Hoạt động của hệ thống thẩm thấu ngược và xử lý tắc nghẽn màng

Chào mừng bạn đến liên hệ với chúng tôi WhatsApp
15 Tháng Mười Hai 2022

Hoạt động của hệ thống thẩm thấu ngược và xử lý tắc nghẽn màng


Công nghệ thẩm thấu ngược chủ yếu sử dụng chênh lệch áp suất ở cả hai mặt của màng làm sức mạnh để thực hiện sự tách và lọc của màng. Nó là một công nghệ tách màng tiết kiệm năng lượng rất tiên tiến và hiệu quả.
Các nguyên tắc cơ bản và ưu điểm của RO

Màng thẩm thấu ngược là thành phần cốt lõi của công nghệ thẩm thấu ngược. Nó là một màng bán thấm nhân tạo với các đặc điểm nhất định. Nó được làm bằng vật liệu polyme và mô phỏng vật liệu màng bán thấm sinh học.

Hệ thống thẩm thấu ngược, còn được gọi là thẩm thấu ngược, là một hoạt động tách màng sử dụng chênh lệch áp suất làm động lực để tách dung môi khỏi dung dịch nước, và là một quá trình lọc tạp chất khỏi nước. Bởi vì nó ngược lại với hướng thâm nhập tự nhiên nên nó được gọi là thẩm thấu ngược.

Nguyên tắc kỹ thuật là tạo áp lực lên một bên của màng dưới tác dụng cao hơn áp suất thẩm thấu của dung dịch. Khi áp suất vượt quá áp suất thẩm thấu của nó, dung môi sẽ thấm theo hướng ngược lại để tách các chất này ra khỏi nước. Dung môi thu được ở phía áp suất thấp của màng được gọi là thấm nước; Dung dịch cô đặc ở phía áp suất cao được gọi là cô đặc.

Nếu sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược để xử lý nước biển, nước ngọt thu được ở phía áp suất thấp của màng và nước muối thu được ở phía áp suất cao. Áp suất thẩm thấu ngược có thể được sử dụng để đạt được mục đích tách, chiết xuất, tinh chế và cô đặc.
Thẩm thấu ngược là công nghệ xử lý nước sử dụng tách màng, thuộc phương pháp lọc dòng chảy chéo vật lý. Ưu điểm của nó như sau:
· Ở nhiệt độ phòng, dựa vào áp lực của nước làm động lực, chi phí vận hành thấp;

· Không thải ra một lượng lớn axit và kiềm thải, không gây ô nhiễm môi trường;

· Hệ thống đơn giản, dễ vận hành và tự động hóa cao;

· Nó có phạm vi thích ứng lớn với chất lượng nước thô, và chất lượng nước thải ổn định;

· Thiết bị chiếm diện tích nhỏ, khối lượng công việc bảo trì nhỏ.

 
Quy trình cơ bản xử lý nước RO
Đầu tiên, quy trình điều trị một giai đoạn, một giai đoạn. Sau khi chất lỏng đi vào mô-đun màng, nước tinh khiết và chất lỏng đậm đặc được hút ra ngoài. So với các quy trình xử lý nước thẩm thấu ngược khác, quy trình tổng thể của quá trình này thuận tiện và dễ vận hành hơn, nhưng nó có những hạn chế cao và không thể đáp ứng các yêu cầu chất lượng nước cao hơn.

Thứ hai, quy trình điều trị nhiều giai đoạn một giai đoạn. Dựa trên quy trình xử lý một giai đoạn, chất lỏng được cô đặc theo nhiều bước. So với quy trình xử lý một giai đoạn, độ phức tạp của quá trình này cao hơn, có thể đáp ứng các yêu cầu về chất lượng nước cao hơn và thực hiện tái chế tài nguyên nước.

Thứ ba, quy trình điều trị hai giai đoạn một giai đoạn. Trong trường hợp khó đáp ứng các yêu cầu về chất lượng nước thực tế bằng phương pháp sơ cấp, có thể sử dụng quy trình xử lý thứ cấp và một giai đoạn. So với hai quy trình giai đoạn đầu tiên trên, việc sử dụng quy trình xử lý một giai đoạn thứ hai có thể kéo dài tuổi thọ ứng dụng của màng thẩm thấu ngược, và không đòi hỏi quá nhiều nhân lực hoạt động, và chi phí xử lý tương ứng cũng được giảm bớt.

