Prinċipju ta 'ħidma ta' dożaġġ f'kull stadju ta 'operazzjoni ta' reverse osmosis
Matul il-proċess tar-reverse osmosis, meta l-melħ li ma jinħallx jaqbeż il-limitu ta 'saturazzjoni tiegħu, se jippreċipita mill-ilma kkonċentrat, jifforma skala fuq il-wiċċ tal-membrana, inaqqas il-fluss tal-membrana RO, iżid il-pressjoni operattiva u tnaqqis fil-pressjoni, u jikkawża l-prodott il-kwalità tal-ilma tiddeterjora. Dan il-fenomenu li jifforma saff ta 'sediment fuq il-wiċċ tal-membrana jissejjaħ fouling tal-membrana, u r-riżultat tal-fouling tal-membrana huwa d-deterjorazzjoni tal-prestazzjoni tas-sistema.
Huwa meħtieġ li l-ilma mhux maħdum qabel ma jidħol fis-sistema tal-membrana tar-reverse osmosis biex jitneħħew solidi sospiżi, materja organika li tinħall u komponenti eċċessivi tal-melħ li ma jinħallux li jistgħu jikkawżaw tniġġis għall-membrana tar-reverse osmosis u jnaqqsu t-tendenza ta 'fouling tal-membrana. L-iskop tat-trattament minn qabel tal-ilma influwenti huwa li tittejjeb il-kwalità tal-ilma influwenti u tiżgura t-tħaddim affidabbli tal-membrana RO.
L-effett tat-trattament minn qabel tal-ilma mhux ipproċessat huwa rifless fit-tnaqqis tal-valur assolut tal-indikaturi tal-kwalità tal-ilma bħal TSS, TOC, COD, BOD, LSI u sustanzi li jniġġsu bħal ħadid, manganiż, aluminju, silikon, barju u stronzju.
Indikatur importanti ieħor tal-kwalità tal-ilma li jikkaratterizza t-tendenza tal-fouling tal-membrana huwa SDI. Minbarra li tnaqqas l-indikaturi ta 'hawn fuq għall-firxa meħtieġa mill-ilma tad-dħul tas-sistema tal-membrana reverse osmosis permezz ta' trattament minn qabel, huwa wkoll importanti li jitnaqqas l-SDI kemm jista 'jkun. Il-valur SDI ideali (15-il minuta) għandu jkun inqas minn 3.
Sabiex tittejjeb il-prestazzjoni operattiva tas-sistema tar-reverse osmosis, l-aġenti li ġejjin jistgħu jiġu miżjuda mal-ilma tad-dħul: aċidu, alkali, batteriċida, inibitur tal-iskala u dispersant.
L-aċidu idrokloriku u l-aċidu sulfuriku jistgħu jiġu miżjuda mal-ilma tad-dħul biex jitnaqqas il-pH. L-aċidu sulfuriku huwa irħis, ma jpejjipx u jissaddadx il-komponenti tal-metall tal-madwar, u l-membrana għandha rata ta 'tneħħija ogħla għall-joni tas-sulfur minn joni tal-klorur, għalhekk l-aċidu sulfuriku jintuża aktar komunement mill-aċidu idrokloriku.
L-aċidu sulfuriku ta 'grad industrijali mingħajr addittivi oħra huwa adattat għal reverse osmosis. L-aċidu sulfuriku kummerċjali għandu żewġ speċifikazzjonijiet ta 'konċentrazzjoni ta' 20% u 93%. 93% aċidu sulfuriku jissejjaħ ukoll 66 grad Baume aċidu sulfuriku. Oqgħod attent meta tħallat 93% aċidu sulfuriku. Meta dilwit għal 66%, is-sħana tista 'tgħolli t-temperatura tas-soluzzjoni għal 138 grad. L-aċidu għandu jiġi miżjud mal-ilma bil-mod waqt li tħawwad biex jipprevjeni li s-soluzzjoni milwiema tissaħħan u tagħli lokalment.
