Nedirters ozmoz arıtma cihazı makale, bu konuda çok az deneyimi olan veya hiç deneyimi olmayan kişilere yöneliktirters ozmoz arıtma cihazı okuyucunun su konusunu daha iyi anlamasını sağlayacak basit terimlerle temel bilgileri açıklamaya çalışacağız.ters ozmoz arıtma cihazı Su teknolojisi ve uygulamaları.

Anlamakters ozmoz arıtma cihazı

Ters ozmoz arıtıcı (RO), iyonlar gibi çözünmüş katıları çözeltiden ayırmak için kullanılan membran bazlı bir demineralizasyon tekniğidir (çoğu uygulama, bu çalışmanın odak noktası olan su bazlı çözeltileri içerir). ters ozmoz arıtma cihazıMembranlargenel olarak geçirgen seçici bariyerler olarak işlev görür; bazı türlerin (su gibi) seçici olarak içlerinden geçmesine izin verirken diğer çözünmüş türleri (iyonlar gibi) seçici olarak tutan bariyerler. Şekil 1.1, RO izin seçiciliğinin diğer birçok membran bazlı ve geleneksel filtreleme tekniğiyle nasıl karşılaştırıldığını göstermektedir. Şekilde gösterildiği gibi RO, askıdaki katıların yanı sıra çözünmüş katıların çoğunu reddederek şu anda mevcut olan en iyi filtrelemeyi sunar. (Unutmayın kiRO membranlarıAskıdaki katıları giderecek, bu katılar RO besleme suyunda mevcutsa membran yüzeyinde toplanacak ve membranı kirletecektir.

Şekil 1.1 Membran Seçiciliği

Osmoz

Osmoz bir süreçtir suyun içinden aktığı yer yarı geçirgen membran Düşük konsantrasyonda çözünmüş katı içeren bir çözeltiden, yüksek konsantrasyonda çözünmüş katı içeren bir çözeltiye geçiş.

Şekil 1.2'de gösterildiği gibi, yarı geçirgen bir zarla 2 bölmeye bölünmüş bir hücreyi hayal edin. Bu zar suyun ve bazı iyonların geçmesine izin verir, ancak çoğu çözünmüş katı maddeye karşı geçirimsizdir. Hücredeki bir bölmede yüksek konsantrasyonda çözünmüş katı içeren bir çözelti bulunurken diğer bölmede düşük konsantrasyonda çözünmüş katı içeren bir çözelti bulunur. Osmoz, suyun düşük çözünmüş katı konsantrasyonuna sahip bölmeden yüksek konsantrasyonda çözünmüş katı maddeye sahip bölmeye akacağı doğal süreçtir. Su, membranın her iki tarafındaki konsantrasyon eşitlenene kadar membrandan akmaya devam edecektir.

Şekil 1.2 Osmoz Proses Akış Şeması

Dengede çözünmüş katıların konsantrasyonu her iki bölmede de aynıdır (Şekil 1.2); artık bir bölmeden diğerine net akış yoktur. Ancak bir zamanlar yüksek konsantrasyonlu çözeltiyi içeren bölme artık diğer bölmeye göre daha yüksek su seviyesine sahiptir.

2 bölme arasındaki yükseklik farkı, şu anda dengede olan çözeltinin ozmotik basıncına karşılık gelir.

Ters ozmoz arıtma cihazı

Ters ozmoz arıtma cihazı, ters ozmoz işlemidir. Osmoz doğal olarak enerji gerektirmeden gerçekleşirken, ozmoz sürecini tersine çevirmek için daha fazla tuzlu çözeltiye enerji uygulamanız gerekir. Ters ozmoz arıtma membranı, geçişine izin veren yarı geçirgen bir membrandır.su molekülleriancak çözünmüş tuzların, organiklerin, bakterilerin ve pirojenlerin çoğunluğu değil. Bununla birlikte, işlem sırasında suyu tuzdan arındırmak (mineralden arındırmak veya iyondan arındırmak) için doğal olarak oluşan ozmotik basınçtan daha yüksek bir basınç uygulayarak ters ozmoz arıtma membranından suyu 'itmeniz' gerekir; kirleticilerin çoğunluğu.

Şekil 1.3 Ters Osmoz Proses Akış Şeması

Nasılters ozmoz arıtma cihazı İş?

Ters ozmoz arıtma cihazı bir su arıtma teknolojisi kaynağı geçmek için basınç kullanan sürekli çalışma ile membrandan geçen sukalaydır ve böylece yabancı maddeleri sudan ayırır.

Ters ozmoz arıtma cihazı(RO) çalışıyorOsmoz prensibini tersine çevirerek, çözünmüş tuzlara sahip suyun bir zardan düşük tuz konsantrasyonundan yüksek tuz konsantrasyonuna doğru akma yönündeki doğal eğilimi. Bu süreç doğanın her yerinde bulunur. Bitkiler bunu topraktan su ve besin maddelerini almak için kullanır. İnsanlarda ve diğer hayvanlarda böbrekler kandaki suyu emmek için ozmoz kullanır.

Ters ozmoz arıtma prensibi bu süreci tersine çevirir. İçindeRO sistemiGenellikle bir pompadan gelen basınç, doğal ozmotik basıncın üstesinden gelmek için kullanılır ve besleme suyunu, çözünmüş tuzlar ve diğer yabancı maddelerle birlikte, yabancı maddelerin yüksek bir yüzdesini ortadan kaldıran son derece karmaşık, yarı geçirgen bir membrandan geçmeye zorlar. Bu prosesin ürünü yüksek derecede arıtılmış sudur.

Reddedilen tuzlar ve safsızlıklar membranın üzerinde yoğunlaşır ve toplanır ve sistemden drenaja veya diğer işlemlere aktarılır. Yani tipik bir ticari veya endüstriyel uygulamada besleme suyunun %75'i arıtılır. Su tasarrufunun önemli olduğu uygulamalarda besleme suyunun %85'i Arıtılmış su.

