Omvendt osmose og nanofiltrering

Produksjon av omvendt osmosemembraner

FilmTec Corporation, en strukturell underavdeling av DOW Chemical Corporation (USA), er verdensledende innen produksjon av membranelementer. Produksjonen av membranelementer utføres direkte i USA.

Selskapets membraner er sertifisert over hele verden for vannbehandling både til drikkeformål og i industrien.

DOW FilmTec-membraner med en diameter på 2,5" - 4" - 8" er presentert i flere serier for hovedtypene vann:

• XLE - for fersk;
• BW - for salt;
• SW - for sjø og med høyt saltinnhold.

Ecosoft har vært den offisielle importøren av DOW FilmTec-membraner i Ukraina siden 1995.

Og siden 1017 begynte selskapet å produsere sine egne membranelementer fra amerikansk lin, noe som gjorde det mulig å redusere kostnadene for omvendt osmoseteknologi.

Krav til vann tilført til omvendt osmosemembran

Membranarket er laget av et ganske følsomt materiale, så kvaliteten på vannet som leveres til behandling må strengt overholde de tillatte verdiene:

• mindre enn 0,56 mg/l suspendert faststoff;
• oksiderbarhet - mindre enn 4 mgO2 / l;
• fritt klor mindre enn 0,1 mg/l;
• tilførselsvanntemperatur - 4 - 30 ° С;
• jern - opptil 0,1 mg / l;
• mangan - opptil 0,05 mg/l;
• hardhet - opptil 3 mg-eq / l.

Noen av parametrene (jern, mangan, silikater) kan være høyere enn de deklarerte normene ved bruk av antiscalanter (spesielle stoffer som forhindrer avsetning av sediment på membranoverflaten).

De resterende parametrene oppnås gjennom forbehandling, som kan omfatte mekanisk filtrering, mykning, fjerning av jern eller adsorpsjon, avhengig av kildevannets parametere.

Styrker og svakheter ved omvendt osmosesystemet

Blant fordelene med osmosevannrensesystemet er følgende:

• Høyt nivå av rengjøring. Denne egenskapen er kjennetegnet for omvendt osmose-systemet. Som undersøkelser har vist, inneholder renset vann 10 ganger mindre urenheter enn angitt i de relevante standardene. Membranenheten er montert på en slik måte at urenheter ikke ved et uhell kommer inn i den rensede væsken.
• Mulighet for å klargjøre vann til ulike formål. Væsken som har kommet inn i lagertanken kan brukes uten begrensninger til drikking og matlaging. Den trenger ikke kokes før bruk. Fra et medisinsk synspunkt er slikt vann mye sunnere enn kokt vann fra et byrør. Hvis huset har et akvarium, kan det etterfylles fra lagertanken uten forutgående bosetting.
• Enkel installasjon. Selv om utformingen av systemet er en størrelsesorden mer komplisert enn konvensjonelle husholdningsfiltre, krever det ingen spesielle ferdigheter å installere. Som regel inkluderer det komplette settet med enheten alle elementer som er nødvendige for installasjon. I tillegg kan hver av komponentnodene byttes ut når som helst.
• kompakthet. Systemet kan ikke klassifiseres som for klumpete. Som regel består den av en beholder og flere filtre med membran. For å imøtekomme komplekset brukes vanligvis plassen under vasken. Den kompakte kranen vises praktisk og plasseres på overflaten av vasken. Moderne design gjør at den passer godt inn i ethvert kjøkkeninteriør.

Svakhetene ved omvendt osmose tilskrives også ofte den lave vannfiltreringshastigheten. Væsken beveger seg veldig sakte gjennom membranen. I gjennomsnitt er en standard membran i stand til å rense 150-300 l/dag. Det bør også huskes at 2/3 av volumet av vann, sammen med forurensning, slippes ut i kloakken, noe som øker forbruksregningene litt.For å unngå ubehag under driften av systemet, er det nødvendig å velge riktig volum av lagringskapasitet. I dette tilfellet kan underskuddet bare oppstå umiddelbart etter innføringen av systemet i drift.

Vannkonsentrasjonstank

Det filtrerte vannet samles opp i en spesiell beholder med et volum på 4-12 liter: den nøyaktige indikatoren påvirkes av nivået på systemets ytelse. Stål av høy kvalitet brukes oftest som materiale for produksjon av beholdere. Fra utsiden er karet ferdig med slitesterk emalje. Inne i tanken er det to rom - for vann og luft. I midten er kamrene adskilt fra hverandre med en silikonpakning. For å justere luftvolumet er beholderen utstyrt med en nippel, hvis motsatte ende går utenfor tanken. For oppblåsing brukes vanligvis en bilpumpe.