L-aċidu idrokloriku jintuża primarjament meta s-sulfat tal-kalċju jew is-sulfat tal-istronzju huwa probabbli. L-użu ta 'aċidu sulfuriku jżid il-konċentrazzjoni tal-jone tas-sulfat fl-ilma tal-għalf RO, li jwassal direttament għal tendenza akbar ta' skala ta 'sulfat tal-kalċju. L-aċidu idrokloriku ta 'grad industrijali (l-ebda addittivi) huwa faċli ħafna biex jinxtara, u l-aċidu idrokloriku kummerċjali ġeneralment fih 30-37%.
L-iskop primarju tat-tnaqqis tal-pH huwa li titnaqqas it-tendenza ta 'skalar tal-karbonat tal-kalċju fil-konċentrat RO, jiġifieri, li jitnaqqas l-Indiċi Langelier (LSI). LSI hija s-saturazzjoni tal-karbonat tal-kalċju f'ilma salmastru b'salinità baxxa, li tindika l-potenzjal għal skalar jew korrużjoni tal-karbonat tal-kalċju.
Fil-kimika ta 'l-ilma ta' l-osmosis inversa, LSI huwa indikatur importanti biex jiddetermina jekk huwiex se jseħħ l-iskala tal-karbonat tal-kalċju. Meta LSI tkun negattiva, l-ilma jissaddad pajpijiet tal-metall, iżda l-iskala tal-karbonat tal-kalċju mhux se jifforma.
Jekk l-LSI huwa pożittiv, l-ilma ma jkunx korrużiv, iżda se jseħħ skalar tal-karbonat tal-kalċju. LSI huwa l-pH tas-saturazzjoni tal-karbonat tal-kalċju nieqes il-pH attwali tal-ilma.
Is-solubilità tal-karbonat tal-kalċju tonqos maż-żieda fit-temperatura (dan huwa kif l-iskala tiġi ffurmata fil-ktieli) u maż-żieda fil-pH u l-konċentrazzjoni tal-jone tal-kalċju, jiġifieri l-alkalinità.
Il-valur LSI jista' jitbaxxa billi jiġi injettat aċidu (ġeneralment aċidu sulfuriku jew aċidu idrokloriku) fl-ilma tal-għalf RO, jiġifieri jitbaxxa l-pH. Il-valur LSI rakkomandat għall-konċentrat RO huwa {{0}}.2 (li jindika konċentrazzjoni 0.2 unitajiet pH taħt il-konċentrazzjoni tas-saturazzjoni tal-karbonat tal-kalċju). Antiskalant polimeriċi jistgħu jintużaw ukoll biex jipprevjenu l-preċipitazzjoni tal-karbonat tal-kalċju, u xi fornituri antiskalant jsostnu li l-prodotti tagħhom jistgħu jiksbu LSI sa +2.5 għal konċentrat RO (disinn aktar konservattiv huwa LSI ta '{{6} }.8).
L-alkali rarament jintuża f'RO primarju, u l-alkali jiġi injettat fl-ilma tal-għalf RO biex iżid il-pH. L-uniku aġent alkali użat komunement huwa l-idrossidu tas-sodju, li huwa faċli biex tixtri u jinħall faċilment fl-ilma. L-idrossidu tas-sodju ta 'grad industrijali mingħajr addittivi oħra ġeneralment jista' jissodisfa l-ħtiġijiet.
L-idrossidu tas-sodju kummerċjali huwa disponibbli f'100% flakes, 20% u 50% likwidi. Meta żżid alkali biex tgħolli l-pH, kun konxju li żieda fil-pH se żżid l-LSI u tnaqqas is-solubilità tal-karbonat tal-kalċju, ħadid u manganiż.
