การทํางานของระบบ Reverse Osmosis และการบําบัดการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน

ยินดีต้อนรับสู่ติดต่อเรา WhatsApp
15 ธ.ค. 2565

การทํางานของระบบ Reverse Osmosis และการบําบัดการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน


เทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิสส่วนใหญ่ใช้ความแตกต่างของแรงดันทั้งสองด้านของเมมเบรนเป็นพลังในการแยกและการกรองของเมมเบรน เป็นเทคโนโลยีการแยกเมมเบรนประหยัดพลังงานขั้นสูงและมีประสิทธิภาพ
พื้นฐานและข้อดีของ RO

เมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสเป็นส่วนประกอบหลักของเทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิส เป็นเมมเบรนกึ่งซึมผ่านเทียมที่มีลักษณะบางอย่าง ทําจากวัสดุโพลีเมอร์และจําลองวัสดุเมมเบรนกึ่งซึมผ่านทางชีวภาพ

ระบบรีเวิร์สออสโมซิสหรือที่เรียกว่ารีเวิร์สออสโมซิสเป็นการดําเนินการแยกเมมเบรนที่ใช้ความแตกต่างของแรงดันเป็นแรงขับเคลื่อนในการแยกตัวทําละลายออกจากสารละลายที่เป็นน้ําและเป็นกระบวนการกรองสิ่งสกปรกออกจากน้ํา เนื่องจากตรงกันข้ามกับทิศทางของการแทรกซึมตามธรรมชาติจึงเรียกว่ารีเวิร์สออสโมซิส

หลักการทางเทคนิคคือการใช้แรงกดที่ด้านหนึ่งของเมมเบรนภายใต้การกระทําที่สูงกว่าความดันออสโมติกของสารละลาย เมื่อความดันเกินความดันออสโมติกตัวทําละลายจะซึมผ่านไปในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อแยกสารเหล่านี้ออกจากน้ํา ตัวทําละลายที่ได้จากด้านความดันต่ําของเมมเบรนเรียกว่าการซึมผ่าน สารละลายเข้มข้นด้านแรงดันสูงเรียกว่าสารละลายเข้มข้น

หากใช้เทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิสในการบําบัดน้ําทะเล จะได้น้ําจืดที่ด้านความดันต่ําของเมมเบรน และน้ําเกลือจะได้ด้านแรงดันสูง สามารถใช้แรงดันรีเวิร์สออสโมซิสเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการแยกการสกัดการทําให้บริสุทธิ์และความเข้มข้น
Reverse Osmosis เป็นเทคโนโลยีการบําบัดน้ําโดยใช้การแยกเมมเบรน ซึ่งเป็นวิธีการทางกายภาพของการกรองแบบข้ามการไหล ข้อดีของมันมีดังนี้:
· ที่อุณหภูมิห้องอาศัยแรงดันของน้ําเป็นแรงขับเคลื่อนต้นทุนการดําเนินงานต่ํา

· ไม่มีการปล่อยกรดและด่างเสียจํานวนมากไม่มีมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

· ระบบนี้เรียบง่ายใช้งานง่ายและเป็นระบบอัตโนมัติสูง

· มีช่วงการปรับตัวให้เข้ากับคุณภาพน้ําดิบได้มาก และคุณภาพน้ําทิ้งมีเสถียรภาพ

· อุปกรณ์ใช้พื้นที่ขนาดเล็ก และภาระงานในการบํารุงรักษามีขนาดเล็ก

 
กระบวนการบําบัดน้ํา RO ขั้นพื้นฐาน
ขั้นแรก กระบวนการบําบัดขั้นตอนเดียว หลังจากที่ของเหลวเข้าสู่โมดูลเมมเบรนแล้วน้ําบริสุทธิ์และของเหลวเข้มข้นจะถูกดึงออก เมื่อเทียบกับกระบวนการบําบัดน้ําแบบรีเวิร์สออสโมซิสอื่นๆ กระบวนการโดยรวมของกระบวนการนี้สะดวกและใช้งานง่ายกว่า แต่มีข้อจํากัดสูงและไม่สามารถตอบสนองความต้องการคุณภาพน้ําที่สูงขึ้นได้

ประการที่สองกระบวนการบําบัดหลายขั้นตอนหนึ่งขั้นตอน จากกระบวนการบําบัดแบบขั้นตอนเดียวของเหลวจะเข้มข้นในหลายขั้นตอน เมื่อเทียบกับกระบวนการบําบัดแบบขั้นตอนเดียวความซับซ้อนของกระบวนการนี้สูงกว่าซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการคุณภาพน้ําที่สูงขึ้นและตระหนักถึงการรีไซเคิลทรัพยากรน้ํา