Takket være luftkammeret inne i beholderen skapes et visst trykk, som gjør det mulig å transportere vann til kranen med et visst trykk. For å levere vann til forbrukeren er beholderen utstyrt med en pålitelig slange med dyse. Som regel brukes en separat kran for å installere omvendt osmose, plassert på vasken ved siden av hovedblanderen. Dette gjør det mulig ved vanntilførselsavbrudd gjennom vannforsyningssystemet å benytte den tilførselen som er tilgjengelig inne i lagertanken. For å tilføre væske under et stabilt trykk, er det noen ganger nødvendig å tvinge luft gjennom nippelutløpet.

Enhetspakke

Den mest verdifulle komponenten i et omvendt osmosesystem er membranen. Dette elementet er laget av høykvalitets mikroporøst materiale. Den legges i ett eller flere lag rundt en perforert plaststav. På den øvre delen av membranen er det et plastbeskyttelseshus, for å feste hvilke pålitelige tetninger som brukes.

Membranmodulen fungerer slik:

1. Etter at vann er tilført inne i huset, føres det gjennom det porøse materialet. Noen ganger brukes en elektrisk pumpe for å øke trykket.
2. Molekylene av rent vann som har gått gjennom membranen følger med inne i lagertanken, og konsentratet, tynget av urenheter, holdes tilbake av membranbarrieren.
3. Videre slippes denne løsningen ut utenfor membrananordningen inn i kloakkrøret.

Som allerede nevnt, er direkte kontakt av et membranfilter med vanlig vann fra et byrør full av de mest uheldige konsekvensene. Det handler om de mikroskopiske dimensjonene til porene (0,0001 mikron). Membranen kan ikke rengjøres eller vaskes som mekaniske filtre: den kan bare byttes ut. Den anbefalte utskiftningsfrekvensen for dette dyre elementet er en gang hvert annet til tredje år.

Den nøyaktige utskiftingstiden påvirkes av driftsforholdene til produktet - trykknivået i vannforsyningen, konsentrasjonen og kjemisk sammensetning av urenheter, vanntemperatur, etc. Det hender at membranen regelmessig tjener 5 eller flere år. Noen ganger må utskifting gjøres etter det første året med bruk. For å beskytte porene i membranen mot for tidlig tilstopping, innføres forfiltre for vann med omvendt osmose i systemet.

Som standard snakker vi om to mekaniske og en kullanordning:

• Rollen til det første mekaniske filteret er å holde på urenheter som ikke klarer å løse seg opp i vann. Som regel er størrelsen på disse partiklene mer enn 0,5 mikron. Disse inkluderer vanligvis sand, deler av korrosjon, avleiring, etc.
• Etter det strømmer vann gjennom kullmodulen, som velger kjemiske forurensninger - klormolekyler, tungmetaller, gjødsel fra jorda, oppløst jern og forskjellige organiske stoffer.
• Neste er ett mekanisk filter som er i stand til å fange opp mindre partikler. Det er siste ledd i pre-cleaner-modulen.

Teori

Osmose forstås som en teknologisk operasjon, hvis essens er vannets tendens til å utjevne graden av konsentrasjon av tilsetningsstoffer i løsninger atskilt med en membran. Disse skilleveggene er utstyrt med så mikroskopiske hull at bare vannmolekyler kan sive gjennom dem.

Med en økning i prosentandelen av urenheter i ethvert rom i et slikt kar, vil prosessen med vann som strømmer inn i det begynne, inntil tettheten til væsken i begge rom er fullstendig utlignet. Omvendt osmose fører til motsatt effekt: her utjevner ikke membranen tettheten til vann, men deler den i to deler - ren og skitten. Av denne grunn fikk prosessen prefikset "omvendt".

Ekstra blokk

Osmosevannfiltre bringer væsken til en tilstand nær destillert vann. Membranporene holder ikke på oppløste oksygenmolekyler, noe som gjør renset vann av meget høy kvalitet. For å forbedre smaken av væsken brukes en ekstra mineralisator og andre blokker. Vann kan imidlertid også brukes umiddelbart etter at det har forlatt membranen: det trenger ikke engang å kokes på forhånd.

Når det gjelder den ekstra blokken, inkluderer den vanligvis en mineralisator og en biokeramisk patron. Vannet som passerer gjennom dem er beriket med kalsium, natrium, magnesium, etc. Disse elementene har en veldig positiv effekt på menneskets nerve- og kardiovaskulære system, noe som bidrar til å unngå mange farlige sykdommer. Som et resultat blir mineralrikt vann ikke bare drikkbart, men også helbredende.

Virkningen til den biokeramiske patronen er noe annerledes. Inne i den er det granuler, for fremstilling av hvilke bakt leire og fragmenter av turmalin brukes. Disse materialene har en veldig gunstig effekt på vann, og korrigerer strukturen. Å drikke slikt vann kan styrke det endokrine og immunforsvaret betydelig.