Bir RO sistemi, çözeltinin filtreden iki çıkışla geçtiği çapraz filtrelemeyi kullanır: filtrelenen su bir yöne gider ve kirlenmiş su başka bir yöne gider. Bu nedenle, kirletici maddelerin birikmesini önlemek için çapraz akışlı filtreleme, suyun kirletici madde birikimini temizlemesine ve membran yüzeyini temiz tutmaya yetecek türbülansa izin verir.

Kirleticiler Ne Yapar?ters ozmoz arıtma cihazı (RO) Kaldırılsın mı?

• Ters ozmoz arıtma cihazı Sistemlerin protozoanın (örneğin, Cryptosporidium, Giardia) giderilmesinde çok yüksek bir etkinliği vardır;

• RO Sistemleri bakterilerin (örneğin Campylobacter, Salmonella, Shigella, E. coli) uzaklaştırılmasında çok yüksek bir etkinliğe sahiptir;

• Ters ozmoz arıtma cihazı Sistemler virüsleri (örneğin Enterik, Hepatit A, Norovirüs, Rotavirüs) yok etmede çok yüksek etkinliğe sahiptir;

• Osmoz Sistemleri, sodyum, klorür, bakır, krom ve kurşun dahil olmak üzere yaygın kimyasal kirleticileri (metal iyonları, sulu tuzlar) giderecek; arsenik, florür, radyum, sülfat, kalsiyum, magnezyum, potasyum, nitrat ve fosforu azaltabilir.

  
  

Performans ve Tasarım Hesaplamalarıters ozmoz arıtma cihazı (RO) Sistemler

Bir tasarım yaptığımızda ters ozmoz arıtma cihazı sistem Öncelikle su kaynağını, su analiz raporunu ve uygulamasını bilmeliyiz. Bu üç zorluk malzeme seçiminde önemli olduğundan, basınç uygulamak ve akış. Bu arada bu bilgiyi aldıktan sonra RO sisteminin performansını doğru bir şekilde ölçmek için su arıtma için minimum olarak aşağıdaki çalışma parametrelerine ihtiyacınız vardır: su tedarik etmek:

· Besleme basıncı

· Nüfuz etme basıncı

· Konsantre basıncı

· Besleme iletkenliği

· Nüfuz iletkenliği

· Besleme akışı

· Nüfuz akışı

· Sıcaklık

İyileşmek

Geri kazanım (bazen "dönüşüm" olarak da anılır), giriş suyunun hacimsel yüzdesinin süzüntü olarak "geri kazanıldığını" tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Genel olarak, RO sistemi geri kazanımları yaklaşık %50 ile %85 arasında değişir ve sistemlerin çoğunluğu %75 geri kazanım için tasarlanmıştır. (Bireysel spiral sargılı membran modülü geri kazanımları yaklaşık %10 ila %15 arasında değişir. %75'lik bir sistem geri kazanımı, her 100 gpm'lik giriş suyu için 75 gpm'nin r olarak nüfuz edeceği anlamına gelir.ters ozmoz suyu ve 25 gpm konsantre olarak tutulacaktır; konsantre çözelti.

Geri kazanım aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanır:

% Geri Kazanım = (sızıntı akışı / besleme akışı) * 100

%75 geri kazanımda konsantre hacmi, giren hacmin dörtte biri kadardır. Membranın tüm çözünmüş katıları tuttuğu varsayılırsa, bunlar giriş suyunun hacminin dörtte birinde yer alacaktır. Bu nedenle, tutulan çözünmüş katıların konsantrasyonu, içeri giren akışın dört katı olacaktır (çözünmüş katıların tümü membran tarafından tutulmadığından, bu yalnızca bir tahmindir). Buna “konsantrasyon faktörü” denir. %50 geri kazanımda konsantre hacmi, giren suyun yarısı kadar olacaktır. Bu durumda, çözünmüş katılar iki kat yoğunlaşacaktır, dolayısıyla konsantrasyon faktörü 2 olacaktır. Tablo, konsantrasyon faktörünü geri kazanımın bir fonksiyonu olarak göstermektedir. Membranın konsantre tarafı kirlenme ve kireçlenmenin buna göre meydana geldiği alan olduğundan reddedilen konsantrasyonun anlaşılması önemlidir.

Reddetme

Reddetme, bir zarın etkili bir türün yüzde kaçının tutulduğunu tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Örneğin silikanın %98 oranında reddedilmesi, zarın içeri giren silikanın %98'ini tutacağı anlamına gelir. Bu aynı zamanda içeri giren silikanın %2'sinin membrandan geçerek süzüntüye ("tuz geçişi" olarak bilinir) geçeceği anlamına gelir.

Belirli bir türün reddedilmesi aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanır:

Reddetme %'si = [(Cf – Cp)/ Cf] * 100
Cf = belirli bir bileşenin etkili konsantrasyonu
Cp = belirli bir bileşenin nüfuz konsantrasyonu

Tuz Geçişi %

Bu, önceki denklemde açıklanan tuz reddinin tam tersidir. Yani bu, RO sisteminden geçen tuzların yüzde olarak ifade edilen sayısıdır. Yani tuz geçişi ne kadar düşük olursa sistem o kadar iyi performans gösterir. Yüksek tuz geçişi, membranların temizlenmesi veya değiştirilmesi gerektiği anlamına gelebilir.

Tuz Geçişi % = (1 – Tuz Reddi %)

Akı

Akı, bir sıvının belirli bir alandan geçen hacimsel akış hızı olarak tanımlanır. RO durumunda akışkan sudur ve alan membranın alanıdır. RO dilinde akı, membran alanının metrekare başına günlük galon su (gfd) olarak ifade edilir. Yani suyun bir RO membranından akışı, suya uygulanan net basınç itici gücüyle orantılıdır.

