1 мар 2021 в 00:00

Обратный осмос. Метод обратного осмоса.

В настоящее время все меньше остается мест на земле, где есть чистая вода. Деятельность человека привела к загрязнению подземных вод, вредные вещества проникают на глубину более 100 метров.

Потребность в очищенной воде растет с каждым годом. Повышаются требования к качеству воды в промышленности. Для удаления вредных примесей эффективнее всего применение мембранных фильтров

Для фильтрации воды чаще всего используются системы обратного осмоса.

Осмос и обратный осмос.

Прямой осмос или осмос является основой процесса обмена веществ всех биологических организмов на клеточном уровне. Для осмоса нужен раствор, растворитель и разделяющая их полупроницаемая мембрана, служащая преградой для растворенного вещества. Мембранный барьер пропускает только молекулы воды и кислорода и задерживает все остальное. Прямой осмос происходит следующим образом: со стороны растворителя возникает осмотическое давление, при котором его молекулы проникают на сторону концентрированного раствора и разбавляют его. 

Обратный осмос что это. 

Обратный осмос — противоположный прямому осмосу процесс, здесь уже жидкость (вода) очищается от растворенных в ней частиц, проходя через специальную мембрану под давлением. Мембраны задерживают до 98% солей и примесей. Эти загрязнения остаются с другой стороны обратноосмотической мембраны, и в дальнейшем сливаются в дренаж. Дренажная вода — это концентрат исходной воды. Очищенную воду называют пермеат.

Так что такое обратный осмос — это процесс, в результате которого мы имеем на выходе чистую питьевую и техническую воду.

Впервые этот процесс применили для очистки жидкости в середине 20 века. А сегодня метод обратного осмоса считается одним из самых эффективных в водоподготовке и водоочистке. 

Системы обратного осмоса применяются на промышленных предприятиях и в частном секторе для:

• Дистилляции воды.

• Получения воды типа 1 и 2 в сочетании с ультрафильтрацией.

• В сочетании с ионным обменом получение фильтрованной воды.

• Опреснения воды.

• Снижения щелочности и умягчения воды.

• Очистки жидкости от тяжелых металлов и токсичных элементов.

• Очистки воды до норм СанПиН.

• Очистки сточных вод.
  
  

Установки обратного осмоса нашли применение:

• В пищевой отрасли. Применяют при производстве молочной продукции, напитков и бутилированной воды и другого.

• В общепите.

• В медицинских и образовательных учреждениях.

• На предприятиях химической, легкой, фармацевтической промышленности.

• В машиностроении, авиастроении, кораблестроении, металлургии и гальванических производствах.

• На предприятиях микроэлектроники, где требуется глубоко обессоленная вода.

• На всех предприятиях энергетики — гидроэлектростанциях, теплоэлектростанциях, атомных электростанциях, в котельных и др.

• ЖКХ, для индивидуального водоснабжения.

• В различных лабораториях, НТЦ, где требуется вода высокой очистки.

• В бассейнах, в системах охлаждения.

• На мойках самообслуживания, чтобы после мойки автомобиля не оставались всевозможные разводы и др.

Фильтр обратного осмоса удаляет из жидкости ионы натрия Na, кальция Ca, хлора Cl, железа Fe, тяжелых металлов, удобрения, мышьяк и другие примеси.

Очищают жидкость в несколько этапов: 

1. Предварительная очистка с применением механических и угольных фильтров для удаления хлора и крупных органических примесей, песка, ржавчины.

2. Очистка жидкости мембранным методом (через полимерную мембрану), не пропускает соли, бактерии и вирусы

3. Очищенная жидкость скапливается в накопительных емкостях (баках).

4. Постфильтрация. Применяют постфильтры (сменные картриджи) такие, как угольный картридж финишной очистки и кондиционирования воды, биокерамический картридж инфракрасного излучения и минерализатор. Они служат для более глубокой очистки воды, улучшения ее вкуса, ионизации и насыщения минералами.

Мембрана обратного осмоса.

Мембраны выпускаются в виде рулонных мембранных элементов, которые дают возможность установить большое мембранное полотно в маленьком объеме. Это позволяет создавать компактность установок обратного осмоса.

Мембранный элемент обратного осмоса размещается в корпусе. Корпус вмещает 1-7 обратноосмотических мембран. Мембранный блок можно устанавливать и вертикально, и горизонтально.

Фильтр обратноосмотический имеет полупроницаемые мембраны, которые состоят из:

• Тонкого селективного слоя, толщиной 0,1-1,0 мкм, являющимся барьером для загрязнений.

• Пористой основы, толщиной 50-150 мкм, обеспечивающей прочность мембраны.

По конструктивным особенностям мембраны бывают спирально навитые и половолоконные. Более востребованные спирально навитые мембраны.

Материал для изготовления мембран — полисульфонамид, полиэфирсульфон, ацетат целлюлозы, фторопласты, полиэтилентерефталат, полиамиды, полиимиды, полиэтилен, полипропилен и многие другие полимеры. Селективность полиамидных мембран составляет 90-99,6%. 

Производительность мембранной установки может быть от 7 до 1900 л\ч. На скорость работы мембраны влияет температура и степени загрязнения жидкости, а также давление. Чем выше давление, тем быстрее происходит очистка жидкости.

Загрязнение и промывка мембран.

При постоянной очистке жидкости, установки обратного осмоса постепенно снижают производительность, снижается качество пермеата, отмечается высокий перепад давления на определенной мембране Все это говорит о том, что мембрана загрязнена. 

Чаще всего возникают следующие загрязнения:

• Меловые отложения (карбоната кальция) в виде белесого, кремового или желтоватого налета.

