Plant d'osmosi inversa industrial: normes, instruccions d'instal·lació, filtres i principi de funcionament

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Les plantes industrials d'osmosi inversa es caracteritzen per un alt grau de purificació de l'aigua i uns costos operatius baixos. L'element principal del mòdul de treball és un bloc de membranes a través del qual passa el fluid. L'excés de pressió creada contribueix al procés d'osmosi inversa: el flux de "solvent" (aigua pura) a través de la membrana. A diferència de la dessalinització química tradicional, aquesta tecnologia és més respectuosa amb el medi ambient, ja que no requereix l'ús de reactius agressius.

Destinació

Les plantes industrials d'osmosi inversa s'utilitzen per purificar l'aigua de sals minerals amb el propòsit de la seva posterior utilització en finalitats industrials, comercials i domèstiques. Aquesta tecnologia és molt prometedora, ja que permet eliminar partícules molt petites del líquid, de fins a 0,0001 micres (sals de calci i magnesi que afecten la duresa de l'aigua, sulfats, nitrats, molècules de colorant).

La purificació d'aigua mitjançant aquest mètode s'utilitza aàrees com ara:

• reduir la quantitat de sals de les aigües extretes de fonts locals sobre el sòl (fonts, rius, llacs) i subterrànies;
• desalinització d'aigua de mar (salobre);
• preparació de solucions per a processos tecnològics;
• tractament d'aigua de calderes i plantes de calderes;
• acabar el tractament d'aigües residuals en un circuit tancat d'aigua;
• desinfecció de l'aigua amb finalitats mèdiques;
• indústria alimentària: clarificació, estabilització i concentració de sucs, refrescos i vins.

Molt sovint, les plantes industrials d'osmosi inversa formen part de sistemes de purificació de dues etapes. En la primera etapa, el líquid se sotmet a una filtració mecànica, que elimina les partícules més grans.

Essència de la tecnologia

El principi de funcionament de la planta d'osmosi inversa és que el líquid a purificar passa a través de membranes semipermeables que atrapen total o parcialment les molècules. Amb osmosi directa, l'aigua flueix cap a la solució. Si apliqueu pressió a la primera composició per sobre del valor d'equilibri (osmòtic), aleshores l'aigua es mourà en la direcció oposada. Això garanteix la selectivitat de la neteja.

El nivell de pressió requerit a la instal·lació del filtre d'osmosi inversa depèn de la concentració de sals (com més alta sigui, més alta serà la pressió). Així, amb una mineralització de 20-30 g/l, és de 5-10 MPa. Els equips de neteja poden utilitzar la seva pròpia pressiósistemes de subministrament d'aigua industrial o augment de mitja pressió (ús de bombes). El tipus de membrana afecta el grau de puresa de l'aigua. Quan s'obstrueix, el sistema perd la seva eficàcia, per la qual cosa cal fer el manteniment d'aquesta unitat a temps.

Paquet

Els components principals de les plantes industrials d'osmosi inversa són:

• base (estand);
• filtre prefina (equip de tractament d'aigua);
• unitats de membrana (el seu nombre es determina en funció del rendiment d'una unitat i de tota la instal·lació en conjunt);
• bombes d' alta pressió per proporcionar la pressió diferencial necessària;
• tuberia amb instrumentació i vàlvules;
• unitat de neteja per a la neteja de membranes;
• armari de control elèctric i controladors.

Les unitats modernes tenen un disseny modular, cosa que permet el muntatge final in situ amb especificacions seleccionades que es poden modificar si cal. La unitat principal són els recipients a pressió amb membranes d'osmosi inversa. A més, la instal·lació d'un sistema d'osmosi inversa es pot equipar amb els següents tipus d'equips:

• sistema de tractament d'aigua abans del tractament osmòtic;
• capacitat de líquid pur o original;
• sistema d'enviament.

L'equip també pot incloure un sistema d'inhibiciódipòsits de sals (carbonats, sulfats i fosfats) sobre membranes, que inclou una bomba dosificadora per al subministrament de reactius, sensors de nivell, vàlvules i tubs. La instal·lació de la bomba d'osmosi inversa es realitza per separat. Es munta al dipòsit de reactius mitjançant un suport, després del qual es munten la línia d'entrada de reactius i el sensor de nivell del dipòsit. Aquest equipament tecnològic permet allargar la vida útil de les membranes i reduir els costos de manteniment. S'afegeix un antiincrustante (inhibidor de la sedimentació) a l'aigua a una concentració de 2-5 mg/l.