J=K(ΔP-ΔP)

Neresi:

J = su akışı

K = su taşıma katsayısı = membran aktif katmanının geçirgenliği / kalınlığı

ΔP = membran boyunca basınç farkı

ΔΠ = membran boyunca ozmotik basınç farkı

Konsantrasyon Polarizasyonu

En basit ifadeyle, bir RO membranından geçen suyun akışı, bir borudan geçen suyun akışına benzer, Şekil 1.4. Dolayısıyla, toplu çözeltideki akış konvektiftir, sınır tabakasındaki akış ise dağınıktır ve toplu çözümün konvektif akışına diktir. Buna göre sınır tabakasında konvektif akış yoktur.

Şekil 1.4 Bir borudaki akışkan akışıyla oluşan hidrolik sınır tabakası.

Yani suyun borudaki hızı ne kadar yavaşsa sınır tabakası da o kadar kalın olur. Şimdi zarın yüzeyi boyunca akışı düşünün. Bir borudan akışta olduğu gibi aynı sınır tabakası oluşur. Bununla birlikte, membran sisteminde membrandan dışarıya doğru net bir akış olduğundan, membrana doğru konvektif bir akış vardır, ancak membrandan uzakta yalnızca difüzyonel akış vardır. Difüzyon konveksiyondan daha düşük olduğundan, membran tarafından reddedilen çözünen maddeler yüzeyde ve sınır tabakasında birikme eğilimindedir. Bu nedenle, membran yüzeyindeki çözünenlerin konsantrasyonu, toplu çözeltiden daha yüksektir.

Ters ozmoz arıtma cihazı (RO) Sistemi: Bir Sistemdeki Geçişler ve Aşamalar Arasındaki Farkı Anlamakters ozmoz arıtma cihazı (RO) Sistemi

Aşama ve geçiş terimleri genellikle bir RO sisteminde aynı şeyle karıştırılır ve bir RO operatörü için terminolojiyi karıştırabilir. 1 ve 2 aşamalı RO ile 1 ve 2 geçişli RO arasındaki farkı anlamak önemlidir.

Şekil 1.5 1 Kademeli Ters Osmoz Sistemi

Diziler

Bugün endüstride kullanılan en yaygın membran modülü türü olan spiral sarımlı membran modüllerine odaklanan bir RO dizisi veya "kızak" veya "tren", belirli desenlerde düzenlenmiş bir dizi basınçlı kaptan oluşur. Şekil 1.6 buna göre 3 basınçlı kap dizisini göstermektedir.

Şekil 1.6 2 Kademeli Ters Osmoz Sistemi

Basınçlı kaplar, paralel olarak 2 basınçlı kap ve ardından 1 tek basınçlı kap olmak üzere 2 takım halinde düzenlenmiştir. 2 set basınçlı kap seri halindedir. Paralel olarak bağlanan her bir basınçlı kap grubuna (yalnızca 1 kap olsa bile) SAHNE adı verilir.

Şekil 1.6'da gösterilen RO sistemi, 2 aşamalı dizi veya 2:1 dizi olarak adlandırılır; bu, 2 aşamanın (2 rakamla) olduğunu ve ilk aşamada 2 basınçlı kap bulunduğunu ve ikinci aşamada 1 basınçlı kap olduğunu gösterir. basınçlı kap. 10:5'lik bir dizinin 2 aşaması olacaktır; İlk aşamada 10 basınçlı kap, ikinci aşamada ise 5 basınçlı kap bulunacak. 4:2:1'lik bir dizi, ilk aşamada 4 basınçlı kap, ikinci aşamada 2 basınçlı kap ve üçüncü aşamada 1 basınçlı kap olmak üzere 3 aşamadan oluşacaktır.

Geri Dönüşüm

Şekil 5.6 konsantre geri dönüşümü olan bir RO dizisini göstermektedir. Konsantre geri dönüşümü genellikle çapraz akış hızının membran yüzeyinin iyi bir şekilde temizlenmesini sağlayacak kadar yüksek olmadığı daha küçük RO sistemlerinde kullanılır. Konsantrenin bir kısmının beslemeye geri dönüşü çapraz akış hızını arttırır ve bireysel modül geri kazanımını azaltır, böylece kirlenme riski azalır.

Şekil 1.7 Konsantre geri dönüşümü ile ikiye bir dizi.

Geri dönüşümün bazı dezavantajları da vardır:

· Genel ürün kalitesini düşürün. Bunun nedeni, nispeten yüksek konsantrasyonlu reddin, düşük konsantrasyonlu giriş suyuna eklenmesidir.

· Daha büyük besleme pompası gereksinimleri, çünkü RO besleme pompasının artık hem giriş akışını hem de geri dönüştürülmüş reddetme akışını basınçlandırması gerekir. Sonuç olarak, RO besleme pompasının daha büyük olması gerekir, bu da RO sistemi için daha yüksek sermaye anlamına gelebilir.

· Yine reddedilen ve giren akışların bir araya gelmesi ve yeniden basınçlandırılması gerekmesi nedeniyle daha yüksek enerji tüketimi. Bu da sistem için daha yüksek işletme maliyetlerine neden olur.

Çift Geçiş

Çift geçiş (veya iki geçiş), bir RO'daki süzüntünün başka bir RO'dan geçirilerek daha da saflaştırılmasını ifade eder. Bölüm 5.1'de anlatıldığı gibi ilk RO ilk geçiş olacaktır. İlk geçişten gelen nüfuz daha sonra ikinci geçiş RO olarak bilinen başka bir RO'ya gönderilir. İkinci geçişli RO, daha yüksek kalitede su elde etmek için ilk geçişli RO ürününü "parlatır".

Şekil 1.8 Çift Geçişli Ters Osmoz

Şekil 1.8 çift geçişli bir RO sistemini göstermektedir. İkinci geçişin tasarım ilkeleri genel olarak birinci geçişinkiyle aynıdır. Bununla birlikte, ikinci geçişe giden akıştaki çözünmüş ve askıda katıların düşük konsantrasyonu nedeniyle, giriş ve konsantre akışları, birinci geçiş TO sistemine göre sırasıyla daha yüksek ve daha düşük olabilir.

