Cat:FRP -Tank
1 Tonne Einzelpanzer ist ein Gerät zum Speichern und Dosierung von Wasserbehandlungschemikalien, die normalerweise in der Dosierungsverbindung von ...
Siehe DetailsKonzentrationspolarisation (CP)
Die Konzentrationspolarisation bezieht sich auf die nachteiligen Wirkungen, die durch die kontinuierliche Akkumulation von gelösten Stoffen auf der Membranoberfläche verursacht werden, was die Membranleistung beeinträchtigt. Wenn Wasser durch die Membran durchdringt, wird die Futterlösung (enthält Wasser und gelöste Stoffe) zur Membranoberfläche transportiert. Wenn gereinigtes Wasser durch die Membran verläuft, sammeln sich Stoffe in der Nähe der Membranoberfläche an. ① In der Membranfiltration kontaktieren Partikel die Membran und bilden eine Filterkuchenschicht. ° Dies führt zu einer Konzentrationspolarisation, wodurch die Stoffkonzentration an der Membranoberfläche höher ist als die in der Bulk -Lösung innerhalb des Vorschubkanals.
Nebenwirkungen der Konzentrationspolarisation auf die RO -Leistung
① Die hohe Konzentration mit hoher gelöster Stoff an der Membranoberfläche erhöht den osmotischen Druckgradienten und verringert den Wasserfluss.
② Erhöhte Konzentrationsgradienten und reduzierter Wasserfluss verbessern die Massenübertragung der gelösten Membran und senken die Abstoßungsraten.
③ Löslichkeitsgrenzen von gelösten Stoffen können überschritten werden, was zu Niederschlägen und Skalierung führt.
Verschmutzung und Skalierung bei umgekehrter Osmose
Nanofiltration (NF) und RO -Membranen sind anfällig für Verschmutzungen verschiedener Mechanismen. Zu den primären Verschmutzungs- und Skalierungsquellen gehören Partikel, die Ausfällung unlöslicher anorganischer Salze, die Oxidation löslicher Metalle und biologische Substanzen.
1. Partikulierte Verschmutzung
Die RO-Betriebszyklen enthalten keine Rückspülung, um akkumulierte Partikel zu entfernen (tatsächlich kann Rückspülen zu einer Delamination der aktiven Schicht aus der Stützschicht in dünn-film-Verbundmembranen führen). Partikelverschmutzung ist ein wichtiges Anliegen in RO -Systemen. Nahezu alle RO -Systeme benötigen eine Vorbehandlung, um die Partikelverschmutzung zu minimieren, da Restpartikel die Reinigungseffizienz beeinträchtigen.
Anorganische und organische Substanzen, einschließlich mikrobieller Komponenten und biologischer Trümmer, können Partikelverschmutzung verursachen, was zu einer Blockaden- und Filterkuchenbildung führt. Blockierung tritt auf, wenn große Partikel in der Vorschublösung in den Vorschubkanälen und den Rohrleitungen eingeschlossen sind. Die Vorbehandlung der Vorschublösung unter Verwendung einer Vorfiltration kann die Blockierung verringern. RO -Membranhersteller empfehlen, 5 & mgr; m Patronenfilter als minimale Vorbehandlungsschritt zum Schutz der Membranmodule zu verwenden.
Partikel bilden eine Filterkuchenschicht auf der Membranoberfläche, wodurch der hydraulische Widerstand erhöht und die Systemleistung beeinflusst wird. Das Futterwasser neigt zum Partikelverschmutzung erfordert eine fortgeschrittene Vorbehandlung, um die Partikelkonzentrationen auf akzeptable Werte zu reduzieren. Koagulation, Filtration (unter Verwendung von Sand, Kohlenstoff oder anderen Medien) und manchmal Mikrofiltration (MF) oder Ultrafiltration (UF) werden als Vorbehandlungsmethoden verwendet.
2. Präzipitation und Skalierung von anorganischen Salzen
Eine anorganische Skalierung tritt auf, wenn Salze in der Lösung ihre Löslichkeitsgrenzen überschreiten und ausfallen. Ausfällung tritt auf, wenn Ionen, die diese Salze bestehen, über ihre Löslichkeitsprodukte hinaus konzentriert sind, insbesondere in Hochkonzentrationsbereichen in der Nähe der Membranoberfläche und verschlimmern die Konzentrationspolarisation. Die anorganische Skalierung auf der Membranoberfläche verringert die Wasserdurchlässigkeit oder verursacht irreversible Membranschäden.
In Ermangelung einer Vorbehandlung muss der Niederschlag vermieden werden, indem die Konzentrationspolarisation minimiert, die Salzabstoßungsrate oder die Wiederherstellungsrate begrenzt wird. Die Konzentrationspolarisation kann durch Verbesserung des turbulenten Flusses in den Vorschubkanälen und die Aufrechterhaltung der durch Gerätehersteller festgelegten Mindestdurchflussgeschwindigkeiten verringert werden. Die Begrenzung der Salzablehnungsraten ist aufgrund widersprüchlicher technischer Ziele unpraktisch, aber häufig ist die Einschränkung der Wiederherstellungsraten erforderlich, um Niederschläge zu verhindern. Die maximal zulässige Wiederherstellungsrate vor der Salzausfällung ist definiert als die zulässige Wiederherstellungsrate, wobei der Salzausfall als "kritisches Salz" bezeichnet wird. Gemeinsame Skalen in Wasserbehandlungsanwendungen umfassen Calciumcarbonat (Caco₃) und Calciumsulfat (CASO₄).
