Явление осмоса основано на возможности некоторых материалов пропускать только воду, но при этом блокировать прохождение содержащихся в ней примесей. Такие материалы называются полупроницаемыми мембранами, а процесс перехода молекул воды через мембрану из менее концентрированного раствора в более насыщенный – осмосом. Явление обратного осмоса возникает в случае, когда на раствор с большей концентрацией воздействует внешнее давление (от 10 до 80 бар), превышающее осмотическое, молекулы воды начинают движение через мембрану в обратном направлении, то есть в сторону раствора с меньшей концентрацией. Этот процесс называется «обратным осмосом». На этом принципе строится работа всех мембран обратного осмоса. В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Таким образом, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации. В промышленности технология обратного осмоса получила очень широкое распространение благодаря возможности получения воды со степенью обессоливания от 80 % до 99,7 % при низких экономических затратах в сравнении с технологиями ионного обмена. Степень обессоливания зависит от качества исходной воды, типа мембранных элементов, архитектуры установки обратного осмоса и других факторов. Очищенную воду используют для подпитки современных паровых котлов высокого давления, производства алкогольных и безалкогольных напитков, лаков и красок, в пищевой промышленности, в медицинской промышленности, электронике, машиностроении, металлургической промышленности и массе прочих технологий.
В процессе обратного осмоса, через обратноосмотический мембранный элемент под давлением исходной воды от 10 до 65 бар проникают только молекулы воды и на выходе получается 2 потока: обессоленная вода (пермеат) и растворенные в воде соли, тяжелые металлы, органические соединения и микроорганизмы не способные проникнуть через мембрану – насыщенный раствор (концентрат). Пермеат направляется в накопительную емкость для дальнейшего разбора потребителем, а концентрат, в зависимости от архитектуры установки, сбрасывается либо в канализацию, либо проходит повторную очистку на следующей системе обратного осмоса.
На сегодняшний день обратноосмотические мембраны изготавливаются из различных материалов, но благодаря своим технико-технологическим характеристикам наибольшее распространение получили полиамидные мембранные элементы. Они имеют двухслойную ассиметричную конструкцию. Обратноосмотический слой толщиной 5-7 мкм наносится на подложку. Толщина подложки составляет от 100 до 200 мкм. Такая конструкция обеспечивает работоспособность мембран при высоких рабочих давлениях. Мембранный элемент обращен рабочей поверхностью к обрабатываемой воде, а проникший через него пермеат проходит через поры и отводится из постмембранного пространства. Обратноосмотические мембраны с внутренним сетчатым разделителем, свернуты вокруг центрального сборного пермеатного коллектора образуют мембранный элемент. Два полупроницаемых мембранных полотна склеиваются по периметру. Одна сторона остается не проклеенной и этой стороной мембранный
конверт вставляется в сборный коллектор пермеата. Таких конвертов несколько. Между ними прокладывается сетчатый ограничитель и все это сворачивается в виде спирали. Вода движется от одного конца элемента к другому. Пермеат проходит через мембраны и по внутренней части конвертов отводится в пермеатный центральный коллектор, а концентрат выходит с противоположной от входа стороны мембранного элемента.
Однако, при всех своих преимуществах промышленные установки обратного осмоса достаточно требовательны к качеству обрабатываемой воды. Реализация технологии обратного осмоса требует наличия оборудования для предварительной подготовки воды. Так основные требования к качеству обрабатываемой воды для установки обратного осмоса:
- содержание взвешенных веществ – не более 0,1 мг/л;
- мутность – не более 1 мг/л;
- железо, алюминий, марганец – в количестве менее 0,1 мг/л;
- микробиологические загрязнения желательно минимизировать;
- свободного хлора – менее 0,1 мг/л – для тонкопленочных композитных полиамидных мембран, и не более 0,6 мг/л – для ацетатцеллюлозных мембран;
- жесткость общая – не более 0,18 мг-экв/л (при жесткости более 0,18 мг-экв/л необходимо применение станции дозирования антискаланта или установки умягчения).
Основные узлы промышленной установки обратного осмоса
- рама из стали (под заказ возможно изготовление рамы из нержавеющей стали);
- насос высокого давления с проточной частью из нержавеющей стали;
- композитные мембранные корпусы (под заказ возможна комплектация корпусами из нержавеющей стали);
- мембранные элементы;
- узел микрофильтрации;
- контрольные приборы (манометры, ротаметры для контроля потоков);
- защитная автоматика (реле давления, реле сухого хода, электромагнитные клапаны);
- контур для проведения химической промывки мембран (трубная обвязка и шаровые краны).
- система контроля за проводимостью пермеата;
- шкаф управления;
- трубная обвязка из полимерных материалов (ПП и ПВХ), запорная арматура (под заказ возможно изготовление обвязки из нержавеющей стали).
Дополнительные опции
- блок химической промывки мембранных элементов;
- станция дозирования антискаланта;
- станция дозирования реагента для связывания остаточного свободного хлора;
- контроллер с визуализацией рабочего процесса.
- контроль свободного остаточного хлора;
- контроль рН и ОВП.
Специалисты ООО «Акватрит» обладают необходимыми знаниями и возможностями для решения Вашей задачи и успешного внедрения промышленной системы обратного осмоса.