Ön Tedaviters ozmoz arıtma cihazı

Bir RO sisteminin performansı ve başarılı çalışması doğrudan RO'yu besleyen suyun kalitesine bağlıdır. Besleme suyu bileşenlerinin doğası, membranın kireçlenmesine, kirlenmesine veya bozulmasına neden olarak membran performansını etkileyebilir.

Su kalitesi Yarı geçirgen RO membranlarına su göndermeden önce önemlidir; ön arıtma, membran kirlenmesini, kireçlenmeyi veya bozulma problemini azaltmak için etkilidir.

Askıda Katı Maddeler

Askıda katı maddeler tipik olarak bulanıklık kullanılarak ölçülür. Bulanıklık, sudaki parçacıkların ışığı dağıtma yeteneğini ölçer. Su kalitesi yönergeleri, 1 Nefelometrik Bulanıklık Biriminden (NTU) daha düşük bir giriş bulanıklığı gerektirir; bu aynı zamanda membran üreticilerinin bir garanti gerekliliğidir. 1 NTU'yu aşarsanız membran garantisi geçersiz olur. Bulanıklık ne kadar düşük olursa, membranların askıdaki katı maddelerle kirlenme olasılığı da o kadar az olur. RO'nun en iyi uygulamaları, besleme suyu bulanıklığının 0,5 NTU'dan az olmasını gerektirir.

Mikroplar

RO membranlarının mikrobiyal kirlenmesi önemli bir konudur. Bakteri kolonileri, membran modülünde koşulların uygun olduğu hemen hemen her yerde büyüyecektir. Konsantrasyon polarizasyonu, membran yüzeyinin yanında mikroplar için besinler açısından zenginleştirilmiş bir ortam sağlar. Uydu kolonileri kopabilir ve membran modülünün başka bir yerinde büyümeye başlayabilir, bu da mikroplarla ve bunlarla ilişkili biyofilmle kaplı membranın yüzey alanını arttırır. Mikrobiyal kirlenme membran verimliliğini düşürecek, çalışma basıncını artıracak ve basınç düşüşünü artıracaktır.

Organikler

Organikler membran yüzeyine adsorbe edilerek bazı durumlarda kalıcı olabilen akı kaybına neden olur.4 Adsorpsiyon, pH'ın 9'un altında olduğu ve organik bileşiklerin pozitif yüklü olduğu durumlarda tercih edilir. Membran yüzeyinde organik bir film oluşturabilen emülsifiye edilmiş organik maddeler özellikle sorunludur. Birçok organik madde mikroplar için besin olduğundan, organik kirlenme mikrobiyal kirlenmeyi şiddetlendirir. Kirlenme potansiyelini en aza indirmek için toplam organik karbon (TOC) ile ölçülen organik konsantrasyonun 3 ppm'den az olması tavsiye edilir. Membranın organik kirlenmesi membranın verimliliğini azaltacaktır.

Renk

Renk ayrıca RO membranının yüzeyine de emilir. Renk tipik olarak yapraklar gibi organik maddeler çürüdüğünde oluşan doğal olarak oluşan hümik maddelerden oluşur. Hümik maddelerin kendisi üç farklı türde organik bileşikten oluşur. Hümik asit, asitleştirme sırasında çöken renktir; bu organiklerin rengi koyu kahverengiden siyaha kadardır. Fulvik asit asitleştirme sırasında çökelmez; bu maddeler sarı ila sarı-kahverengi renktedir. Son olarak humin herhangi bir pH'da çözünmez ve rengi siyahtır.

Metaller

RO membranları demir, manganez ve alüminyum dahil çökelmiş metallerle kolayca kirlenir. Çözünür demir ve manganez (ve klorsuzlaştırma için kullanılan bazı bisülfit çözeltilerinde bulunan kobalt) da RO membranları için bir sorundur. Bu metaller RO membranının oksidasyonunu katalize ederek membranın bozulmasına neden olur. PH'ı düşürerek ve oksijen konsantrasyonunu azaltarak, daha yüksek çözünebilir demir konsantrasyonları tolere edilebilir. Metal kirlenmesi basınç düşüşünü artıracak ve üretkenliği azaltacaktır. Membranın çözünebilir metallerle oksitlenmesi, daha düşük tuz reddi ve daha yüksek üretkenlik ile sonuçlanacaktır.

Hidrojen sülfit

Hidrojen sülfür tipik olarak oksijenden yoksun kuyu suyunda bulunur. Bu bileşik, çok yapışkan olan ve RO membranlarının geri dönüşü olmayan kirlenmesine neden olan elementel sülfürü kolayca oksitler ve serbest bırakır. Ayrıca çökelebilen metal sülfürler de oluşabilir. Tortular isli siyah veya soluk gri renkte olabilir. Elementel kükürt veya metalik sülfürlerle kirlenme, akının azalmasına ve tuz geçişinde artışa neden olacaktır.

Silika

Silika, çözünmeyen silikatlar ve çözünür veya "reaktif" silika olarak bir RO sistemi için sorunlara neden olabilir. Silis çökeldiğinde çözünmeyen silikatlar oluşur. Demir ve alüminyum mevcut olduğunda, bu metallerin silikatları hızla ve doygunluktan daha az silika konsantrasyonunda oluşabilir. Çözünür silikanın doygunluğu sıcaklık ve pH'ın bir fonksiyonudur. Silika, yüksek sıcaklıkta ve 7,0'ın altındaki ve 7,8'in üzerindeki pH değerlerinde daha fazla çözünür.

Çözünür silika, ölçeklenme potansiyeli ve silika ölçeğinin membranlardan uzaklaştırılmasının zorluğu nedeniyle genellikle bir RO sisteminin geri kazanımını sınırlar. Yaklaşık 200 ppm'ye kadar silika ile başa çıkabilen silika antiskalantları (koşullara ve antiskalant üreticisine bağlı olarak) mevcuttur.