Die Vorbehandlung ist für alle praktischen RO -Systeme von wesentlicher Bedeutung, um zu verhindern, dass die Skalierung von sparsam löslichen Salzen verhindern. Calciumcarbonatausfällung ist vorherrschend, daher erfordern die meisten Systeme eine Vorbehandlung für diese Verbindung. Die Versauerung der Vorschublösung zur Einstellung des pH -Werts umwandelt Carbonationen in Bicarbonat und Kohlendioxid um, wodurch die Ausfällung von Caco₃ verhindert wird. Schwefel- und Salzsäuren werden häufig verwendet, obwohl Schwefelsäure die Sulfatkonzentrationen erhöhen kann, was zu Sulfatskalierung führt. Die meisten RO -Vorschublösungen werden auf pH 5,5–6,0 eingestellt, wo die meisten Carbonate als CO₂ existieren und durch die Membran durchdringen.
Die Skalierung anderer kritischer Salze wird typischerweise unter Verwendung von Skaleninhibitoren verhindert. Diese Inhibitoren verhindern die Bildung und das Wachstum von Kristall und unterdrücken die Ausfällung auch unter übersättigten Bedingungen. Der zulässige Grad der Übersättigung hängt von den Eigenschaften des Inhibitors ab, die häufig proprietär und spezifisch für Gerätekonfigurationen sind. Die Auswahl geeigneter Inhibitoren sollte den Empfehlungen der Ausrüstung und des Inhibitorherstellers mit ortsspezifischer Futterwasseranalyse und Wiederherstellungsrate-Design einhalten.
Abgesehen von der Versauerung und Inhibitoren enthalten moderne Installationen Maßnahmen zur Reduzierung von Konzentratabwasservolumina und die Verbesserung der Wasserrückgewinnung, wodurch die Skalierung weiter gemildert wird.
3. Metalloxidverschmutzung
Grundwasser, eine gemeinsame RO/NF -Futterquelle, ist häufig anaerob. Gelöste Eisen- und Manganverbindungen werden oxidiert und fällt aus, wenn Oxidationsmittel in die Futterlösung eintreten und Membranen verschmutzen. Die Eisenverschmutzung ist häufiger und tritt beim Eindringen von Luft schnell auf. Oxidation oder Entfernung von oxidiertem Eisen/Mangan kann das Verschmutzung verhindern. Bei niedrigen Eisenkonzentrationen die Verhinderung des Eindringens der Luft; Skaleninhibitoren umfassen häufig Additive zur Minderung von Eisenverschmutzung mit geringer Konzentration. Die Eisenvorbehandlung umfasst Oxidation mit Sauerstoff oder Chlor, gefolgt von Mischen, angemessener hydraulischer Retentionszeit und Oxidationsfiltration in körnigen Medien- oder Membranfiltern. Bei Verwendung von Oxidationsmitteln werden Kontakt mit Membranen-insbesondere Polyamid oder oxidationsempfindlichen Materialien-vermieden. Handelsreiniger und Reinigungsprotokolle können Eisenablagerungen von RO -Membranen entfernen.
Eine weitere Komponente im anaeroben Grundwasser ist Wasserstoffsulfid (H₂s). Die Luft eindringt H₂s zu kolloidalen Schwefel und verschmutzt Membranen. Wie bei der Eisenoxidation ist die Verhinderung der Lufteinlage von entscheidender Bedeutung, um Schwefelverschmutzung zu vermeiden. Schwefelablagerungen an Membranen sind oft irreversibel.
4. Biologische Verschmutzung
Das biologische Verschmutzung bezieht sich auf die Bindung oder das Wachstum von Mikroorganismen oder extrazellulären löslichen Substanzen auf der Membranoberfläche oder innerhalb der Futterkanäle. In RO -Systemen verbreitet es die Leistung, indem es den Fluss verringert, die Ableitungsraten senkt, den Druckabfall über Module hinweg, den Permeat kontaminiert, die Membranmaterialien abbaute und die Lebensdauer der Membran abbaute.
Die biologische Verschmutzung kann verhindert werden, indem optimale Betriebsbedingungen aufrechterhalten, Biozide angewendet werden und die Leerlaufmembranmodule regelmäßig spülen. Viele RO/NF -Vorschublösungen (typischerweise Grundwasser) haben niedrige mikrobielle Belastungen. Die ordnungsgemäße Operation stellt sicher, dass die Scherkräfte in Futterkanälen eine übermäßige Ansammlung von Bakterien verhindern. Mikroben vermehren sich jedoch in Leerlaufzeiten schnell. Um dies zu mildern, ist während des Herunterfahrens periodisches Spülen mit Permeat oder Hinzufügen von Bioziden erforderlich. Chlorlösungen innerhalb empfohlener Grenzen dienen als Biozide für Celluloseacetatmembranen, aber Polyamidmembranen - die für Chlorabbau usempfindlich sind - Erfordernisalternativen wie Natrium -Bisulfit.
Bei Celluloseacetatmembranen kann eine kontinuierliche Chlorierung bei kontrollierten Konzentrationen. Für Polyamidmembranen können ultraviolette Bestrahlung, Chloramination oder Nachhallungs-Entchrorinierung verwendet werden.
Abschluss
Die Vorbehandlung ist entscheidend, um Skalierung und Verschmutzung zu verhindern. Zu den häufigen Methoden gehören Ansäuern und Skaleninhibitoren, um die Salzausfällung und -filtration zu verhindern, um Partikel zu blockieren. Clean Futterwasserquellen (z. B. Grundwasser) erfordern möglicherweise nur eine Patronenfiltration vor Membraneinheiten, während die Aufnahme von Oberflächenwasser fortgeschrittene Filtrationsmethoden erfordern, einschließlich Koagulation, Flockung, Sedimentation sowie Granulus- oder Membranfiltration. Da Membranleistung von der Wirksamkeit vor der Behandlung abhängt, sind die ordnungsgemäße Auswahl und das Design von Vorbehandlungszügen unerlässlich.