• Гипсовые отложения (сульфата кальция) и отложения бария или стронция. Этот осадок возникает часто после очистки морской и подземной солоноватой воды.

• Отложения оксидов металлов. В основном это соли железа и марганца.

• Осадок от кремниевых кислот, которые образуют устойчивые коллоидные отложения.

• Отложения иловые, от водорослей, нарост плесени и грибков.

Чтобы мембрана работала с заданной производительностью, требуется постоянный контроль за состоянием мембраны и при необходимости проводить качественную очистку (промывку). 

Имеется два типа промывки поверхности мембран:

• Гидравлическая промывка. Это автоматизированный процесс. Проводится в течение 10 секунд, каждый раз после получаса простоя оборудования.

• Химическая промывка. В основном проводится 1 раз в 6-12 месяцев, на начальном этапе загрязнения. Промывка может длиться часы, а может занять и нескольких дней, в зависимости от числа мембранных элементов.

Существует много конструкций установок обратного осмоса, отличающихся мощностью, степенью очистки, размерами и другими параметрами.

Виды и устройство установок обратного осмоса.

Установки выпускаются четырех видов:

1. Бытовые. Качество питьевой воды выше, чем после очистки угольными фильтрами.

2. Малой производительности (до 5 м3/ч) для промышленного использования с малым потреблением очищенной воды.

3. Средней производительности (5 - 10 м3/ч) для применения в промышленности.

4. Высокопроизводительные (свыше 10 м3/ч). Экономически выгодно для очистки больших объемов жидкости. Они снижают расход воды и потребление электроэнергии, количество концентрата на выходе всего около 25%.

Системы обратного осмоса имеют полуавтоматическое или автоматическое управление и состоят из нескольких модулей.

В основном, комплектация обратноосмотической системы следующая:

• Фильтр предварительной очистки.

• Насосная группа — насос высокого давления, частотный преобразователь.

• Мембранный блок, с необходимым количеством мембранных элементов. В зависимости от того, какое качество имеет исходная вода, устанавливают от 1 до 4 напорных корпуса, можно и больше.

• Арматура с обвязкой.

• Устройства автоматики и регулирования параметров.

• Шкаф управления.

• Блок КИП, манометры.

• Система очистки мембран.

Каждое предприятие подбирает для определенных целей разные системы обратноосмотической. На какие показатели стоит обратить внимание:

• Состояние исходной жидкости. Необходимо сделать лабораторный анализ.

• Требуемая степень очистки жидкости. В наше время установки способны удалить от 80 до 99,8 % загрязнений.

• Размер мембран и их пор. Рассчитать количество необходимых фильтрующих блоков, исходя из производительности одного.

• Насос высокого качества и длительной эксплуатации.

• Определиться с количеством и типом фильтров для предочистки жидкости.

Преимущества и недостатки использования технологии обратного осмоса.

 Достоинства:

• Экономия рабочих площадей. Другие технологии очистки жидкости включают в себя различные узлы и участки для осветления, ионизирования, поступления доз химических реагентов. Иногда жидкость проходит несколько ступеней очистки. Это требует больших площадей, затрат на реагенты, вложения на трубопроводы, соединительные узлы, специальное оборудование и дополнительное число обслуживающего персонала.

• Универсальность технологии. Различная производительность, подходит для дома, школ, больниц, детских садов, для малых предприятий и гигантов

• Высокое качество очищенной воды. Количество примесей на выходе в десять раз меньше, чем прописано в действующих нормах.

• Экономия электроэнергии и воды.

• Высококачественная система автоматизации, обеспечивает бесперебойную работу системы.

• Расходы на эксплуатацию незначительные.

• Концентрат сбрасывается в канализацию, не требуется дополнительная утилизация.

• Большой ассортимент моделей различной производительности. Можно организовать производство необходимой обратноосмотической установки по индивидуальным запросам заказчика.

• В любое время можно установить дополнительные узлы в систему очистки и увеличить производительность.

• Возможность установить обратноосмотическую систему в имеющуюся на предприятии систему водоподготовки.

• Если качество исходной воды хорошее (водопроводная), то можно исключить некоторые стадии предочистки, так можно уменьшить затраты на установку.

Недостатки:

• Не задерживает летучий хлор.

• Требуется предочистка жидкости. Механическая очистка воды может потребовать больших вложений.

• Отсутствие минералов в очищенной воде, практически не имеет вкуса. Требуется дополнительная минерализация.

• Периодически нужно промывать мембрану.

• Большой расход исходной воды, до нас доходит только 25% очищенной воды, все остальное сливается в канализацию.

Бытовые фильтры обратного осмоса.

Для бытового назначения обратноосмотическая система довольно компактная, насос не требуется, достаточно для работы давления в 3 атмосферы. Очистка жидкости осуществляется благодаря водопроводному напору. Блок очистки устанавливается на выходе из трубопровода, в шкафу под раковиной. Отдельный кран выводят сверху, откуда льется отфильтрованная жидкость.

Производительность таких установок примерно 12 литров в час, что легко обеспечит семью чистой водой. Рекомендуется применять для воды температурой до +35 градусов, менять мембраны каждый год.

На сегодняшний день обратный осмос — самый эффективный способ получения пресной воды высокой очистки. Технология обратного осмоса применяется для получения чистой питьевой воды из различных источников наземных и подземных, а также для решения определенных задач во многих отраслях промышленности.

__________

г. Тольятти, улица Комсомольская, 86А

info@teh-g.ru

 8 (800) 302-79-37 (звонок по России бесплатный)

 https://teh-g.ru/

ТЭХ-Групп: всё для промышленной водоподготовки и водоочистки