Kalsiyum karbonat

Kalsiyum karbonat ölçeklenmesi, RO membranlarının yaşadığı mikrobiyal kirlenmenin olası istisnası dışında belki de en yaygın sorun türüdür. Neyse ki tespit edilmesi ve işlenmesi oldukça kolaydır. Temel olarak, eğer RO reddindeki kalsiyum karbonatın iyon ürünü (IP), red koşulları altında çözünürlük sabitinden (Ksp) büyükse, o zaman kalsiyum karbonat tortusu oluşacaktır. IP < Ksp ise ölçeklendirme olası değildir.

Eser Metaller-Baryum ve Stronsiyum

Baryum ve stronsiyum kolayca çözünmeyen sülfat pulları oluşturur. Aslında baryum, tüm alkalin toprak sülfatlar arasında en az çözünür olanıdır. Stronsiyum ve kalsiyum sülfat tortusu için katalizör görevi görebilir. İyon ürününün baryum ve stronsiyum sülfatlara yönelik çözünürlük sabitleriyle analiz edilmesi, bu türlerle ölçeklenme potansiyelini belirlemek için gereklidir. Baryum sülfatın iyon ürünü (IP) çözünürlük sabitini aşarsa kireç oluşacaktır. Stronsiyum sülfat durumunda IP'nin>0,8Ksp ölçeklendirme olasıdır. Bununla birlikte, bu sülfat bazlı tufaller için indüksiyon süresi (kireç oluşumu için gereken süre), kalsiyum karbonat kirecine göre daha uzundur.

Baryum ve stronsiyum, RO besleme suyunda sodyum yumuşatma kullanılarak azaltılabilir. Antiskalant, her iki türün konsantrasyonunu azaltmadan kabuklaşmayı kontrol etmek veya engellemek için kullanılabilir.

Klor

Poliamid, kompozit membranlar serbest klora karşı çok hassastır (Bölüm 4.2.1'den selüloz asetat membranların sürekli olarak 1 ppm'ye kadar serbest kloru tolere edebildiğini hatırlayın). Poliamid kompozit membranın bozulması, maruz kalmanın hemen ardından meydana gelir ve serbest klora 200 ve 1.000 ppm saatlik maruz kalma sonrasında (başka bir deyişle 1 ppm serbest klora 200-1.000 saat maruz kalma sonrasında) reddedilme oranında önemli bir azalmaya neden olabilir. Bozulma oranı iki önemli faktöre bağlıdır:

1) bozunma, yüksek pH'ta nötr veya düşük pH'a göre daha hızlıdır,
2) Demir gibi geçiş metallerinin varlığı membranın oksidasyonunu katalize edecektir.

Bozulma mekanizması polimer çapraz bağlanmasının kaybıdır. Bu, klorlu ağartıcıya maruz kaldığında naylon çorabınkine benzer şekilde membran polimerinin çözünmesine neden olur. Hasar geri döndürülemez ve membran oksitleyiciye maruz kaldığı sürece devam edecektir.

Ön Arıtma Çözümleri

Multimedya Basınç Filtreleri

Multimedya basınç filtreleri sudaki bulanıklığı ve kolloidleri (SDI olarak ölçülür) azaltmak için tasarlanmıştır. Bu filtreler parçacıkları kaldırabilir Boyutu yaklaşık 10 mikrona kadar. Filtre giriş akışına bir pıhtılaştırıcı ilave edilirse, bazen parçacıkların 1-2 mikrona kadar azaltılması gerçekleştirilebilir. Multimedya basınçlı filtreler için tipik temizleme verimliliği, 10 – 15 mikron boyut aralığındaki parçacıkların yaklaşık %50'sidir. RO ön işlemi için giriş bulanıklığı yaklaşık 10 NTU ile sınırlıdır. 10 NTU'dan yüksek bulanıklıkta bu filtreler, makul çalışma uzunluklarında tutarlı atık su kalitesi sağlamak için çok sık geri yıkama yapabilir.

Multimedya basınç filtreleri, garnetin üstünde kumun üzerinde kademeli antrasit katmanları içerir. Şekil 1.9 bir multimedya filtresinin kesitini göstermektedir. İnce granat malzemesi kaba antrasit malzemesinden daha yoğundur. Katmanların her biri arasında ayrı bir sınır yoktur; bir malzeme yoğunluğundan ve kabalığından diğerine kademeli bir geçiş vardır. Aksi halde her arayüzde parçacık birikmesi meydana gelebilir. Parçacıklar daha sonra fiziksel hapsetme kullanılarak filtreden çıkarılır. Daha büyük parçacıklar antrasit aracılığıyla üst kısımdan çıkarılırken, daha küçük parçacıklar daha sonra kum ve garnet yoluyla uzaklaştırılır. Multimedya filtreleri, garnetin nispeten ince yapısından dolayı ikili ortam (antrasit ve kum) filtrelerden daha ince filtreleme sunar.

Karbon Filtreler

Aktif karbon filtreleri RO besleme suyundaki organik madde konsantrasyonunu azaltmak için kullanılır. Bu filtreler aynı zamanda serbest klor gibi oksidanları ortamdan uzaklaştırmak için de kullanılır. RO besleme suyu.

Aktif karbon, bitümlü kömür, linyit, ağaç, meyve çekirdekleri, kemikler ve hindistancevizi kabukları gibi doğal malzemelerden elde edilir. Hammaddeler, daha sonra buhar, karbondioksit veya oksijen ile aktive edilen kömür oluşturmak için düşük oksijenli bir ortamda ateşlenir. Çoğu endüstriyel uygulama için bitümlü karbon kullanılır. Bunun nedeni, diğer karbon formlarına göre daha küçük gözenek boyutu, daha yüksek yüzey alanı ve daha yüksek yoğunluğun, bitümlü karbona klor için daha yüksek kapasite kazandırmasıdır. Karbon ayrıca 3 formdan birinde olabilir: toz halinde (PAC), ekstrüde blok (CB) ve granüler (GAC).

