Въведение в принципа на работа на мембраната за обратна осмоза (RO):
RO е съкращението за обратна осмоза на английски и означава антиосмоза на китайски.Като цяло движението на водните молекули е от ниска концентрация към висока концентрация.Въпреки това, когато се прилага налягане от страната на входа, посоката на движение на водните молекули се обръща, от висока концентрация към ниска концентрация, оттук и името обратна осмоза.
Принципът на RO мембраната: RO мембраната, известна още като мембрана за обратна осмоза, е технология, която разделя течности, по-големи от размера на порите на мембраната чрез разликата в налягането като движеща сила.Течността, подложена на мембранна филтрация, се подлага на налягане.Когато налягането превиши осмотичното налягане на RO мембраната, течността ще проникне в обратна посока.Течността, по-малка от размера на порите, ще бъде изхвърлена по време на процеса на проникване, докато течността с по-висока концентрация от размера на порите ще бъде блокирана от мембраната и изхвърлена през канала за концентрирана вода.Тези действия служат за пречистване, отделяне и концентриране на първоначалната течност.
Ключовите показатели за ефективност на RO мембраната са скоростта на обезсоляване, водния поток и степента на възстановяване.Скоростта на обезсоляване се отнася до степента на чистота, в която мембраната улавя йони, като по-висока скорост на обезсоляване се постига, когато тя улавя йони по-ефективно.Друг ключов показател за ефективност е потокът, който се отнася до количеството водни молекули, които могат да проникнат през единица площ от мембраната.Колкото по-голям е потокът, толкова по-добра е производителността на мембраната.Степента на възстановяване, от друга страна, се отнася до съотношението прясна вода към концентрат, докато мембраната работи, като по-високото съотношение показва по-добро представяне на мембраната.
Поради тези три ключови характеристики на RO мембраните, развитието на RO мембраните е насочено към постигане на пробиви във висока степен на обезсоляване, голямо производство на вода и висока степен на възстановяване, всяка от които може да генерира значителни икономически ползи.
За мембранните елементи с обратна осмоза в повечето случаи източникът на вода не може да влезе директно в елементите, тъй като съдържащите се примеси могат да замърсят мембраната и да повлияят на стабилната работа на системата и продължителността на живота на мембранния елемент.Предварителното третиране е процес на третиране на суровата вода според характеристиките на примесите в нея, с подходящи процеси, така че да може да отговори на изискванията за въвеждане в мембранните елементи за обратна осмоза.Тъй като се намира преди обратната осмоза в целия процес на пречистване на водата, се нарича предварителна обработка.
Целта на предварителната обработка в системите за обратна осмоза е да: 1) предотврати замърсяване на повърхността на мембраната, т.е. предотвратяване на прикрепването на суспендирани примеси, микроорганизми, колоидни вещества и т.н. към повърхността на мембраната или запушване на канала за воден поток на мембранния елемент;2) предотвратява образуването на котлен камък върху повърхността на мембраната.По време на работа на устройството за обратна осмоза някои трудноразтворими соли като CaCO3, CaSO4, BaSO4, SrSO4, CaF2 могат да се отложат върху повърхността на мембраната поради концентрацията на вода, така че е необходимо да се предотврати образуването на тези трудно- за разтваряне на соли;
3) гарантира, че мембраната не е подложена на механични или химически повреди, така че мембраната да има добра производителност и достатъчен живот.
Изборът на процеси за предварителна обработка за системи за обратна осмоза е както следва:
1) За повърхностни води със съдържание на суспендирани твърди вещества по-малко от 50 mg/L може да се използва метод на директна коагулационна филтрация;
2) За повърхностни води със съдържание на суспендирани твърди частици над 50 mg/L може да се използва метод на коагулация, избистряне и филтриране;
3) За подземни води със съдържание на желязо по-малко от 0,3 mg/L и съдържание на суспендирани твърди вещества по-малко от 20 mg/L може да се използва метод на директна филтрация;
4) За подпочвени води със съдържание на желязо по-малко от 0,3 mg/L и съдържание на суспендирани твърди вещества над 20 mg/L може да се използва метод на директна коагулационна филтрация;
5) За подпочвени води със съдържание на желязо над 0,3 mg/L трябва да се има предвид окисляване и отстраняване на желязо, последвано от директен процес на филтриране или директен коагулационен процес.Когато съдържанието на органични вещества в суровата вода е високо, за пречистване могат да се използват хлориране, коагулация, избистряне и филтриране.Когато тази обработка не е достатъчна, може да се използва и филтриране с активен въглен за отстраняване на органични вещества.Когато твърдостта на суровата вода е висока и CaCO3 все още ще се утаи върху повърхността на мембраната за обратна осмоза след обработка, може да се използва омекотяване или обработка с вар.Когато други трудноразтворими соли се утаяват и образуват котлен камък в RO системата, трябва да се използват средства против котлен камък.Струва си да се отбележи, че барият и стронцийът не винаги могат да присъстват в анализа на суровата вода.Въпреки това, дори при много ниски концентрации, те могат лесно да образуват люспи по повърхността на мембраната, стига съдържанието на сулфат във водата да е по-голямо от 0,01 mg/L.Тези люспи са трудни за почистване и следователно трябва да се предотврати образуването им върху повърхността на мембраната, доколкото е възможно.
Когато съдържанието на силициев диоксид в суровата вода е високо, може да се добави вар, магнезиев оксид (или бял прах) за обработка.Когато концентрацията на силициев диоксид в RO захранващата вода е по-голяма от 20 mg/L, трябва да се направи оценка на тенденцията към мащабиране.Тъй като е трудно да се почисти нагарът от силициев диоксид, много е необходимо да се предотврати образуването му върху мембраната.
Време на публикуване: 01 август 2023 г