ประการที่สามกระบวนการบําบัดสองขั้นตอนหนึ่งขั้นตอน ในกรณีที่ยากที่จะปฏิบัติตามข้อกําหนดด้านคุณภาพน้ําจริงโดยใช้วิธีการหลัก สามารถใช้กระบวนการบําบัดทุติยภูมิและขั้นตอนเดียวได้ เมื่อเทียบกับกระบวนการขั้นตอนแรกสองขั้นตอนข้างต้นการใช้กระบวนการบําบัดขั้นตอนเดียวในขั้นตอนที่สองสามารถยืดอายุการใช้งานของเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสและไม่ต้องการกําลังคนมากเกินไปและค่าใช้จ่ายในการรักษาที่สอดคล้องกันก็ลดลงเช่นกัน

การประยุกต์ใช้ RO ในการบําบัดน้ํา
การบําบัดน้ําเสียในเมืองขั้นสูง

ในการรักษามลพิษทางน้ําในเมืองขั้นสูงเทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิสสามารถ เพิ่มอัตราการฟื้นตัวของสิ่งปฏิกูลและใช้กันอย่างแพร่หลาย

มีความแตกต่างในผลการบําบัดขั้นสูงของมลพิษทางน้ําที่เกิดจากเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสของวัสดุที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปในการบําบัดมลพิษทางน้ําในเมืองขั้นสูงหลังจากที่สิ่งปฏิกูลในประเทศของผู้อยู่อาศัยในเมืองได้รับการบําบัดตามมาตรฐานข้อกําหนดสําหรับคุณภาพน้ําที่ผ่านการบําบัดจะสูงขึ้น (เช่นน้ําที่นํากลับมาใช้ใหม่) ในเวลานี้ เซลลูโลสไตรอะซิเตตใยกลวงเมมเบรน, ฟิล์มคอมโพสิตโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ที่บาดแผลเกลียวสามารถเล่นได้ดีกว่า

เมื่อเทียบกับเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสที่ทําจากวัสดุอื่น ๆ เมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสของวัสดุทั้งสองข้างต้นมีอัตราการกักเก็บ 100% สําหรับแบคทีเรียโคลิฟอร์มในอุจจาระ สีไม่เกิน 1 องศา และซึมผ่าน 1 มก. / ลิตร ~ 2 มก. / ลิตร. ในขณะเดียวกันเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสของวัสดุทั้งสองนี้มีฟลักซ์น้ําที่สูงขึ้นและความสามารถในการป้องกันมลพิษที่แข็งแกร่งขึ้น

การบําบัดน้ําเสียอุตสาหกรรม

1) การจัดการกับไอออนของโลหะหนัก

การใช้เทคโนโลยีการบําบัดน้ําแบบรีเวิร์สออสโมซิสกับการบําบัดน้ําเสียในอุตสาหกรรมมีผลดีมาก ซึ่งสอดคล้องกับหลักการออกแบบโดยรวมของเศรษฐกิจอุตสาหกรรมและความมีเหตุผล และสามารถลดการใช้พลังงาน ต้นทุนการดําเนินงาน และความยากลําบากในการดําเนินงานและการจัดการ

อุปกรณ์รีเวิร์สออสโมซิสที่ใช้สําหรับการบําบัดน้ําเสียจากอุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะเป็นท่อแรงดันภายในหรือส่วนประกอบแบบม้วน โดยทั่วไปความดันจะคงที่ที่ประมาณ 218MPa และผลก็ดีเยี่ยมในการนําไอออนของโลหะหนักกลับมาใช้ใหม่ ในหมู่พวกเขาความดันในการทํางานของอุปกรณ์รีเวิร์สออสโมซิสตามส่วนประกอบท่อแรงดันภายในมีความเสถียรที่ 217MPa ในเวลานี้อัตราการฟื้นตัวของนิกเกิลสูงกว่า 99% และอัตราการแยกนิกเกิลอยู่ในช่วง 97.12% ~ 97.17%