L-aktar applikazzjoni komuni għaż-żieda ta 'alkali hija sistema RO f'żewġ stadji. F'sistema ta 'reverse osmosis f'żewġ stadji, l-ilma tal-prodott RO primarju jiġi fornut lill-RO sekondarju bħala ilma mhux maħdum. L-osmosis reverse sekondarja "illustra" l-ilma tal-prodott primarju tar-reverse osmosis, u l-kwalità tal-ilma tal-ilma tal-prodott RO sekondarju tista 'tilħaq 4 megohms.
Hemm erba' raġunijiet biex iżżid l-alkali ma' l-ilma ta' l-għalf RO sekondarju:
a. 'l fuq minn pH 8.2, id-dijossidu tal-karbonju kollu huwa kkonvertit f'joni karbonat, li jistgħu jitneħħew permezz ta' reverse osmosis. Id-dijossidu tal-karbonju innifsu huwa gass u se jidħol liberament fl-ilma tal-prodott RO bil-permeat, li jikkawża tagħbija żejda fuq it-trattament tal-illustrar tas-sodda ta 'skambju joniku downstream.
b. Xi komponenti TOC jitneħħew aktar faċilment f'pH għoli.
c. Is-solubilità u r-rata ta 'tneħħija tas-silika huma ogħla f'pH għoli (speċjalment 'il fuq minn 9).
d. Ir-rata tat-tneħħija tal-boron hija wkoll ogħla f'pH għoli (speċjalment 'il fuq minn 9). Hemm każ speċjali ta 'applikazzjoni alkali, normalment imsejjaħ proċess HERO (Sistema ta' Reverse Osmosis ta 'Effiċjenza Għolja), li jaġġusta l-pH ta' l-ilma tad-dħul għal 9 jew 10. Osmosis inversa primarja tintuża biex tittratta l-ilma salmastru, li għandu problemi ta 'kontaminazzjoni (bħal ebusija , alkalinità, ħadid, manganiż, eċċ.) f'pH għoli. It-trattament minn qabel normalment juża sistema ta 'reżina katjonika ta' aċidu dgħajjef u apparat ta 'degassing biex tneħħi dawn il-kontaminanti.
Il-kloru ħieles fl-ilma tad-dħul RO u NF għandu jitnaqqas għal taħt 0.05ppm biex jissodisfa r-rekwiżiti tal-membrana kompost tal-poliamide. Hemm żewġ metodi ta 'trattament minn qabel għat-tneħħija tal-kloru, assorbiment granulari tal-karbonju attivat u l-użu ta' aġenti li jnaqqas bħas-sulfit tas-sodju.
F'sistemi żgħar (50-100gpm), ġeneralment jintużaw filtri tal-karbonju attivat, u l-ispiża tal-investiment hija aktar raġonevoli. Huwa rakkomandat li tuża karbonju attivat ta 'kwalità għolja li jkun ġie maħsul bl-aċidu biex tneħħi l-ebusija u l-joni tal-metall, u l-kontenut tal-multi għandu jkun baxx ħafna, inkella jikkawża kontaminazzjoni tal-membrana.
Il-midja tal-filtru tal-karbonju installata ġdida għandha titlaħlaħ għal kollox sakemm il-multi tal-karbonju jitneħħew kompletament, li normalment jieħu diversi sigħat jew saħansitra jiem. Filtri ta 'sigurtà ta' 5μm ma jistgħux jiġu invokati biex jipproteġu l-membrana tar-reverse osmosis mill-kontaminazzjoni tat-trab tal-karbonju.
Sodium bisulfite (SBS) huwa aġent tipiku li jnaqqas magħżul għal unitajiet RO akbar. Metabisulfite tas-sodju solidu jinħall fl-ilma biex jipprepara soluzzjoni. Il-purità tal-metabisulfite tas-sodju kummerċjali hija 97.5-99%, u l-perjodu ta 'ħażna niexfa huwa ta' 6 xhur.