Endüstriyel uygulamaların çoğunda GAC ​​kullanılır, çünkü bu, 3 tip karbon ortamı arasında en düşük maliyettir ve bu tip karbon yeniden kullanılabilir.

Tüm karbon, yüksek yüzey alanıyla karakterize edilir. Bir gram karbonun yüzey alanı 500 m2'yi aşabilir ve 1.500 m2'ye ulaşılabilir. Organiklerin ve klorun makul kalma süresi içerisinde azaltılması için yüksek yüzey alanı gereklidir.

Demir Filtreler

Pek çok kuyu suyu, oksijen veya klor varlığında oksitlenerek çözünmeyen hidroksitler ve elementel kükürt oluşturan çözünebilir demir, manganez ve hidrojen sülfit içerir; bunların tümü RO membranlarını kirletir (elementel kükürt durumunda kirlenme geri döndürülemez).

Manganez dioksit ortamı oksitlenmiş metalleri oksitlemek ve filtrelemek için kullanılır. Spesifik olarak, manganez yeşil kumu ve BIRM (bazen daha iyi demir çıkarma ortamı olarak da adlandırılır) ve Filox gibi alternatifler, demir, manganez ve benzerlerini oksitlemek ve filtrelemek için kullanılan manganez dioksit içeren üç tip ortamdır (BIRM, Clack Corporation'ın tescilli ticari markasıdır) , Windsor, Wisconsin). Filox en fazla manganez dioksiti içerir ve üç ortam arasında en uzun yaşam beklentisine sahiptir.

Sodyum Yumuşatıcılar

Sodyum yumuşatıcılar, RO membranlarında kireç oluşturabilen çözünebilir sertliği (kalsiyum, magnezyum, baryum ve stronsiyum) gidermek amacıyla RO giriş suyunu arıtmak için kullanılır. Bir zamanlar sodyum zeolit ​​yumuşatıcıları olarak bilinen zeolitlerin yerini sentetik plastik reçine boncukları almıştır. Sodyum yumuşatıcılar için bu reçine boncukları, sodyum formunda güçlü asidik katyon (SAC) polistiren reçinesidir. Aktif grup, serbest asit formunda değil, sodyum formundaki benzen sülfonik asittir.

Harcanmış Reçine Filtreleri

Harcanmış veya tükenmiş reçine, zaman zaman RO'ya giren suyu filtrelemek için kullanılmıştır. Bu filtreler alüvyonu gidermek ve yüzey suyu kaynaklarından SDI'yi azaltmak için tasarlanmıştır.

Ultraviyole Işınlama

Ultraviyole (UV) ışınlama, bakterileri yok etmek ve organik bileşikleri (TOC olarak ölçülür) azaltmak ve ayrıca klor ve kloraminleri yok etmek için kullanılır. Bu teknik, suyun belirli bir dalga boyunda çalışan bir UV lambası üzerinden geçirilmesini içerir.

Bakteriler yaklaşık 10.000 – 30.000 mikrowatt-saniye/santimetre kareye eşdeğer bir radyasyon dozajına ihtiyaç duyar. Bu, 254 nanometrelik bir dalga boyu kullanılarak elde edilebilir. Bu dalga boyu mikropların DNA'sını değiştirerek çoğalamamalarına ve ölümlerine yol açar.

Kimyasal Ön Arıtma

Kimyasal ön arıtma bakterilere, sertlik ölçeğine ve oksitleyici maddelere odaklanır. Bu türleri uzaklaştırmak, yok etmek, engellemek veya kimyasal olarak azaltmak için kimyasallar kullanılır.

Dezenfeksiyon için Kimyasal Oksitleyicilerters ozmoz arıtma cihazı Sistemler

RO sistemlerini dezenfekte etmek için kullanılan kimyasal oksitleyiciler arasında hidrojen peroksit (peroksit), halojenler ve ozon bulunur. Halojenler (ve özellikle klor), RO ön işlemiyle birlikte kullanılan en popüler oksitleyiciler olmasına rağmen, en yüksek oksitlenme-indirgeme potansiyeline (ORP) sahip değillerdir. Tabloda görüldüğü gibi ozon ve peroksit, klorun neredeyse iki katı ORP veya dezenfeksiyon kapasitesine sahiptir.

Nispeten düşük OW'ye rağmen, kullanım kolaylığı ve artık dezenfeksiyon sağlama yeteneği nedeniyle klor, acı su RO ön arıtımında en yaygın kullanılan dezenfektandır (RO kullanılarak deniz suyunun tuzdan arındırılması için, yüksek brom içeriği nedeniyle ağırlıklı olarak brom (HOBr olarak) kullanılır) Tipik deniz suyundaki konsantrasyon, hipokloröz asit kullanıldığında hızla hipobromöz asit oluşturacaktır).

Antiskalantlar

Sekestre edici maddeler (kireç önleyiciler veya antiskalantlar olarak da bilinir), bir RO membranının yüzeyinde kireç oluşma potansiyelini en aza indirmek için kullanılır. Antiskalantlar üç yöntemden biriyle çalışır:

· Eşik inhibisyonu - aşırı doymuş tuzları çözeltide tutma yeteneği

· Kristal modifikasyonu - yumuşak, yapışkan olmayan ölçeklerle sonuçlanan kristal şekillerini değiştirme yeteneği

· Dispersiyon-kristale oldukça negatif bir yük verme, böylece onları ayrı tutma ve yayılmayı önleme yeteneği.

