Współczynnik odzyskiwania odwróconej osmozy

Rys. 1. Podstawowe fazy schematu procesu odwróconej osmozy i punkty zainteresowania do zastosowania strategii poprawy współczynnika odzysku RO

Odwrócona osmoza zależy głównie od jakości paszy. Zanieczyszczeniami są zwykle sole nieorganiczne i substancje organiczne, które 1) podnoszą ciśnienie osmotyczne (π) i 2) zanieczyszczają błony układu.

Weźmy to trochę od początku. Wodę można sklasyfikować zgodnie z zawartością całkowitych rozpuszczonych substancji stałych (TDS) do następujących kategorii,

Tak więc im mniej masz TDS, tym mniejsze ciśnienie potrzebujesz, aby przepchnąć wodę przez pory membran RO. Dlatego BWRO może osiągnąć nawet 70-97% odzysku (szczególnie przy nowych konfiguracjach systemu), a SWRO jest ograniczone do 35-45%. Jeśli zastosujesz zbyt duży nacisk na membranę 1) może to spowodować wytrącenie przesyconych soli i 2) membrany mają limit ciśnienia rozrywającego (85 bar), którego nie można przekroczyć.

Aniony i kationy tworzące TDS mają tendencję do tworzenia mineralnego kamienia na powierzchni membran. Dzieje się tak dzięki zjawisku zwanemu polaryzacją stężeniową, które zwiększa stężenie w pobliżu powierzchni membrany do około. +20%, które mogą prowadzić do tworzenia kryształów, a tym samym do skalowania. To powoduje,

• ↑ Ciśnienie różnicowe (ΔP)
• ↓ Przepływ przenikania
  
• ↓ Jakość przenikania
  

Typowymi podejrzanymi są słabo rozpuszczalne sole, takie jak CaCO3 (wapień), CaSO4 (gips), a gdy mamy wody powierzchniowe, bar, stront i fluorki. Musimy również wziąć pod uwagę związki o niskiej rozpuszczalności, takie jak stężenie krzemionki.

Substancje organiczne tworzą warstwę na wierzchu błon (biofilm), która ma takie same efekty jak łuszczenie.

Niektóre zanieczyszczenia mogą również powodować fizyczne uszkodzenia samej membrany, zmniejszając w ten sposób jej wydajność i żywotność.

Skalowanie i biofouling to powody, dla których zanim woda zasilająca dotrze do membran, stosujemy uzdatnianie wstępne, które zmienia się w zależności od przypadku, ale generalnie składa się z filtracji wkładowej, adsorpcji, filtrowania, regulacji pH i środków zapobiegających osadzaniu się kamienia.

Stosujemy również czyszczenie chemiczne (CIP), które wykonuje się jak najmniej i jest projektowane indywidualnie dla każdego przypadku.

Aby przezwyciężyć ograniczenia odsalania, mamy w zanadrzu kilka sztuczek, które można sklasyfikować jako (rys. 1),

• Ulepszona obróbka wstępna paszy
• Zaawansowana technologia membranowa
• Nowe konfiguracje przepływu
• Technologie oczyszczania solanki

1) Ulepszona obróbka wstępna paszy

Dzięki nowym technologiom membranowym pasza może pozbyć się problematycznych jonów powodujących osadzanie się kamienia. Dobrym przykładem jest zastosowanie membran NF do cięcia biwalentnych (Ca2+, Mg2+, SO42-), które z pewnością spowodują problemy dla naszych membran. W ten sposób możemy zapewnić lepsze i bardziej przenikalne dla naszego systemu.

Inną opcją jest użycie antyskalantów. Są dodatkami chemicznymi, które tworzą opóźnienie czasowe między wodorowęglanem a powstawaniem wapnia i magnezu, umożliwiając przepływ wody przez membranę przed wystąpieniem kamienia. Antyskalanty są produktami stosunkowo tanimi i nie wiążą się z dodatkowymi kosztami.

2) Zaawansowana technologia membranowa

Nowe membrany z ulepszonymi,

• Powierzchnia czynna
• Limit ciśnienia rozrywającego
• Przepuszczalność
• Odporność na biofouling
• Średnica rany spiralnej

mogą zwiększyć wydajność systemu i odzyskiwać wodę w szybszym tempie niż ich poprzednicy.

3) Nowe konfiguracje systemu

Branża opracowała nowe konfiguracje systemów, które pozwalają na:

• Recyrkulacja koncentratu
• Inscenizacja koncentratu
• Inscenizacja przenikania

4) Technologie oczyszczania solanki

W ostatnich dziesięcioleciach włożono wiele wysiłku w usunięcie jak największej ilości wody z koncentratu RO (solanki) i opracowano wiele technologii prowadzących system do minimalnego lub zerowego zrzutu cieczy

Każda z tych ostatnich optymalizacji może pomóc zoptymalizować system i zwiększyć współczynnik odzysku wody. Nasi inżynierowie Lenntech mogą dostarczyć Ci najlepsze rozwiązania, które będą odpowiednie dla Twojego przypadku, zwiększając wydajność i obniżając koszty. Zadzwoń lub napisz do nas, a chętnie pomożemy w Twojej sprawie.