Esquemes recomanats

Hi ha diverses opcions de disseny per a les plantes industrials d'osmosi inversa, que es seleccionen en funció de les propietats de l'aigua d'origen:

1. Tractament d'aigua mineralitzada procedent del pou: filtre gruixut (CSF) - unitat d'osmosi inversa (ROO).
2. Purificació d'aigua amb un alt contingut de ferro, suspensions, color alt: CSF - filtres de rebliment mecànics (a través d'una capa de càrrega de filtre) - filtres de purificació d'absorció - UOO.
3. Tractament d'aigües d' alta mineralització: LCR - ultrafiltració (suavització d'aigua) - filtres de purificació per absorció - UOO.

Funcions clau

Les instal·lacions varien de diverses maneres clau:

• Puresa del flux a través de la membrana (80-99, 8%).
• La mida dels porus de la membrana osmòtica (no calen membranes extrafines per eliminar les partícules orgàniques pesades).
• Rendiment.

Tipus de membranamòduls

Els següents tipus principals de membranes es distingeixen per ubicació i aspecte:

• Tubular. La membrana es troba al llarg de la superfície cilíndrica interna de la canonada, el flux d'aigua purificada surt pels forats laterals i les partícules en suspensió s'assenten. El diàmetre dels tubs és més freqüent en el rang de 4-25 mm, es col·loquen a la carcassa en paral·lel o en sèrie. Els avantatges d'aquest esquema són un cabal elevat (fins a 6 m/s), sense necessitat de filtració fina prèvia i un manteniment fàcil. Els desavantatges inclouen grans dimensions i alts costos de processament.
• Fibra. S'utilitzen fibres buides amb un diàmetre de 0,6-2 mm. L'aigua pot fluir tant per dins com per fora. En alguns models, les fibres es fixen amb una malla de tela. Aquests mòduls de membrana suporten la pressió externa i interna i es poden rentar regularment. Els sistemes de fibra s'utilitzen principalment per a la ultrafiltració, ja que els forats s'obstrueixen amb partícules grans.
• Plat. Les membranes es fixen en una placa de suport, i el mòdul en si és un casset amb un conjunt de marcs rectangulars. Són fàcils de muntar i netejar, però la configuració tortuosa i complexa del bloc provoca caigudes de pressió i redueix la fiabilitat de l'equip.
• Espiral. Les membranes i els receptors d'aigua purificada (permeat) s'emboliquen en diverses capes al voltant del tub col·lector central. Aquests mòduls són els més compactes en termes deen comparació amb altres tipus, però molt sensible a la contaminació.

Les membranes planes solen estar fetes d'acetat de cel·lulosa o pel·lícules de poliamida.

Principi de funcionament

El principi de funcionament d'una planta d'osmosi inversa industrial és el següent:

1. Preneteja en els prefiltres.
2. L'aigua és subministrada per una bomba d' alta pressió al mòdul de membrana, on es divideix en 2 corrents: líquid purificat i concentrat amb una alta salinitat.
3. Sortida d'aigua purificada de la unitat d'osmosi inversa, mesurant-ne el cabal, recollint-la en un recipient.
4. Abocament del concentrat a la claveguera o dirigint-lo a l'entrada de la bomba (reciclatge de tractament repetit).

En cas d'augment inacceptable de la contrapressió, s'activa un relé que apaga la instal·lació. El mateix passa quan s'omple el dipòsit de recollida d'aigua tractada (interruptor de nivell). El rentat de membrana s'inicia automàticament.

Preparació d'aigua

La tecnologia de membrana d'osmosi inversa suposa l'absència gairebé completa d'impureses mecàniques en el líquid font. En aquest cas, la purificació d'aigua industrial és ineficient, ja que hi entren partícules estranyes quan es transporten aigua per canonades. Per tant, el sistema d'osmosi inversa ha d'incloure prefiltres a l'entrada de la unitat de membrana.

Aquest equip normalment es fa de manera universaldisseny i consta d'almenys 3 tipus de filtres: filtres gruixuts i fins, així com per a la recollida de substàncies orgàniques (filtres d'absorció). Les opcions addicionals són sistemes d'ultrafiltració, eliminació de ferro i clarificació. Si no s'utilitza aquesta unitat, les membranes de treball s'obstrueixen ràpidament, reduint l'eficiència del procés d'osmosi inversa.

Instal·lació i posada en marxa

Segons les instruccions d'instal·lació, l'osmosi inversa s'ha d'instal·lar a l'interior. Aquestes unitats no estan dissenyades per a ús a l'aire lliure.

El treball d'instal·lació es realitza en l'ordre següent:

• instal·lació del sistema de reactius;
• connexió de canonades per subministrar aigua bruta i rebre aigua tractada;
• programació del controlador (configuració del valor màxim permès de conductivitat elèctrica, temperatura de l'aigua, durada del rentat de les membranes abans del cicle de treball, interval de temps entre la seva neteja i altres paràmetres);
• Comprovació del funcionament en mode manual (obertura de la font d'aigua, aixetes per a la sortida del líquid purificat i concentrat, encendre la bomba d' alta pressió);
• transfereix la unitat al mode automàtic.