Kirlenme Önleyici

Kirlenme, kirleticilerin membran yüzeyinde birikerek membranı etkili bir şekilde tıkaması durumunda meydana gelir. Belediye besleme suyunda, insan gözüyle görülebilen ve insan tüketimi için zararsız olan, ancak bir RO sistemini hızlı bir şekilde kirletecek (veya tıkayacak) kadar büyük olan birçok kirletici madde bulunmaktadır. Kirlenme tipik olarak bir RO sisteminin ön ucunda meydana gelir ve RO sistemi boyunca daha yüksek bir basınç düşüşüne ve daha düşük bir süzüntü akışına neden olur. Bu, daha yüksek işletme maliyetlerine ve sonuçta RO membranlarının temizlenmesi veya değiştirilmesi ihtiyacına yol açar. Ön arıtma ve temizleme programınız ne kadar etkili olursa olsun, RO membranının son derece ince gözenek boyutu göz önüne alındığında, kirlenme bir dereceye kadar eninde sonunda gerçekleşecektir. Bununla birlikte, uygun ön arıtmayı uygulayarak, arıtılmış sudaki kirlenmeye bağlı sorunların düzenli olarak ele alınması ihtiyacını en aza indireceksiniz.

Kirlenme aşağıdaki nedenlerden kaynaklanabilir:

· Parçacık veya koloidal malzeme (kir, silt, kil vb.)

· Organikler (humik/fulvik asitler, vb.)

· Mikroorganizmalar (bakteri vb.). Günümüzde kullanılan RO membranları klor gibi bir dezenfektanı tolere edemediğinden ve bu nedenle mikroorganizmalar sıklıkla membran yüzeyinde gelişip çoğalabildiğinden, bakteriler en yaygın kirlenme sorunlarından birini oluşturur. Membran yüzeyini kaplayan biyofilmler üretebilirler ve ağır kirlenmeye neden olabilirler.

· RO ünitesinin yukarısındaki filtre ortamının çığır açıcı özelliği. GAC karbon yatakları ve yumuşatıcı yatakları drenaj altı sızıntısı geliştirebilir ve yerinde yeterli son filtreleme yoksa ortam RO sistemini kirletebilir.

Sodyum metabisülfit

Bir poliamid membran polimeri her türlü oksitleyiciyi tolere edemediğinden, besleme suyunun poliamid kompozit membranlara klorsuzlaştırılması gereklidir. Klor giderme seçenekleri arasında aktif karbon, sodyum metabisülfit kimyasal beslemesi ve UV radyasyonu yer alır. Daha önce açıklandığı gibi karbonun kendine has zorlukları vardır ve UV radyasyonu sermaye yoğun olabilir. Sodyum metabisülfit, RO girişini klordan arındırmak için en yaygın kullanılan tekniktir.

Ters ozmoz arıtma cihazı Kızaklar

Bir RO kızağı, membran modüllerinin bulunduğu basınçlı kapları içerir. Kızaklar ayrıca yaygın olarak şunları içerir: kartuş filtreleri bir mahfaza veya mahfazalar ve bir RO besleme pompası içinde, ancak yalnızca basınçlı kaplarla veya kartuş filtreli basınçlı kaplarla kombinasyonlar mevcuttur. Son olarak kızak üzerinde sisteme yönelik enstrümantasyon ve kontroller yer almaktadır. Şekilde bu bileşenlere sahip bir RO kızağı gösterilmektedir.

Şekilde 2:1 dizili RO sistemi için ayrıntılı bir süreç akış diyagramı (PFD) gösterilmektedir. Şekilde enstrümantasyon, kontrol anahtarları ve valfler dahil olmak üzere bir RO sisteminin ana bileşenleri gösterilmektedir.

Bu bölümde tartışılan bir RO sisteminin bileşenleri şunları içerir:

· Kartuş filtreleri

· RO besleme (booster) pompaları

· Basınçlı kaplar

· Manifold inşaat malzemeleri

· Enstrümantasyon

· Kontroller

· Veri toplama ve yönetimi

· RO kızak çerçevesi

· Yardımcı ekipman

Kartuş Filtreler

Kartuş filtreler genellikle giriş suyunun RO membranlarından hemen önce doğrudan ön arıtılması için kullanılır. Kartuş filtreler, yukarı yöndeki yumuşatıcılardan ve filtrelerden taşınmış olabilecek reçine ve ortamın RO besleme pompasına ulaşarak pervaneye zarar vermesini, ayrıca RO membran modüllerine ulaşarak besleme kanallarını tıkamasını önlemek için tasarlanmıştır. Ayrıca ince membran katmanını fiziksel olarak aşındırabilecek veya nüfuz edebilecek makropartikülleri ortadan kaldırmak için de tasarlanmıştır. Kartuş filtreler askıdaki katı maddelerin, bulanıklığın veya SDI'nın toplu olarak uzaklaştırılması için tasarlanmamıştır.

Ters ozmoz arıtma cihazı Besleme Pompaları

Endüstriyel, acı su, RO besleme pompasının (bazen "yükseltici" pompa olarak da adlandırılır) en yaygın türü santrifüjlü bir pompadır, ancak bazı eski birimler hala pozitif deplasmanlı pompalar kullanmaktadır. Santrifüj pompalar acı sulara çok uygundur ters ozmoz arıtma cihazı Filtre çünkü bu pompalar orta düzey akışlarda (tipik olarak 1.000 gpm'den az) ve nispeten düşük basınçlarda (400 psig'e kadar) uygun şekilde çalışır. Pozitif deplasmanlı pompalar daha yüksek hidrolik verimliliğe sahiptir ancak santrifüj pompalara göre daha yüksek bakım gereksinimleriyle karşı karşıyadır.

