Обратный осмос

تصفیه آب و تصفیه فاضلاب

Обратный осмос

Система обратного осмоса считается одним из новых методов очистки и опреснения воды. Обратный осмос представляет собой физический и разделительный процесс, при котором поток сырой воды распадается на поток чистой воды и поток концентрированной воды. Более концентрированный поток также называют соленой или отходной водой. В этом процессе сырая (неочищенная) вода посредством насоса направляется в камеру, имеющая полупроницаемую мембрану. Так как лишь чистая вода способна проходить через мембрану, чистая вода будет оставаться на одной стороне мембраны и конденсированная вода, состоящая из примесей, будет находиться на другой стороне мембраны.

Система обратного осмоса, в основном, способна удалить 99% всех солей, растворенных в воде, растворимые органические соединения и более чем 98% коллоидных веществ и биологических параметров, существующих в воде. Благодаря высокой разделяющей способности системы обратного осмоса в сравнении с другими методами очистки воды, в настоящее время эта система широко используется для очистки воды, потребляемой в различных отраслях промышленности в том числе в нефтегазовой и нефтехимической отрасли, на тепловых электростанциях, в cтальной промышленности, для производства воды, исползуемой в отраслях по производству фармацевтической и косметической продукции, для производства воды для инъекций и …

Некоторые преимущества системы обратного осмоса:

– Возможность эффективного удаления всех солей, растворимых в воде

– Разделение композиций, порождающих цвет, привкус и запах в воде

– Возможность удаления всех органических, неорганических и биологических загрязнителей воды

– Возможность получения воды высокой степени чистоты (дистиллированной воды) в соответствии с требованиями заказчика

– Неиспользование вредных для человека веществ

– Не имеет каких-либо негативных последствий для окружающей среды

– Низкое потребление энергии и высокая эффективность системы

– Низкие расходы на установку, ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание

– Возможность проектирования и производства устройства в контейнерах

– Возможность работы в непрерывном и постоянном режиме, 24 часа в сутки

Системы обратного осмоса покрывают рабочий диапазон от пресной воды при концентрации 150 мг/литр до морской воды при концентрации 60000 мг/литр. Широкий рабочий диапазон систем обратного осмоса проистекает из наличия разных видов мембран в том числе мембраны очень низкого давления, низкого давления и мембраны для морской воды или мембраны высокого давления. Верхний допустимый предел концентрации для мембран обратного осмоса – 60000 мг/литр. В концентрациях выше, чем 60000 мг/литр осмотическое давление очень высоко и создание такого давления невозможно.

Как правило, концентрация соли в морской воде составляет от 30000 до 40000 мг/литр. Концентрация соли, например, в Средиземном море около 35000 и в Персидском заливе – примерно от 50000 до 60000 мг/литр. Концентрация соли в солоноватых водах –  от 1000 до 10000 мг/литр, и, в среднем – от 2000 до 3000 мг/литр. Воды с концентрацией соли от 100 до 1000 мг/литр растворенных твердых веществ относятся к группе пресной воды. В системах обратного осмоса, как правило, существует два типа мембраны: Мембраны высокого давления с давлением до 80 бар, которые используются для опреснения морской воды и мембраны низкого давления, которые используются для очистки солоноватой и речной воды и рабочее давление которых составляет от 10 до 20 бар.

Естественно, количество давления, необходимого для того, чтобы поток воды шла в обратном направлении, пропорционально осмотическому давлению и, проще говоря, пропорционально концентрации соли. Поэтому для опреснения или обессоливания морской воды требуется больше давления чем для обессоливания солоноватой воды. Осмос является естественным процессом и обычно происходит в разных частях природы. При этом, если, согласно рисунку, при помощи искусственного давления на часть, содержащую соленую воду, направить поток воды в обратным направлении т. е. направить поток со стороны соленой воды в сторону пресной, то данный процесс называется обратным осмосом.

اسمز معکوس تصفیه آب

Подробности прохода воды через мембрану обратного осмоса полностью не известны. Но основная теория,которая была выдвинута в этой области – это «теория растворения и диффузии».

اسمز معکوس تصفیه آب

Растворение воды в полимерах мембраны может быть вызвано появлением слабых химических связей между молекулами воды и поверхностью мембраны. С учетом того, что процесс прохода воды через мембрану является физико-химическим процессом, химические и физические свойства мембраны, в т. ч.  поверхностная нагрузка и размер пор, оба воздействуют на определение способности выборочного прохода через мембрану воды вместо соли. Тем не менее, как уже отмечалось ранее, соли тоже растворяются в мембране и проходят через нее, но скорость их прохода намного меньше, чем скорость и, следовательно, количество прохода воды.

Количество воды, рециркулируемой с помощью обратного осмоса, является важнейшим и самым существенным фактором определения стоимости производства воды и его (количество) оптимизация имеет большое значение. Причиной важности количества рециркулируемой воды является его влияние на качество и количество производимой пресной воды. С увеличением количества рециркулируемой воды, концентрация соли увеличивается в стороне, где вода проходит через мембрану, а поскольку объем прохода соли зависит от разницы ее концентрации по обе стороны мембраны, следовательно, качество очищенной воды падает. Количество производимой воды тоже зависит от количества ее рециркуляции.

С увеличением количества рециркулируемой воды и увеличением концентрации соли в стороне, где вода проходит через мембрану, увеличивается разность осмотических давлений,а поскольку значение чистого доступного давления определяет количество прохода воды через мембрану, то с увеличением разности осмотических давлений, снижается величина чистого давления и, следовательно, падает тоже количество воды, проходящей через мембрану. Таким образом, одновременно с увеличением количества прохода соли, уменьшается объем воды, проходящей через мембрану, и тем самым уменьшается и разбавление.

Share this post