Installasjonen av et omvendt osmosefilter kan deles inn i flere trinn

1. Filteret festes til kranen. De fleste OO-systemer kommer med en avleder som kan festes til enhver vask i ethvert hjem. For å begynne å jobbe med filteret, slå på kaldt vann og slå på den lille spaken på avlederen. Dermed vil vann begynne å strømme inn i systemet. For å slutte å virke, slå av vanntilførselen. Det er flere alternativer for å koble kranvannsforsyningen til filteret. For eksempel kan en slangekobling eller seteventil brukes;

2. Plasser avløpsslangen på avløpet i vasken. Så alle urenheter vil gå i kloakken. Avløpsvannforsyning kan ordnes ved hjelp av en sadelventil i avløpsledningen;

3. Plasser vannutløpsslangen i tønnen eller oppbevaringsbeholderen. Ved bruk av ventil for automatisk avstengning monteres flottør. Det er verdt å merke seg at den automatiske avstengningsventilen vanligvis ikke er inkludert i standardleveransen av omvendt osmosefiltre, men de kan kjøpes som tilbehør.Koblingsskjema for omvendt osmosefilter. Illustrasjonen viser driftsprinsippet for den automatiske stengeventilen. Vann tilføres omvendt osmosesystemet (4) gjennom den røde slangen, vann med høyt saltinnhold strømmer ut gjennom den svarte slangen, vann renset ved omvendt osmose kommer inn i lageret gjennom den blå. Flottøren (3) blokkerer vannstrømmen inn i tanken, hydrostatisk trykk bygges opp i den automatiske stengeventilen (4), som blokkerer vannstrømmen fra forfiltrene. Ventilen (2) lar vannet strømme i én retning.

Etter å ha koblet til alle slangene, slå på kaldtvannstilførselen. Systemet er nå operativt. Effektiviteten avhenger av temperatur og strømningstrykk.Systemer for omvendt osmose bør kun bruke kaldt vann.

Omvendt osmosefiltre er preget av produksjonen på liter per dag (24 timers periode). Under drift renner ikke vann aktivt ut, men danner en langsom og jevn strøm av dråper. Trykk er vanligvis ikke et problem i urbane områder, men i noen tilfeller er det nødvendig med en enkel enhet for å heve det.

Hva er en membran

Det er tre typer omvendt osmose-membraner: rulle, hulfiber og flat.

"Rulle"-membranen består av en kropp og selve filterelementet.

Inne i rullen er det et perforert rør, som tjener til å skape styrken til elementet, for å samle renset vann og som en base for vikling av membranen under produksjonsprosessen. Et tykt lag av semipermeabel polyamidmembranbane er viklet rundt det.

Under filtreringsprosessen kommer vann inn i tykkelsen på banen og samler seg i røret.

Takket være denne designen har disse membranene høyest ytelse, minimalt materialforbruk og tar minst plass. Derfor er valsede membraner de vanligste i verden og opptar 95% av industrimarkedet.

5% er okkupert av enheter med flate membranelementer og enheter for vannbehandling basert på hule fibre.

Sammenligning av filtreringsteknologier

Hvis vi sammenligner omvendt osmose med andre membranprosesser, kan vi si at det er den mest effektive vannrenseteknologien.

Hvorfor?

Figuren nedenfor viser en sammenligning av omvendt osmose med andre filtreringsmetoder.

La oss først se på andre metoder for medieseparering, eller filtrering.

Konvensjonell filtrering - involverer fjerning av store partikler av forurensning (betinget de som vi kan føle og se med det blotte øye) - sand, rust, silt.

Størrelsen på disse partiklene er fra 1000 µm (1 mm) til 1 µm.

Prosessene med å skille slike partikler fra væskefasen foregår på ladning, patron, skive, pose, vask og andre typer filtre. Slike prosesser brukes ofte under forbehandling av vann.

Fordelen med enkel mekanisk filtrering er at den kan foregå ved lavt trykk, for eksempel foregår filtrering på ladningsfiltre ofte uten trykksetting, og patronfiltre i husholdninger opererer ved trykk skapt av rørledningen.

Mikrofiltrering er en prosess for å fjerne partikler fra 1 til 0,1 mikron i størrelse fra vann. De inkluderer bakterier, store fargestoffmolekyler, plantevernmidler, gelatin, lateksemulsjon.

Mikrofiltreringsprosesser er ikke mye brukt i drikkevannsbehandlingsteknologi, men er mye brukt til avløpsvannbehandling og prosessvann for industrielle prosesser.

Ultrafiltrering lar deg fjerne små partikler som varierer i størrelse fra 0,005 til 0,1 mikron (virus, partikler av enkelte proteiner, partikler av medisiner, etc.). Prosessene er mye brukt til drikkevannsbehandling i europeiske land. Ultrafiltrering kan betraktes som den beste metoden for å tilberede relativt rent drikkevann. Disse prosessene er også mye brukt i farmasøytisk og næringsmiddelindustrien.