Ứng dụng RO trong xử lý nước
Xử lý nước thải đô thị tiên tiến

Trong xử lý tiên tiến ô nhiễm nước đô thị, công nghệ thẩm thấu ngược có thể tăng tỷ lệ thu hồi nước thải và được sử dụng rộng rãi.

Có sự khác biệt về tác dụng xử lý tiên tiến của ô nhiễm nước do màng thẩm thấu ngược của các vật liệu khác nhau tạo ra. Nói chung, trong xử lý tiên tiến ô nhiễm nước đô thị, sau khi nước thải sinh hoạt của cư dân đô thị đã được xử lý đạt tiêu chuẩn, yêu cầu về chất lượng nước đã qua xử lý cao hơn (chẳng hạn như nước tái chế). Tại thời điểm này, màng sợi rỗng cellulose triacetate, màng composite polyvinyl alcohol quấn xoắn ốc có thể phát huy hiệu quả tốt hơn.

So với màng thẩm thấu ngược làm bằng các vật liệu khác, màng thẩm thấu ngược của hai vật liệu trên có tỷ lệ giữ lại là 100% đối với vi khuẩn coliform trong phân, độ sắc không cao hơn 1 độ và thấm 1mg / L ~ 2mg / L. Đồng thời, màng thẩm thấu ngược của hai vật liệu này có thông lượng nước cao hơn và khả năng chống ô nhiễm mạnh hơn.

Xử lý nước thải công nghiệp

1) Đối phó với các ion kim loại nặng

Áp dụng công nghệ xử lý nước thẩm thấu ngược vào xử lý nước thải công nghiệp có hiệu quả rất tốt, phù hợp với nguyên tắc thiết kế tổng thể của kinh tế công nghiệp và tính hợp lý, đồng thời có thể giảm tiêu thụ năng lượng, chi phí vận hành và khó khăn trong vận hành và quản lý.

Thiết bị thẩm thấu ngược được sử dụng để xử lý nước thải công nghiệp thường là ống áp suất bên trong hoặc thành phần dạng cuộn. Áp suất thường ổn định ở khoảng 218MPa và hiệu quả tuyệt vời trong việc thu hồi các ion kim loại nặng. Trong số đó, áp suất hoạt động của thiết bị thẩm thấu ngược dựa trên các thành phần hình ống áp suất bên trong ổn định ở mức 217MPa. Tại thời điểm này, tỷ lệ thu hồi của niken là trên 99% và tỷ lệ tách niken nằm trong khoảng 97,12% ~ 97,17%.

2) Xử lý nước thải dầu

Nói chung, dầu trong nước thải có dầu chủ yếu tồn tại ở ba dạng, bao gồm dầu nhũ hóa, dầu phân tán và dầu nổi. Trong khi đó, các phương pháp xử lý phân tán dầu và dầu nổi tương đối đơn giản. Sau khi dựa vào sự tách cơ học, kết tủa và hấp phụ than hoạt tính, hàm lượng dầu tương ứng có thể giảm đáng kể. Tuy nhiên, đối với dầu nhũ hóa, nó chứa chất hữu cơ, có thể đóng vai trò của chất hoạt động bề mặt, và dầu thường tồn tại ở dạng các hạt có kích thước micron nên có độ ổn định cực kỳ cao, khó thực hiện tách nước-dầu một cách hiệu quả và nhanh chóng.

Với sự hỗ trợ của công nghệ xử lý nước thẩm thấu ngược, có thể đạt được nồng độ và tách mà không phá hủy nhũ tương, sau đó chất lỏng đậm đặc được đốt và chất thấm được tái chế hoặc thải ra.

Ở giai đoạn này, trong xử lý nước thải có dầu, do xem xét hiệu quả xử lý cuối cùng và chất lượng nước thải nên công nghệ xử lý nước thẩm thấu ngược thường được sử dụng kết hợp với các phương pháp xử lý khác. Ví dụ, DEMUL-B1 tự chuẩn bị được sử dụng làm chất khử nhũ tương để khử nhũ tương nước thải hoàn thiện kéo sợi O / W nồng độ cao, sau đó mẫu nước khử nhũ tương được xử lý thêm bằng màng thẩm thấu ngược SE của OSMONICS. Kết quả cho thấy tỷ lệ loại bỏ COD đạt 99,96% và hàm lượng dầu gần như không thể phát hiện được trong nước tinh khiết sau khi xử lý "khử nhũ tũ hóa-thẩm thấu ngược".

