lý nước khoáng cao: CSF - siêu lọc (làm mềm nước) - lọc lọc hấp thụ - UOO.

Tính năng chính

Các cài đặt khác nhau theo một số cách chính:

• Độ tinh khiết của dòng chảy qua màng (80-99, 8%).
• Kích thước lỗ chân lông của màng thẩm thấu (không cần thêm màng mịn để loại bỏ các hạt hữu cơ nặng).
• Hiệu suất.

Các loại màngmô-đun

Các loại màng chính sau đây được phân biệt theo vị trí và hình dạng:

• Hình ống. Màng nằm dọc theo bề mặt hình trụ bên trong của đường ống, dòng nước tinh khiết thoát ra ngoài qua các lỗ bên và các hạt lơ lửng lắng xuống. Đường kính của các ống thường nằm trong khoảng 4-25 mm, chúng được đặt song song hoặc nối tiếp trong vỏ. Ưu điểm của sơ đồ như vậy là tốc độ dòng chảy cao (lên đến 6 m / s), không cần lọc tinh sơ bộ và dễ dàng bảo trì. Nhược điểm bao gồm kích thước lớn và chi phí xử lý cao.
• Chất xơ. Các sợi rỗng có đường kính 0,6-2 mm được sử dụng. Nước có thể chảy cả bên trong và bên ngoài. Trong một số mô hình, các sợi được cố định bằng lưới vải. Các mô-đun màng này chịu được áp suất bên ngoài và bên trong và có thể được dập ngược thường xuyên. Hệ thống sợi quang chủ yếu được sử dụng để siêu lọc vì các lỗ bị tắc với các hạt lớn.
• Tấm. Các màng được cố định trong một tấm giá đỡ và bản thân mô-đun là một hộp băng với một bộ khung hình chữ nhật. Chúng dễ lắp ráp và làm sạch, nhưng cấu hình phức tạp và quanh co của khối dẫn đến giảm áp suất và làm giảm độ tin cậy của thiết bị.
• Xoắn ốc. Các màng và bộ thu nhận nước tinh khiết (chất thấm qua) được bọc thành nhiều lớp xung quanh ống góp trung tâm. Các mô-đun như vậy là nhỏ gọn nhất vềso với các loại khác, nhưng rất nhạy cảm với ô nhiễm.

Màng phẳng thường được làm từ màng xenlulo axetat hoặc polyamit.

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của nhà máy thẩm thấu ngược công nghiệp như sau:

1. Làm sạch trước trong bộ lọc trước.
2. Nước được cung cấp bởi một máy bơm cao áp đến mô-đun màng, nơi nó được chia thành 2 dòng - chất lỏng tinh khiết và cô đặc có độ mặn cao.
3. Thoát nước tinh khiết từ bộ phận thẩm thấu ngược, đo lưu lượng của nó, thu gom vào thùng chứa.
4. Xả chất cô đặc vào cống hoặc dẫn trực tiếp đến đầu vào máy bơm (tái chế xử lý nhiều lần).

Trong trường hợp áp suất ngược tăng lên không thể chấp nhận được, một rơ le được kích hoạt để tắt cài đặt. Điều tương tự cũng xảy ra khi bể thu gom nước đã xử lý (công tắc cấp) được lấp đầy. Quá trình xả màng bắt đầu tự động.

Pha chế nước

Công nghệ màng thẩm thấu ngược giả định sự vắng mặt gần như hoàn toàn của các tạp chất cơ học trong chất lỏng nguồn. Lọc nước công nghiệp trong trường hợp này là không hiệu quả, vì các phần tử lạ xâm nhập vào nó khi vận chuyển nước qua đường ống. Do đó, hệ thống thẩm thấu ngược phải bao gồm các bộ lọc trước ở đầu vào đến bộ phận màng.

Thiết bị như vậy thường được sản xuất phổ biếnthiết kế và bao gồm ít nhất 3 loại bộ lọc: bộ lọc thô và bộ lọc mịn, cũng như để thu thập các chất hữu cơ (bộ lọc hấp thụ). Các tùy chọn bổ sung là hệ thống siêu lọc, loại bỏ sắt và làm sạch. Việc không sử dụng bộ phận này sẽ khiến các màng làm việc nhanh chóng bị tắc nghẽn, làm giảm hiệu quả của quá trình thẩm thấu ngược.

Cài đặt và vận hành

Theo hướng dẫn lắp đặt, chống thấm ngược phải được lắp đặt trong nhà. Các thiết bị này không được thiết kế để sử dụng ngoài trời.

Công việc cài đặt được thực hiện theo trình tự sau:

• cài đặt hệ thống thuốc thử;
• đấu nối đường ống cấp nước thô và tiếp nhận nước đã qua xử lý;
• lập trình bộ điều khiển (cài đặt giá trị tối đa cho phép của độ dẫn điện, nhiệt độ nước, thời gian rửa màng trước chu kỳ làm việc, khoảng thời gian giữa quá trình làm sạch và các thông số khác);
• Kiểm tra hoạt động ở chế độ thủ công (mở nguồn cấp nước nguồn, vòi xả chất lỏng tinh khiết và cô đặc, bật bơm cao áp);
• chuyển thiết bị sang chế độ tự động.