Úvod do pracovního principu membrány s reverzní osmózou (RO):
RO je v angličtině zkratka pro reverzní osmózu a v čínštině znamená antiosmóza.Obecně platí, že pohyb molekul vody je od nízké koncentrace k vysoké koncentraci.Když je však na vstupní straně aplikován tlak, směr pohybu molekul vody se obrátí, z vysoké koncentrace na nízkou koncentraci, odtud název reverzní osmóza.
Princip RO membrány: RO membrána, známá také jako membrána s reverzní osmózou, je technologie, která odděluje kapaliny větší než velikost pórů membrány prostřednictvím tlakového rozdílu jako hnací síly.Kapalina procházející membránovou filtrací je vystavena tlaku.Když tlak překročí osmotický tlak RO membrány, bude kapalina pronikat v opačném směru.Kapalina menší než velikost pórů bude vypuštěna během procesu permeace, zatímco kapalina s vyšší koncentrací, než je velikost pórů, bude blokována membránou a vypuštěna koncentrovaným vodním kanálem.Tyto akce slouží k čištění, separaci a koncentraci původní kapaliny.
Klíčovými výkonnostními ukazateli RO membrány jsou rychlost odsolování, průtok vody a rychlost regenerace.Rychlost odsolování se týká stupně čistoty, ve kterém membrána zachycuje ionty, přičemž vyšší rychlosti odsolování je dosaženo, když zachycuje ionty účinněji.Dalším klíčovým ukazatelem výkonnosti je tok, který se týká množství molekul vody, které mohou proniknout jednotkovou plochou membrány.Čím větší je tok, tím lepší je výkon membrány.Na druhé straně míra regenerace odkazuje na poměr sladké vody ke koncentrátu, když je membrána v provozu, přičemž vyšší poměr indikuje lepší výkon membrány.
Díky těmto třem klíčovým charakteristikám RO membrán byl vývoj RO membrán veden k dosažení průlomů ve vysoké rychlosti odsolování, velké produkci vody a vysoké rychlosti regenerace, z nichž každá by mohla přinést významné ekonomické výhody.
U membránových prvků s reverzní osmózou se ve většině případů nemůže zdroj vody dostat do prvků přímo, protože obsažené nečistoty mohou kontaminovat membránu a ovlivnit stabilní provoz systému a životnost membránového prvku.Předúprava je proces úpravy surové vody podle vlastností nečistot v ní, vhodnými procesy tak, aby vyhovovala požadavkům na vstup do membránových prvků reverzní osmózy.Protože se v celém procesu úpravy vody nachází před reverzní osmózou, nazývá se předúprava.
Účelem předúpravy v systémech reverzní osmózy je: 1) zabránit kontaminaci povrchu membrány, tj. zabránit zachycení suspendovaných nečistot, mikroorganismů, koloidních látek atd. na povrchu membrány nebo ucpání vodního průtokového kanálu membránového prvku;2) zabraňuje usazování vodního kamene na povrchu membrány.Při provozu zařízení na reverzní osmózu se mohou na povrchu membrány vlivem koncentrace vody usazovat některé obtížně rozpustné soli jako CaCO3, CaSO4, BaSO4, SrSO4, CaF2, proto je nutné předcházet vzniku těchto obtížných k rozpouštění solí;
3) zajistit, aby membrána nebyla vystavena mechanickému nebo chemickému poškození, aby měla dobrý výkon a dostatečnou životnost.
Výběr procesů předúpravy pro systémy reverzní osmózy je následující:
1) Pro povrchové vody s obsahem nerozpuštěných látek nižším než 50 mg/l lze použít přímou koagulační filtrační metodu;
2) Pro povrchové vody s obsahem nerozpuštěných látek vyšším než 50 mg/l lze použít metodu koagulace, čiření, filtrace;
3) Pro podzemní vody s obsahem železa nižším než 0,3 mg/l a obsahem nerozpuštěných látek nižším než 20 mg/l lze použít přímou filtrační metodu;
4) Pro podzemní vody s obsahem železa nižším než 0,3 mg/l a obsahem nerozpuštěných látek vyšším než 20 mg/l lze použít přímou koagulační filtrační metodu;
5) U podzemních vod s obsahem železa vyšším než 0,3 mg/l je třeba zvážit oxidaci a odstranění železa, po nichž následuje přímá filtrace nebo přímá koagulační filtrace.Pokud je obsah organických látek v surové vodě vysoký, lze k úpravě použít chloraci, koagulaci, čiření a filtraci.Když tato úprava nestačí, lze k odstranění organických látek použít i filtraci aktivním uhlím.Pokud je tvrdost surové vody vysoká a CaCO3 se bude po úpravě stále usazovat na povrchu membrány reverzní osmózy, lze použít změkčení nebo úpravu vápnem.Pokud se v systému RO vysrážejí jiné obtížně rozpustné soli a usazují se vodní kámen, je třeba použít prostředky proti usazování vodního kamene.Stojí za zmínku, že baryum a stroncium nemusí být v analýze surové vody vždy přítomné.Avšak i při velmi nízkých koncentracích mohou snadno vytvářet šupiny na povrchu membrány, pokud je obsah síranů ve vodě větší než 0,01 mg/l.Tyto okuje se obtížně čistí, a proto by se mělo co nejvíce zabránit tvorbě na povrchu membrány.
Pokud je obsah oxidu křemičitého v surové vodě vysoký, lze pro úpravu přidat vápno, oxid hořečnatý (nebo bílý prášek).Když je koncentrace oxidu křemičitého v napájecí vodě RO vyšší než 20 mg/l, musí být provedeno posouzení tendence k tvorbě kotelního kamene.Protože je obtížné vyčistit vodní kámen, je velmi nutné zabránit jeho tvorbě na membráně.
Čas odeslání: srpen-01-2023