11 Березня 2022
STARK: система зворотного осмосу. Як працює зворотний осмос?
Ця стаття призначена для аудиторії, яка має мало або зовсім не має досвіду роботи з водою зворотного осмосу і спробує пояснити основи простими словами, які повинні дати читачеві краще загальне розуміння технології води зворотного осмосу та її застосування.
Розуміння зворотного осмосу
Зворотний осмос, який зазвичай називають RO, — це процес, під час якого ви демінералізуєте або деіонізуєте воду, проштовхуючи її під тиском через напівпроникну мембрану зворотного осмосу.
Як працює зворотний осмос?
Зворотний осмос працює за допомогою насоса високого тиску для збільшення тиску на сольовій стороні RO та проштовхування води через напівпроникну мембрану зворотного осмосу, залишаючи майже всі (приблизно від 95% до 99%) розчинених солей у потоці відторгнення. Величина необхідного тиску залежить від концентрації солей у воді, що подається. Чим більш концентрована живильна вода, тим більший тиск потрібно для подолання осмотичного тиску.
Опріснена вода, яка є демінералізованою або деіонізованою, називається пермеатною (або продуктовою) водою. Водний потік, який несе концентровані забруднення, що не пройшли через мембрану зворотного осмосу, називається потоком відторгнення (або концентрату).
Оскільки живильна вода потрапляє в мембрану зворотного осмосу під тиском (достатнім тиском для подолання осмотичного тиску), молекули води проходять через напівпроникну мембрану, і солі та інші забруднюючі речовини не пропускаються і виводяться через потік відторгнення (також відомий як потік концентрату або розсолу), який йде на дренаж або може бути поданий назад у джерело живильної води в деяких обставинах для переробки через систему зворотного осмосу до Економте воду. Вода, яка проходить через мембрану RO, називається пермеатом або водою продукту і зазвичай має від 95% до 99% розчинених солей, видалених з неї.
Важливо розуміти, що система зворотного осмосу використовує перехресну фільтрацію, а не стандартну, коли забруднюючі речовини збираються в фільтруючому середовищі. При перехресній фільтрації розчин проходить через фільтр, або перетинає фільтр, з двома виходами: відфільтрована вода йде в одну сторону, а забруднена - в іншу. Щоб уникнути накопичення забруднювачів, фільтрація з перехресним потоком дозволяє воді змітати накопичення забруднюючих речовин, а також забезпечує достатню турбулентність, щоб підтримувати поверхню мембрани в чистоті.
Які забруднення зворотний осмос видалить з води?
Зворотний осмос здатний видаляти до 99%+ розчинених солей (іонів), частинок, колоїдів, органіки, бактерій і пірогенів з живильної води (хоча не слід покладатися на систему зворотного осмосу для видалення 100% бактерій і вірусів). Мембрана зворотного осмосу відбирає забруднюючі речовини залежно від їх розміру та заряду. Будь-який забруднювач, який має молекулярну масу більше 200, швидше за все, відторгається правильно працюючою системою зворотного осмосу (для порівняння, молекула води має MW 18). Так само, чим більший іонний заряд забруднювача, тим більша ймовірність, що він не зможе пройти через мембрану зворотного осмосу. Наприклад, іон натрію має тільки один заряд (моновалентний) і не відторгається мембраною зворотного осмосу так само добре, як кальцій, наприклад, який має два заряди. Крім того, саме тому система зворотного осмосу не дуже добре видаляє гази, такі як CO2, оскільки вони не сильно іонізуються (заряджаються) у розчині та мають дуже низьку молекулярну масу. Оскільки система зворотного осмосу не видаляє гази, пермеатна вода може мати трохи нижчий, ніж зазвичай, рівень pH залежно від рівня CO2 у живильній воді, оскільки CO2 перетворюється на вугільну кислоту.
Зворотний осмос дуже ефективний при очищенні солонуватих, поверхневих і підземних вод як для великих, так і для малих потоків. Деякі приклади галузей, які використовують воду зворотного осмосу, включають фармацевтичну, живильну воду для котлів, продукти харчування та напої, обробку металу та виробництво напівпровідників, і це лише деякі з них.
Продуктивність зворотного осмосу та розрахунки конструкції
Існує кілька розрахунків, які використовуються для оцінки продуктивності системи зворотного осмосу, а також з міркувань проектування. Система зворотного осмосу має прилади, які відображають якість, витрату, тиск, а іноді й інші дані, такі як температура або години роботи. Для того, щоб точно виміряти продуктивність системи зворотного осмосу, вам знадобляться як мінімум такі параметри роботи:
Система зворотного осмосу
Розуміння зворотного осмосу
Зворотний осмос, який зазвичай називають RO, — це процес, під час якого ви демінералізуєте або деіонізуєте воду, проштовхуючи її під тиском через напівпроникну мембрану зворотного осмосу.