Nước lợ khử muối

Trong quá trình khử mặn nước lợ, Bằng cách giới thiệu công nghệ xử lý nước thẩm thấu ngược, nó có thể ức chế hiệu quả các ion muối vô cơ như ion magiê và ion canxi có trong nước muối, và nhận ra việc nâng cao chất lượng nước tinh khiết.

Ở giai đoạn này, yêu cầu của người dân về chất lượng nước tinh khiết ngày càng tăng, và phương pháp xử lý ban đầu (thêm chất chống cặn vào nước muối) khó đáp ứng yêu cầu thực tế của người dân, và việc giới thiệu công nghệ xử lý nước thẩm thấu ngược là một lựa chọn tất yếu.

Trong hoạt động khử mặn nước lợ sử dụng các thiết bị thẩm thấu ngược, cần thường xuyên kiểm tra chỉ số SDI, kiểm soát chặt chẽ tỷ lệ thu hồi, chú ý đến chênh lệch áp suất giữa các mô-đun màng, đo lường những thay đổi trong sản lượng nước và tốc độ khử mặn trong thời gian thực. Trong thực tế, tốc độ khử mặn của thiết bị thẩm thấu ngược ổn định trên 96% và chất lượng nước sau khi khử mặn đạt tiêu chuẩn nước uống sinh hoạt.

 
Cách xử lý tắc nghẽn màng RO
Bám bẩn màng đề cập đến các hạt, hạt keo hoặc đại phân tử chất tan trong chất lỏng thức ăn tiếp xúc với màng, được gây ra bởi tương tác vật lý và hóa học với màng hoặc phân cực nồng độ do đó nồng độ của một số chất hòa tan trên bề mặt màng vượt quá khả năng hòa tan và tác dụng cơ học của nó. Sự hấp phụ và lắng đọng trên bề mặt màng hoặc trong các lỗ màng làm cho kích thước lỗ màng trở nên nhỏ hơn hoặc bị tắc, dẫn đến hiện tượng thay đổi không thể đảo ngược làm giảm đáng kể thông lượng màng và đặc tính tách.
 
Ô nhiễm vi sinh vật

1) Nguyên nhân

Bám bẩn vi sinh vật đề cập đến hiện tượng vi sinh vật tích tụ trên giao diện màng-nước, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.

Những vi sinh vật này sử dụng màng thẩm thấu ngược làm chất mang, dựa vào các chất dinh dưỡng trong phần nước đậm đặc của thẩm thấu ngược để sinh sản và phát triển, đồng thời tạo thành một lớp màng sinh học trên bề mặt màng thẩm thấu ngược, dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng chênh lệch áp suất giữa nước vào và nước đầu ra của hệ thống thẩm thấu ngược. suy giảm nhanh chóng trong khi làm ô nhiễm nước sản phẩm.

Màng sinh học bao gồm vi sinh vật có thể trực tiếp (thông qua hoạt động của enzyme) hoặc gián tiếp (thông qua tác động của pH cục bộ hoặc điện thế giảm) phân hủy các polyme màng hoặc các thành phần đơn vị thẩm thấu ngược khác, dẫn đến rút ngắn tuổi thọ màng, làm hỏng tính toàn vẹn của cấu trúc màng và thậm chí gây ra hỏng hóc hệ thống lớn.

2) Phương pháp kiểm soát

Ô nhiễm sinh học có thể được kiểm soát bằng cách khử trùng liên tục hoặc gián đoạn nước vào. Nên lắp đặt các thiết bị khử trùng và định lượng cho nước thô thu thập từ bề mặt và dưới lòng đất nông, đồng thời thêm thuốc diệt nấm gốc clo. Liều lượng thường dựa trên hàm lượng clo dư của đầu vào > 1mg / L.

Ô nhiễm hóa chất

1) Nguyên nhân

Ô nhiễm hóa chất phổ biến là sự lắng đọng cặn cacbonat trong phần tử màng, hầu hết là hoạt động sai, hệ thống định lượng chất ức chế cặn không hoàn hảo, gián đoạn định lượng chất ức chế cặn trong quá trình hoạt động, v.v. Nếu không được phát hiện kịp thời, áp suất vận hành sẽ tăng lên, chênh lệch áp suất sẽ tăng lên và tốc độ sản xuất nước sẽ giảm trong vòng vài ngày. Nếu chất ức chế cặn đã chọn không phù hợp với chất lượng nước hoặc liều lượng không đủ, hiện tượng đóng cặn màng trong phần tử, sự bám bẩn nhẹ trong phần tử màng có thể khôi phục chức năng của nó thông qua việc làm sạch bằng hóa chất, và trong trường hợp nghiêm trọng, nó cũng sẽ khiến một số phần tử màng bị ô nhiễm nghiêm trọng bị loại bỏ.

