water treatment water professionals

Никол-Н ООД

инженеринг, доставка, монтаж и сервиз на промишлени и битови инсталации за обработка на води

 

Деминерализация (обезсоляване) чрез система за обратна осмоза

Процесът на деминерализация (обезсоляване) на водата чрез мембранни елементи под високо налягане се нарича обратна осмоза. Полупропускливият мембранен елемент пречиства водата на молекулярно ниво. Това е баромембранен процес, при който през полупропускливата мембрана под високо налягане преминават само молекулите на водата, газове и малко количество соли. Тази чиста вода се нарича пермеат и се събира в съдове за осмозна вода. Разтворените във водата соли, органика, вируси и бактерии с част от водата се нарича концентрат, който се изхвърля в канализацията. Методът на обратната осмоза  се използва от началото на 60-те години на миналия век основно за обезсоляване на морска вода. През разработеното от ацетат целулоза или полиамидни комиозитни  материали платно на мембранния елемент под високо налягане преминават молекулите на чистата вода, газове, и малко соли, а се задържат и изхвърлят с част от водата в канализацията хидратирани солеобразуващи йони : HCO₃⁻, SO₂⁻, Cl⁻, Ca²⁺, Mg²⁺,Na⁺, K⁺, Fe²⁺, Cu²⁺ и други микроелементи, органика, бактерии, вируси и др.

В днешно време системите за обратна осмоза се използват масово за битови и промишлени нужди. Мембранните елементи за битови нужди работят при налягане 2 ~ 6 бара, докато мембранните елементи за слабо и силно засолени води за промишлени нужди работят при налягане 10 ~ 17 бара. За обезсоляване на морска вода се използват мембранни елементи, работещи при налягане 50 ~ 60 бара.

Мембранните елементи се изработват от различни материали с различни конструкции в зависимост от целите, за които са произведени. Във водоподготовката основно се използват целулозни мембрани (CA и CTA) и мембранни елементи, произведени от ароматически полиамид и тънкоципести композитни материали (TFC). В зависимост от качествата на входящата вода и параметрите на водата на изход има разработени множество мембранни елементи с различни конструкции и работещи при различни налягания, pH, селективност и др. Повече информация за обратноосмотичните елементи можете да видите в раздел компоненти на системите – подраздел "Мембранни елементи".

Фирма "Никол-Н" работи основно с мембранни елементи на водещи фирми като Bayer > Lanxess (LEWABRANE), Wave Cyber (OSPURA), Dow > DuPont (FILMTEC), GE > Osmonics (DESAL) и др.

За да бъдат използвани мембранните елементи в системите за обратна осмоза е необходимо входящата вода да отговаря на определени показатели:

  1. Мътност – 1 ~ 5 NTU;
  2. Водороден показател
    • рН – 3,5 ~ 7,2  за ацетат целулозните мембрани понякога 2 ~ 11;
    • рН – 2,5 ~ 11 за полиамидните мембрани;
  3. Перманганатна окисляемост – до 3 мгО/л;
  4. Нефтопродукти  - 0,0 ~ 0,5 мг/л;
  5. Силни окислители;
    • свободен хлор;
    • озон (до 0,1 мг/л за полиамидните мембрани; до 0,6 ~ 1,0 мг/л за ацетат целулозните мембрани);
  6. Манган (общ) Mn – до 0,05 мг/л;
  7. Желязо (общо) Fe – до 0,1 ~ 0,3 мг/л;
  8. Силициеви съединения Si – до 0,5 ~ 1,0 мг/л;
  9. Сероводород – 0,0 мг/л;
  10. Индекс SDI - до 3 ~ 5 ед;
  11. Твърдост на водата (обща) Ca и Mn;
  12. Калций общ Ca;
  13. Магнезий общ Mg;
  14. Минерализация обща – до 3,0 ~ 20 г/л;
  15. Температура на водата – 3 ~ 35 ºС ( понякога до 45 ºС);
  16. Налягане  - 0,3 ~ 3,0 Мра;
  17. Температура на въздуха в помещението – 5 ~ 35º С;
  18. Влажност на въздуха в помещението – под 70%.

В случай, че някой от показателите не отговаря на изискванията, е необходима предварителна обработка на водата (механично пречистване, премахване на солите на Fe, Mn, Ca, Mg, дехлориране и премахване на органиката) или добавяне на антискаланти или инхибитори. Практически не е възможно използването на системи за обратна осмоза без предварително пречистване на водата.

Фирма "Никол-Н" ООД съвместно с фирма "Аквасистемс" ООД изграждат системи за обратна осмоза с производителност до 20 м³/час.

Преди да започнем проектирането и изграждането на инсталацията, е необходимо да получим следната информация:

  • Химичен анализ на входящата вода;
  • Показатели на водата след обратната осмоза;
  • Производителност на инсталацията м³/час пермеат;
  • Необходима дневна производителност  м³/ден.

На база анализа на входящата вода и необходимия дебит определяме методите за предварителна обработка – механично пречистване, дехлориране, отнемане (редуциране) солите на Fe, Mn, Ca, Mg, Si и др., както и намаляване на органиката. Правят се разчети на инсталациите за преподготовка на водата пред системата за обратна осмоза.

На база анализа на водата, постъпваща в системата за обратна осмоза, необходимия дебит и необходимите показатели на водата след нея се подбират няколко типа мембранни елементи. Подбира се схема на работа на инсталацията  и се извършват разчети с различните мембранни елементи до постигане на желания резултат. Всеки голям производител на мембранни елементи има разработена програма за разчет на конкретния тип мембранен елемент, произвеждан от фирмата. Тук сме показали разчет на система за обратна осмоза с производителност 6 м3/час с мембранни елементи на Bayer > Lanxess, тип Levabrane RO-B440LE:

Изтегли > Разчет на система за обратна осмоза с производителност 6 м3/час с Levabrane RO-B440LE (232 kb)

След извършването на разчета на инсталацията, се конструира системата за обратна осмоза, като се отчитат желанията на клиента от типа на: материал на рамката, тип на управление и настройки, и др.

Всяка инсталация се изгражда за конкретния клиент.

Базовата система за обратна осмоза се състои от:

  • Опорно - рамна конструкция;
  • Филтър за финно механично пречистване (5 микрона);
  • Помпа за високо налягане;
  • Мембранна група;
  • Средства за автоматизация и регулиращи елементи;
  • КИП;
  • Пулт за управление;
  • Опция за система за промивка на мембранните елементи CIP.