Wprowadzenie do zasady działania membrany odwróconej osmozy (RO):
RO to skrót od odwróconej osmozy w języku angielskim i oznacza anty-osmozę w języku chińskim.Ogólnie rzecz biorąc, ruch cząsteczek wody następuje od niskiego do wysokiego stężenia.Jednakże, gdy po stronie wlotowej zostanie przyłożone ciśnienie, kierunek ruchu cząsteczek wody ulega odwróceniu, z wysokiego stężenia do niskiego stężenia, stąd nazwa odwróconej osmozy.
Zasada działania membrany RO: Membrana RO, znana również jako membrana odwróconej osmozy, to technologia oddzielająca ciecze większe niż wielkość porów membrany poprzez różnicę ciśnień jako siłę napędową.Ciecz poddawana filtracji membranowej poddawana jest działaniu ciśnienia.Gdy ciśnienie przekroczy ciśnienie osmotyczne membrany RO, ciecz będzie przenikać w przeciwnym kierunku.Ciecz mniejsza od wielkości porów zostanie odprowadzona w procesie permeacji, natomiast ciecz o stężeniu większym od wielkości porów zostanie zablokowana przez membranę i odprowadzona kanałem stężonej wody.Działania te służą oczyszczeniu, oddzieleniu i zatężeniu pierwotnej cieczy.
Kluczowymi wskaźnikami wydajności membrany RO są szybkość odsalania, przepływ wody i stopień odzysku.Szybkość odsalania odnosi się do stopnia czystości, w jakim membrana przechwytuje jony, przy czym wyższy stopień odsalania osiąga się, gdy przechwytuje jony skuteczniej.Innym kluczowym wskaźnikiem wydajności jest strumień, który odnosi się do ilości cząsteczek wody, które mogą przeniknąć przez jednostkę powierzchni membrany.Im większy strumień, tym lepsza wydajność membrany.Z drugiej strony stopień odzysku odnosi się do stosunku wody słodkiej do stężonej podczas pracy membrany, przy czym wyższy stosunek wskazuje na lepszą wydajność membrany.
Ze względu na te trzy kluczowe cechy membran RO, rozwój membran RO został ukierunkowany na osiągnięcie przełomów w zakresie wysokiego współczynnika odsalania, dużej produkcji wody i wysokiego współczynnika odzysku, z których każdy mógłby generować znaczące korzyści ekonomiczne.
W przypadku elementów membran odwróconej osmozy w większości przypadków źródło wody nie może dostać się bezpośrednio do elementów, ponieważ zawarte w nich zanieczyszczenia mogą zanieczyścić membranę i wpłynąć na stabilną pracę systemu oraz żywotność elementu membranowego.Obróbka wstępna to proces uzdatniania wody surowej zgodnie z charakterystyką zawartych w niej zanieczyszczeń, za pomocą odpowiednich procesów, tak aby spełniała wymagania dotyczące wejścia do elementów membrany odwróconej osmozy.Ponieważ w całym procesie uzdatniania wody znajduje się przed odwróconą osmozą, nazywa się ją obróbką wstępną.
Celem podczyszczania w układach odwróconej osmozy jest: 1) zapobieganie zanieczyszczeniu powierzchni membrany, tj. zapobieganie przyleganiu do powierzchni membrany zawieszonych zanieczyszczeń, mikroorganizmów, substancji koloidalnych itp. lub zatykaniu kanału przepływu wody elementu membranowego;2) zapobiegają osadzaniu się kamienia na powierzchni membrany.Podczas pracy urządzenia do odwróconej osmozy na powierzchni membrany mogą osadzać się niektóre trudnorozpuszczalne sole, takie jak CaCO3, CaSO4, BaSO4, SrSO4, CaF2, dlatego należy zapobiegać tworzeniu się tych trudno- sole do rozpuszczania;
3) upewnić się, że membrana nie jest poddana uszkodzeniom mechanicznym lub chemicznym, aby membrana miała dobre parametry użytkowe i wystarczającą żywotność.
Dobór procesów wstępnej obróbki dla systemów odwróconej osmozy przedstawia się następująco:
1) W przypadku wód powierzchniowych o zawartości zawiesiny mniejszej niż 50 mg/L można zastosować metodę bezpośredniej filtracji koagulacyjnej;
2) W przypadku wód powierzchniowych o zawartości zawiesiny większej niż 50 mg/L można zastosować metodę koagulacji, klarowania i filtracji;
3) W przypadku wód gruntowych o zawartości żelaza poniżej 0,3 mg/L i zawiesiny poniżej 20 mg/L można zastosować metodę filtracji bezpośredniej;
4) W przypadku wód gruntowych o zawartości żelaza poniżej 0,3 mg/L i zawiesiny powyżej 20 mg/L można zastosować metodę bezpośredniej filtracji koagulacyjnej;
5) W przypadku wód gruntowych o zawartości żelaza większej niż 0,3 mg/L należy rozważyć utlenianie i usuwanie żelaza, a następnie filtrację bezpośrednią lub bezpośrednią filtrację koagulacyjną.Gdy zawartość substancji organicznych w wodzie surowej jest wysoka, do uzdatniania można zastosować chlorowanie, koagulację, klarowanie i filtrację.Jeśli to leczenie nie wystarczy, do usunięcia materii organicznej można zastosować także filtrację z węglem aktywnym.Gdy twardość wody surowej jest wysoka, a CaCO3 nadal będzie osadzał się na powierzchni membrany odwróconej osmozy po uzdatnieniu, można zastosować zmiękczanie lub wapno.Jeżeli w systemie RO wytrącają się inne, trudne do rozpuszczenia sole, należy zastosować środki zapobiegające osadzaniu się kamienia.Warto zauważyć, że bar i stront nie zawsze mogą być obecne w analizie wody surowej.Jednak nawet przy bardzo niskich stężeniach mogą łatwo tworzyć łuski na powierzchni membrany, jeśli zawartość siarczanów w wodzie jest większa niż 0,01 mg/l.Zgorzeliny te są trudne do czyszczenia i dlatego należy w miarę możliwości zapobiegać ich tworzeniu się na powierzchni membrany.
Gdy zawartość krzemionki w wodzie surowej jest wysoka, do uzdatniania można dodać wapno, tlenek magnezu (lub biały proszek).Jeżeli stężenie krzemionki w wodzie zasilającej RO jest większe niż 20 mg/l, należy przeprowadzić ocenę tendencji do osadzania się kamienia.Ponieważ czyszczenie kamienia krzemionkowego jest trudne, bardzo ważne jest zapobieganie jego tworzeniu się na membranie.
Czas publikacji: 01 sierpnia 2023 r