Is-soluzzjoni SBS hija instabbli fl-arja u se tirreaġixxi bl-ossiġnu, għalhekk il-ħajja tas-servizz rakkomandata ta 'soluzzjoni ta' 2% hija 3-7 ijiem, u l-ħajja tas-servizz ta 'inqas minn 10% soluzzjoni hija {{3} } ijiem. Teoretikament, 1.47ppm SBS (jew 0.70ppm sodium metabisulfite) jistgħu jnaqqsu 1.0ppm klorin.
Il-fattur ta' sikurezza tas-sistema tal-ilma salmastru industrijali huwa kkunsidrat waqt id-disinn, u l-ammont ta' SBS miżjud huwa ssettjat għal 1.8-3.0ppm għal kull 1.0ppm klorin. Il-port tal-injezzjoni ta 'SBS għandu jkun 'il fuq mill-element tal-membrana, u d-distanza għandha tkun issettjata biex tiżgura ħin ta' reazzjoni ta '29 sekonda qabel ma tidħol fl-element tal-membrana. Huwa rakkomandat li tuża apparat xieraq li jħawwad in-line (mixer statiku).
Ħafna mill-inibituri tal-iskala huma xi polimeri sintetiċi organiċi speċjali (bħal aċidu poliakriliku, aċidu karbossiliku, aċidu polymaleic, fosfati organometalliċi, polifosfonati, fosfonati, polimeri anjoniċi, eċċ.), U l-piż molekulari ta 'dawn il-polimeri jvarja minn 2000 sa 10000 Daltons.
Oqgħod attent b'mod partikolari meta tuża inibituri tal-iskala tal-aċidu poliakriliku. Meta l-kontenut tal-ħadid huwa għoli, jista 'jikkawża fouling tal-membrana. Dan il-fouling se jżid il-pressjoni operattiva tal-membrana. Il-ħasil bl-aċidu huwa meħtieġ biex tneħħi b'mod effettiv dan it-tip ta 'fouling.
Jekk koagulanti katjoniċi jew għajnuniet għall-filtru jintużaw fit-trattament minn qabel, għandha tingħata attenzjoni speċjali meta jintużaw inibituri ta 'skala anjoniċi. Se jiġi prodott kontaminant viskuż u li jwaħħal, li jżid il-pressjoni operattiva u huwa diffiċli ħafna biex jitnaddaf.
Hexametaphosphate tas-sodju (SHMP) huwa inibitur ta 'skala komuni użat fl-osmosis inversa fil-jiem bikrija, iżda bl-emerġenza ta' inibituri ta 'skala speċjali, id-dożaġġ tnaqqas ħafna, u hemm xi restrizzjonijiet fuq l-użu ta' SHMP. Is-soluzzjoni għandha tiġi ppreparata kull 2-3 ijiem għax tidrolizza meta tkun esposta għall-arja. L-idroliżi mhux biss se tnaqqas l-effett kontra l-iskala, iżda tikkawża wkoll il-possibbiltà ta 'skalar tal-fosfat tal-kalċju.
L-użu ta 'SHMP jista' jnaqqas l-iskala tal-karbonat tal-kalċju u LSI jista 'jilħaq {{0}}.0. L-antiskalanti jfixklu t-tkabbir tal-kristalli tal-melħ fl-ilma tal-għalf RO u l-konċentrat, u b'hekk jippermettu li l-melħ solubbli kemxejn jaqbeż is-solubilità saturata fil-konċentrat. L-antiskalants jistgħu jintużaw minflok iż-żieda tal-aċidu jew flimkien maż-żieda tal-aċidu. Hemm ħafna fatturi li jaffettwaw il-formazzjoni ta 'skala minerali. Temperatura aktar baxxa se tnaqqas is-solubilità tal-minerali tal-iskala (ħlief karbonat tal-kalċju, li, kuntrarjament għall-biċċa l-kbira tas-sustanzi, jonqos b'żieda fit-temperatura), u TDS ogħla se jżidu s-solubilità ta 'melħ kemxejn solubbli (dan huwa minħabba li qawwa jonika għolja tinterferixxi mal-formazzjoni ta' kristalli taż-żerriegħa).