Basınçlı kaplar

Basınçlı kap, membran modülleri için basınç muhafazasıdır ve basınçlı besleme suyunu içerir. Uygulamaya bağlı olarak çeşitli basınç değerleri mevcuttur:

· Su yumuşatma: 50 psig'den 150 psig'e kadar

· Acı suters ozmoz arıtma cihazı: 300 psig'den 600 psig'e kadar

· Deniz suyuters ozmoz arıtma cihazı: 1.000 psig'den 1.500 psig'e kadar

Basınçlı kaplar, ister 2,5 inç çapındaki musluk suyu membran modülünden 18 inç çapındaki endüstriyel membran modülüne kadar, kullanılan membran modülünün çapı ne olursa olsun uyum sağlayacak şekilde özel olarak yapılmıştır. Basınçlı kabın uzunluğu bir membran modülü kadar kısa olabilir ve seri halinde yedi membran modülüne kadar çıkabilir.

Manifold-İnşaat Malzemeleri

Bir RO kızağı üzerindeki düşük basınçlı borular tipik olarak program 80 PVC'dir. Buna besleme, düşük basınçlı konsantre ve ürün boruları dahildir. Yüksek basınçlı borular genellikle 10.316L paslanmaz çelikten yapılır (konsantre akışları 7.000 ppm TDS'nin altında olan sular için uygundur). Sıhhi uygulamalar (gıda, ilaç veya biyoteknik işleme gibi) sistemin dezenfeksiyonuna izin vermek için genellikle paslanmazdır.

RO süzüntü dağıtım boruları dikkate alınırken, süzüntünün oldukça aşındırıcı olduğu gerçeğinin dikkate alınması gerekir. Borular korozyona uğrayacağından, karbon çeliği sızma borularına sahip bir tesise bir RO sisteminin yenilenmesi zordur. Düşük basınçlı RO ürün dağıtım boruları için plastik ve fiberglas gibi metalik olmayan malzemeler önerilir.

Enstrümantasyon

Enstrümantasyon, bir RO sistemini çalıştırmanın ve izlemenin anahtarıdır. Ne yazık ki, RO ekipman satıcıları arasında sağladıkları enstrümantasyonda çok az bir benzerlik vardır.

Çoğu satıcı, bazen seçenek olarak sunulan pH, sıcaklık ve klor veya ORP monitörleri haricinde listelenen giriş, reddetme ve nüfuz etme cihazlarını sağlar. Ancak birçok satıcı, aşamalar arası enstrümantasyonu dahil etmemektedir. Bu önemli bir ihmaldir, çünkü bu enstrümantasyon, bir RO sistemindeki sorunların bir RO'nun ilk aşamasındaki kirlenmeden mi, yoksa bir RO'nun son aşamasındaki ölçeklendirmeden mi kaynaklandığını belirlemek için hayati öneme sahiptir.

Kontroller

Çoğu RO kızağı, bir mikroişlemci veya programlanabilir mantık denetleyicisi (PLC) ile donatılmıştır. Hem mikroişlemci hem de PLC, boyutları çok büyük olan ve zor sorun giderme eğilimi gösteren mekanik röle panellerinin yerini aldı. RO üretiminin ilk zamanlarından bu yana, kontrol panelleri çoğu durumda ortalama büyüklükteki bir insanın ayakta durabileceği kadar büyüktü. Günümüzün teknolojisi, kontrollerin doğrudan RO ünitelerine monte edilmesine ve büyük miktarda yerden tasarruf edilmesine olanak tanıyor. PLC ve mikroişlemci, diğer bir deyişle tuğla (veya yonga seti) olarak bilinen temel modüller içine bağlanan dijital röle teknolojisi sunar. Bu elektromekanik röleye zıttır.

Mikroişlemciler genellikle daha küçük veya daha düşük fiyatlı RO sistemlerinde bulunurken, PLC kontrolleri proses koşulları üzerinde daha fazla kontrol gerektiren daha büyük, daha karmaşık sistemler için kullanılır. RO sistemleri için PLC birimlerinin ana tedarikçileri arasında Allen-Bradley ve Siemens bulunmaktadır.

Veri Toplama ve Yönetimi

PLC tarafından toplanan verileri kaydetmek için bir operatör arayüzü kullanılır. Operatör arayüzü genellikle başka bir bilgisayardır (bazen insan-makine arayüzü veya HMI olarak da adlandırılır). HMI, operatörün sistemin durumunu hızlı bir şekilde değerlendirebilmesi için gerçek zamanlı sensör okumalarına sahip proses ekranlarını kullanır. Operatör, alarm ayarlarını yapmak ve proses ekipmanını açıp kapatmak için kontrol panelini kullanır. Ancak bir kez çalıştırıldığında PLC, operatörün başka bir girdisi olmadan sistemi otomatik olarak kontrol eder ve çalıştırır. Ortak HMI durum göstergeleri aşağıda listelenmiştir:

· Tüm kapatma alarmları

· Toplam çalışma süresi

· RO çalışma modu

· İyileşmek

· Etki akışı

· Akışı reddet

· Nüfuz akışı

· Pompa durumu

· Valf durumu

Ters ozmoz arıtma cihazı Kızak Çerçevesi

Ters ozmoz arıtma cihazı kızaklar tipik olarak 304 paslanmaz çelik, galvanizli veya üretan kaplı çelikten yapılmış bir çerçeve içinde bulunur. Kızaklar, izleme ve bakım için kolay erişim sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır. Kontrollere, aletlere, vanalara, pompaya, motora ve membranlara erişim önemlidir. Her bir basınçlı kaptan süzüntüye erişim genellikle gözden kaçırılır. Bu tür bir erişim olmadan, düşük performansı gidermek için kullanılan profil oluşturma ve araştırma mümkün değildir.

Yerinde Temizlenen CIP Sistemi

RO membranları, besleme suyu kalitesine bağlı olarak kaçınılmaz olarak yılda 1 ila 4 kez periyodik temizlik gerektirecektir. Genel bir kural olarak, eğer normalize edilmiş basınç düşüşü veya normalize edilmiş tuz geçişi %15 oranında arttıysa, o zaman RO membranlarını temizleme zamanı gelmiştir. CIP sistemi bu temizleme işini otomatik veya manuel olarak yapar. Su filtrasyonu işlem.

—— Yazan: Louisa@gzchunke.com