2) การบําบัดน้ําเสียที่เป็นน้ํามัน

โดยทั่วไป น้ํามันในน้ําเสียที่เป็นน้ํามันส่วนใหญ่มีอยู่ในสามรูปแบบ ได้แก่ น้ํามันอิมัลชัน น้ํามันกระจายตัว และน้ํามันลอยน้ํา วิธีการบําบัดของน้ํามันกระจายและน้ํามันลอยนั้นค่อนข้างง่าย หลังจากอาศัยการแยกเชิงกลการตกตะกอนและการดูดซับถ่านกัมมันต์เนื้อหาของน้ํามันที่เกี่ยวข้องจะลดลงอย่างมาก อย่างไรก็ตาม สําหรับน้ํามันอิมัลชัน มีอินทรียวัตถุ ซึ่งสามารถมีบทบาทเป็นสารลดแรงตึงผิว และโดยทั่วไปน้ํามันจะอยู่ในอนุภาคขนาดไมครอน ดังนั้นจึงมีความเสถียรสูงมาก และเป็นการยากที่จะแยกน้ําและน้ํามันได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว

ด้วยการสนับสนุนของเทคโนโลยีการบําบัดน้ําแบบรีเวิร์สออสโมซิสความเข้มข้นและการแยกสามารถทําได้โดยไม่ต้องทําลายอิมัลชันจากนั้นของเหลวเข้มข้นจะถูกเผาและสารซึมผ่านจะถูกรีไซเคิลหรือปล่อยออก

ในขั้นตอนนี้ในการบําบัดน้ําเสียที่เป็นน้ํามันเนื่องจากการพิจารณาผลการบําบัดขั้นสุดท้ายและคุณภาพของน้ําทิ้งโดยทั่วไปจะใช้เทคโนโลยีการบําบัดน้ําแบบรีเวิร์สออสโมซิสร่วมกับวิธีการบําบัดอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น DEMUL-B1 ที่เตรียมเองใช้เป็นตัวแยกมัลซิไฟเออร์เพื่อขจัดน้ําเสียแบบปั่น O/W ที่มีความเข้มข้นสูง จากนั้นตัวอย่างน้ําที่ผ่านการแยกจากมัลซิสจะได้รับการบําบัดเพิ่มเติมด้วยเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิส SE ของ OSMONICS ผลการวิจัยพบว่าอัตราการกําจัด COD สูงถึง 99.96% และแทบตรวจไม่พบปริมาณน้ํามันในน้ําบริสุทธิ์หลังจากการบําบัด "demulsification-reverse osmosis"

น้ํากร่อยแยกเกลือ

ในกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ํากร่อย ด้วยการแนะนําเทคโนโลยีการบําบัดน้ําแบบรีเวิร์สออสโมซิสสามารถยับยั้งไอออนเกลืออนินทรีย์เช่นแมกนีเซียมไอออนและแคลเซียมไอออนที่มีอยู่ในน้ําเกลือได้อย่างมีประสิทธิภาพ และตระหนักถึงการปรับปรุงคุณภาพน้ําบริสุทธิ์

ในขั้นตอนนี้ ความต้องการของผู้คนสําหรับคุณภาพของน้ําบริสุทธิ์กําลังเพิ่มขึ้น และวิธีการบําบัดดั้งเดิม (การเพิ่มสารต้านตะกรันลงในน้ําเกลือ) นั้นยากที่จะตอบสนองความต้องการที่แท้จริงของผู้คน และการแนะนําเทคโนโลยีการบําบัดน้ําแบบรีเวิร์สออสโมซิสเป็นทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ในการแยกเกลือออกจากน้ํากร่อยโดยใช้อุปกรณ์รีเวิร์สออสโมซิส จําเป็นต้องทดสอบดัชนี SDI อย่างสม่ําเสมอควบคุมอัตราการฟื้นตัวอย่างเคร่งครัดให้ความสนใจกับความแตกต่างของแรงดันระหว่างโมดูลเมมเบรนและวัดการเปลี่ยนแปลงในการผลิตน้ําและอัตราการแยกเกลือออกจากเกลือแบบเรียลไทม์ ในทางปฏิบัติอัตราการแยกเกลือออกจากเกลือของอุปกรณ์รีเวิร์สออสโมซิสมีเสถียรภาพสูงกว่า 96% และคุณภาพน้ําหลังการกลั่นน้ําทะเลเป็นไปตามมาตรฐานน้ําดื่มในประเทศ