Bruken av ultrafiltrering i hverdagen er begrenset på grunn av det faktum at denne prosessen ikke fjerner ioniske urenheter (hardhetssalter, tungmetaller, nitrater), og de utgjør en betydelig fare for mennesker, samt høyt påført trykk.

Omvendt osmose er i stand til å fjerne partikler mindre enn 0,001 mikron, noe som sikrer fjerning av selv ionestørrelser (hardhetsioner, tungmetaller, nitrater, sulfater, etc.).

Omvendt osmose-teknologier brukes ofte i tilberedning av drikkevann, i fremstilling av destillat til dampkjeler, i næringsmiddelindustrien.

La oss nå ta en titt på typene omvendt osmoseanlegg og deres bruksområder, alt fra husholdningsapparater til store industrielle prosesser.

Utvalgsguide

Når du velger et filtreringskompleks for hjemmet ditt, må du ta hensyn til følgende punkter:

Det komplette settet med omvendt osmose vannrensesystemer er produsert i henhold til en viss standard, som gjør det mulig å enkelt finne en erstatning for en utslitt enhet. Imidlertid følger ikke alle utstyrsprodusenter dette prinsippet. Dette punktet må huskes, og gi preferanse til komplekser med standard parametere. Blant dem er mange enheter av innenlandsk produksjon av ganske god kvalitet. Kostnaden for russiske systemer er som regel lavere enn utenlandske analoger.
Det er mest lønnsomt å kjøpe et filter direkte fra produsenten, en verifisert forhandler eller i en bedriftsbutikk. En indikator på den gode kvaliteten til et omvendt osmosesystem er tilgjengeligheten av teknisk dokumentasjon, en offisiell garanti og klare instruksjoner for installasjon og bruk. Når du kjøper, må du definitivt kreve et kvalitetssertifikat. Det er også bedre å vite hvordan du bytter vannfilteret selv, for ikke å betale for mye for denne tjenesten.
Når du velger volumet på lagertanken, er det nødvendig å beregne gjennomsnittlig månedlig vannforbruk i leiligheten. For å spare ressursen til osmosefilteret, er det ikke nødvendig å føre alt kjøkkenvannet gjennom det. Porsjonen beregnet for oppvask, hender og husholdningsapparater kan tas direkte fra vannforsyningen. I henhold til normene bruker en person omtrent 3 liter vann per dag. Multipliserer dette tallet med antall familiemedlemmer, får de dagsprisen for hele leiligheten.
Av stor betydning er dimensjonene til det indre rommet i vasken. Det er fornuftig å bestille en tank med betydelige dimensjoner for en stor familie med et romslig kjøkken og generelle møbler. De mest populære er beholdere med en kapasitet på 8-10 liter. Disse modellene er kompakte nok til å passe inn i en standard vask.
Av stor betydning er nivået av arbeidstrykk inne i vannforsyningen. Omvendt osmose-teknologi er designet for en indikator på 2,8 bar. Hvis målingene viste at vanntrykket er mindre, bør du kjøpe et spesielt kompleks med en intern pumpe. Det vil gi det nødvendige trykket for at væsken skal passere gjennom membranfilteret. Vannrør med for høyt driftstrykk er utstyrt med trykkreduksjon. Hvis dette ikke gjøres, vil membranen raskt svikte.
Gitt den spesielle rollen som membranen spiller i et omvendt osmosesystem, må den kontrolleres nøye før kjøp.

Det er viktig at materialer av høy kvalitet brukes til fremstilling av dette elementet. Butikken skal kreve et eget kvalitetssertifikat for membranen

Når det gjelder ytelsen, er en filtreringshastighet på 7 l / t nok for en gjennomsnittlig familie. Hvis det bor mer enn 4 familiemedlemmer i huset, er det nødvendig å kjøpe en mer effektiv membran eller skaffe seg en stor kapasitet.
Det bør tas i betraktning at når ytelsen til membranen øker, øker også kostnadene. Derfor er det ikke praktisk å ta med seg for kraftige apparater hjem. For eksempel er et system med en kapasitet på 15 l / t i stand til å møte rent vannbehovet til en liten kantine eller kafé.

Et viktig poeng ved kjøp er å sjekke konfigurasjonen av systemet. Det komplette settet inkluderer fem grunnleggende rensetrinn som standard: tre forfiltre, en membran og en tilleggsmodul. Produksjonsmaterialet og funksjonen til det siste trinnet i forskjellige modeller kan variere.I tillegg til den tidligere nevnte mineralisatoren og biokeramiske patronen, er blokker fylt med kokosnøttskall, aktivert karbon og sølvioner veldig populære. Materialer av denne typen har en antiseptisk effekt og øker smaken av vann.