2) Phương pháp kiểm soát

Để ngăn ngừa bám bẩn trong các phần tử màng, trước tiên hãy chọn chất chống cặn thẩm thấu ngược phù hợp với chất lượng nước của nguồn nước hệ thống và xác định lượng liều lượng tối ưu. Thứ hai, tăng cường giám sát hệ thống định lượng, chú ý đến những thay đổi tinh tế trong các thông số vận hành và tìm ra lý do bất thường kịp thời. Ngoài ra, hầu hết các nguyên nhân khiến hàm lượng Fe3+ cao trong nước là do hệ thống đường ống. Do đó, các đường ống hệ thống, bao gồm cả đường ống nguồn nước, sử dụng đường ống nhựa lót thép càng nhiều càng tốt để giảm hàm lượng Fe3+.

Vật chất dạng hạt lơ lửng và ô nhiễm keo

1) Nguyên nhân

Các hạt lơ lửng và chất keo là chất chính làm ô uế màng thẩm thấu ngược, đồng thời cũng là nguyên nhân chính gây ra quá nhiều nước thải SDI (chỉ số mật độ bùn).

Do nguồn nước và vùng khác nhau nên thành phần của các hạt lơ lửng và chất keo cũng khá khác nhau. Nói chung, các thành phần chính của nước mặt không bị ô nhiễm và nước ngầm nông là: vi khuẩn, đất sét, silicon keo, oxit sắt, các sản phẩm axit humic, và các chất keo tụ và chất đông tụ quá mức nhân tạo (chẳng hạn như muối sắt) trong hệ thống tiền xử lý, muối nhôm, v.v.) v.v.

Ngoài ra Sự kết hợp của các polyme tích điện dương trong nước thô và chất chống đóng cặn tích điện âm trong hệ thống thẩm thấu ngược để tạo thành kết tủa cũng là một trong những nguyên nhân gây ra loại ô nhiễm này.

2) Phương pháp kiểm soát

Khi hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thô lớn hơn 70mg / L, các phương pháp tiền xử lý của đông máu, làm rõ và lọc thường được sử dụng; khi hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thô nhỏ hơn 70mg / L, phương pháp tiền xử lý đông máu và lọc thường được sử dụng; Khi <10mg/L, the pretreatment method of lọc trực tiếp thường được sử dụng.

Ngoài ra vi lọc hoặc siêu lọc là một phương pháp hiệu quả để xử lý màng độ đục và chất hữu cơ không hòa tan đã xuất hiện gần đây. Nó có thể loại bỏ tất cả các chất rắn lơ lửng, vi khuẩn, hầu hết các chất keo và chất hữu cơ không hòa tan. Đây là một quá trình tiền xử lý lý tưởng cho các hệ thống thẩm thấu ngược. .

 
Các biện pháp phòng ngừa khi sử dụng RO

Trong quá trình áp dụng công nghệ thẩm thấu ngược trong xử lý nước, cần tiến hành lọc nước thải cần thiết. Lọc là cơ sở để công nghệ thẩm thấu ngược đóng một vai trò. Quá trình lọc phải được kiểm soát chặt chẽ để ngăn tạp chất xâm nhập vào hệ thống thẩm thấu ngược trong nước, để bảo vệ màng và thiết bị thấm nước, tăng lượng nước và giảm khả năng ăn mòn.

Thiết bị thẩm thấu ngược nên được xả thường xuyên, đặc biệt là để làm sạch cặn, duy trì hiệu suất tốt của màng bán thấm và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

Khi không sử dụng thiết bị thẩm thấu ngược, nó sẽ bị ảnh hưởng bởi nước thải hạn chế, từ đó sinh sôi vi sinh vật. Vì vậy, trong thời gian tắt máy, thiết bị cần được rửa sạch và khử trùng, đồng thời cài đặt nhiệt độ trong thời gian tắt máy để đảm bảo Bảo vệ màng thẩm thấu ngược.

Người vận hành nên tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình vận hành và thông số kỹ thuật vận hành, liên tục nâng cao chất lượng chuyên môn, kiểm tra kỹ thiết bị trước khi sử dụng để tránh hư hỏng thiết bị do lỗi của người vận hành, đảm bảo thiết bị có thể hoạt động bình thường và tiến hành công việc xử lý nước thải một cách trơn tru.

Đặt câu hỏi của bạn