 
วิธีจัดการกับการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน RO
การเปรอะเปื้อนของเมมเบรนหมายถึงอนุภาคอนุภาคคอลลอยด์หรือโมเลกุลขนาดใหญ่ของตัวถูกละลายในของเหลวป้อนที่สัมผัสกับเมมเบรนซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาทางกายภาพและทางเคมีกับเมมเบรนหรือโพลาไรซ์ความเข้มข้นเพื่อให้ความเข้มข้นของตัวถูกละลายบางชนิดบนพื้นผิวเมมเบรนเกินความสามารถในการละลายและการกระทําทางกล การดูดซับและการสะสมบนพื้นผิวเมมเบรนหรือในรูพรุนของเมมเบรนทําให้ขนาดรูพรุนของเมมเบรนเล็กลงหรืออุดตันส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ซึ่งช่วยลดฟลักซ์เมมเบรนและลักษณะการแยกตัวได้อย่างมาก
 
การปนเปื้อนของจุลินทรีย์

1) สาเหตุ

การเปรอะเปื้อนของจุลินทรีย์หมายถึงปรากฏการณ์ที่จุลินทรีย์สะสมบนส่วนต่อประสานระหว่างเมมเบรนกับน้ํา ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบ

จุลินทรีย์เหล่านี้ใช้เมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสเป็นตัวพาอาศัยสารอาหารในส่วนน้ําเข้มข้นของรีเวิร์สออสโมซิสเพื่อสืบพันธุ์และเติบโตและสร้างชั้นไบโอฟิล์มบนพื้นผิวของเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสส่งผลให้ความแตกต่างของแรงดันระหว่างน้ําเข้าและทางออกของระบบรีเวิร์สออสโมซิสเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ลดลงอย่างรวดเร็วในขณะที่ปนเปื้อนน้ําของผลิตภัณฑ์

ไบโอฟิล์มที่ประกอบด้วยจุลินทรีย์สามารถย่อยสลายเมมเบรนโพลีเมอร์หรือส่วนประกอบหน่วยรีเวิร์สออสโมซิสอื่น ๆ ได้โดยตรง (ผ่านการกระทําของเอนไซม์) หรือทางอ้อม (ผ่านการกระทําของค่า pH ในท้องถิ่นหรือศักยภาพในการรีดิวซ์) ส่งผลให้อายุการใช้งานของเมมเบรนสั้นลง ทําลายความสมบูรณ์ของโครงสร้างเมมเบรน และแม้กระทั่งทําให้ระบบล้มเหลวที่สําคัญ

2) วิธีการควบคุม

การปนเปื้อนทางชีวภาพสามารถควบคุมได้โดยการฆ่าเชื้ออย่างต่อเนื่องหรือเป็นระยะของน้ําที่ไหลเข้า ควรติดตั้งอุปกรณ์ฆ่าเชื้อและการจ่ายยาสําหรับน้ําดิบที่เก็บจากพื้นผิวและใต้ดินตื้น และควรเติมสารฆ่าเชื้อราที่มีคลอรีน ปริมาณโดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับปริมาณคลอรีนตกค้างของน้ําเข้า > 1 มก./ลิตร

มลพิษทางเคมี

1) สาเหตุ

มลพิษทางเคมีที่พบบ่อยคือการสะสมของตะกรันคาร์บอเนตในองค์ประกอบเมมเบรนซึ่งส่วนใหญ่เป็นการทํางานผิดพลาดระบบการให้สารยับยั้งตะกรันที่ไม่สมบูรณ์การหยุดชะงักของการให้สารยับยั้งตะกรันระหว่างการใช้งานเป็นต้น หากไม่ถูกค้นพบทันเวลาความดันในการทํางานจะเพิ่มขึ้นความแตกต่างของแรงดันจะเพิ่มขึ้นและอัตราการผลิตน้ําจะลดลงภายในสองสามวัน หากสารยับยั้งตะกรันที่เลือกไม่ตรงกับคุณภาพน้ําหรือปริมาณไม่เพียงพอปรากฏการณ์การปรับขนาดของเมมเบรนในองค์ประกอบการเปรอะเปื้อนแสงในองค์ประกอบเมมเบรนสามารถฟื้นฟูการทํางานผ่านการทําความสะอาดด้วยสารเคมีและในกรณีที่รุนแรงจะทําให้องค์ประกอบเมมเบรนที่ปนเปื้อนอย่างรุนแรงถูกทิ้ง