Як працює зворотний осмос?
Зворотний осмос працює за допомогою насоса високого тиску для збільшення тиску на сольовій стороні RO та проштовхування води через напівпроникну мембрану зворотного осмосу, залишаючи майже всі (приблизно від 95% до 99%) розчинених солей у потоці відторгнення. Величина необхідного тиску залежить від концентрації солей у воді, що подається. Чим більш концентрована живильна вода, тим більший тиск потрібно для подолання осмотичного тиску.
Опріснена вода, яка є демінералізованою або деіонізованою, називається пермеатною (або продуктовою) водою. Водний потік, який несе концентровані забруднення, що не пройшли через мембрану зворотного осмосу, називається потоком відторгнення (або концентрату).
Оскільки живильна вода потрапляє в мембрану зворотного осмосу під тиском (достатнім тиском для подолання осмотичного тиску), молекули води проходять через напівпроникну мембрану, і солі та інші забруднюючі речовини не пропускаються і виводяться через потік відторгнення (також відомий як потік концентрату або розсолу), який йде на дренаж або може бути поданий назад у джерело живильної води в деяких обставинах для переробки через систему зворотного осмосу до Економте воду. Вода, яка проходить через мембрану RO, називається пермеатом або водою продукту і зазвичай має від 95% до 99% розчинених солей, видалених з неї.
Важливо розуміти, що система зворотного осмосу використовує перехресну фільтрацію, а не стандартну, коли забруднюючі речовини збираються в фільтруючому середовищі. При перехресній фільтрації розчин проходить через фільтр, або перетинає фільтр, з двома виходами: відфільтрована вода йде в одну сторону, а забруднена - в іншу. Щоб уникнути накопичення забруднювачів, фільтрація з перехресним потоком дозволяє воді змітати накопичення забруднюючих речовин, а також забезпечує достатню турбулентність, щоб підтримувати поверхню мембрани в чистоті.
Які забруднення зворотний осмос видалить з води?
Зворотний осмос здатний видаляти до 99%+ розчинених солей (іонів), частинок, колоїдів, органіки, бактерій і пірогенів з живильної води (хоча не слід покладатися на систему зворотного осмосу для видалення 100% бактерій і вірусів). Мембрана зворотного осмосу відбирає забруднюючі речовини залежно від їх розміру та заряду. Будь-який забруднювач, який має молекулярну масу більше 200, швидше за все, відторгається правильно працюючою системою зворотного осмосу (для порівняння, молекула води має MW 18). Так само, чим більший іонний заряд забруднювача, тим більша ймовірність, що він не зможе пройти через мембрану зворотного осмосу. Наприклад, іон натрію має тільки один заряд (моновалентний) і не відторгається мембраною зворотного осмосу так само добре, як кальцій, наприклад, який має два заряди. Крім того, саме тому система зворотного осмосу не дуже добре видаляє гази, такі як CO2, оскільки вони не сильно іонізуються (заряджаються) у розчині та мають дуже низьку молекулярну масу. Оскільки система зворотного осмосу не видаляє гази, пермеатна вода може мати трохи нижчий, ніж зазвичай, рівень pH залежно від рівня CO2 у живильній воді, оскільки CO2 перетворюється на вугільну кислоту.
Зворотний осмос дуже ефективний при очищенні солонуватих, поверхневих і підземних вод як для великих, так і для малих потоків. Деякі приклади галузей, які використовують воду зворотного осмосу, включають фармацевтичну, живильну воду для котлів, продукти харчування та напої, обробку металу та виробництво напівпровідників, і це лише деякі з них.
Продуктивність зворотного осмосу та розрахунки конструкції
Існує кілька розрахунків, які використовуються для оцінки продуктивності системи зворотного осмосу, а також з міркувань проектування. Система зворотного осмосу має прилади, які відображають якість, витрату, тиск, а іноді й інші дані, такі як температура або години роботи. Для того, щоб точно виміряти продуктивність системи зворотного осмосу, вам знадобляться як мінімум такі параметри роботи:
- Тиск подачі
- Тиск пермеату
- Тиск концентрату
- Провідність живлення
- Провідність пермеату
- Витрата подачі
- Потік пермеату
- Температура
Система зворотного осмосу