2) วิธีการควบคุม

เพื่อป้องกันการเปรอะเปื้อนในองค์ประกอบเมมเบรน ก่อนอื่นให้เลือกสารป้องกันตะกรันแบบรีเวิร์สออสโมซิสที่เหมาะสมกับคุณภาพน้ําของแหล่งน้ําของระบบ และกําหนดปริมาณการจ่ายที่เหมาะสมที่สุด ประการที่สองเสริมสร้างการตรวจสอบระบบการจ่ายยาให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในพารามิเตอร์การทํางานและค้นหาสาเหตุของความผิดปกติให้ทันเวลา นอกจากนี้ สาเหตุส่วนใหญ่ที่ทําให้ปริมาณ Fe3+ สูงในน้ําเกิดจากระบบท่อ ดังนั้นท่อของระบบรวมถึงท่อส่งน้ําจึงใช้ท่อพลาสติกที่บุด้วยเหล็กให้มากที่สุดเพื่อลดปริมาณ Fe3+

ฝุ่นละอองแขวนลอยและมลพิษคอลลอยด์

1) สาเหตุ

อนุภาคแขวนลอยและคอลลอยด์เป็นสารหลักที่ทําให้เมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสเปรอะเปื้อน และยังเป็นสาเหตุหลักของน้ําทิ้ง SDI (ดัชนีความหนาแน่นของกากตะกอน) มากเกินไป

เนื่องจากแหล่งน้ําและภูมิภาคที่แตกต่างกันองค์ประกอบของอนุภาคแขวนลอยและคอลลอยด์ก็ค่อนข้างแตกต่างกัน โดยทั่วไป ส่วนประกอบหลักของน้ําผิวดินที่ไม่ปนเปื้อนและน้ําใต้ดินตื้น ได้แก่ แบคทีเรีย ดินเหนียว ซิลิกอนคอลลอยด์ เหล็กออกไซด์ ผลิตภัณฑ์กรดฮิวมิก และสารตกตะกอนและสารตกตะกอนที่มากเกินไปเทียม (เช่น เกลือเหล็ก) ในระบบปรับสภาพ เกลืออลูมิเนียม ฯลฯ) ฯลฯ

นอกจากนี้ การรวมกันของโพลีเมอร์ที่มีประจุบวกในน้ําดิบและสารป้องกันการตกตะกรันที่มีประจุลบในระบบรีเวิร์สออสโมซิสเพื่อสร้างตะกอนก็เป็นหนึ่งในสาเหตุของมลพิษประเภทนี้เช่นกัน.

2) วิธีการควบคุม

เมื่อปริมาณของแข็งแขวนลอยในน้ําดิบมากกว่า 70 มก. / ลิตรวิธีการปรับสภาพของ การแข็งตัวของเลือด การชี้แจง และการกรอง มักใช้; เมื่อปริมาณของแข็งแขวนลอยในน้ําดิบน้อยกว่า 70 มก. / ลิตรวิธีการปรับสภาพของ การแข็งตัวและการกรอง มักใช้ เมื่อไร <10mg/L, the pretreatment method of การกรองโดยตรง มักใช้

นอกจากนี้ ไมโครฟิลเตรฟิลต์หรืออัลตราฟิลเตริลเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพสําหรับการบําบัดเมมเบรนของความขุ่นและอินทรียวัตถุที่ไม่ละลายน้ําที่เกิดขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ สามารถกําจัดของแข็งแขวนลอยแบคทีเรียคอลลอยด์ส่วนใหญ่และอินทรียวัตถุที่ไม่ละลายน้ํา. เป็นกระบวนการปรับสภาพที่เหมาะสําหรับระบบรีเวิร์สออสโมซิส .

 
ข้อควรระวังเมื่อใช้ RO

ในระหว่างการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิสในการบําบัดน้ําควรทําการกรองสิ่งปฏิกูลที่จําเป็น การกรองเป็นพื้นฐานสําหรับเทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิสที่จะมีบทบาท กระบวนการกรองต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งสกปรกเข้าสู่ระบบรีเวิร์สออสโมซิสในน้ํา เพื่อป้องกันเมมเบรนและอุปกรณ์ที่ซึมผ่านได้

ควรล้างอุปกรณ์รีเวิร์สออสโมซิสอย่างสม่ําเสมอโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทําความสะอาดเครื่องชั่งรักษาประสิทธิภาพที่ดีของเมมเบรนกึ่งซึมผ่านและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

เมื่อไม่ได้ใช้งานอุปกรณ์รีเวิร์สออสโมซิสจะได้รับผลกระทบจากสิ่งปฏิกูลที่กักขังซึ่งจะทําให้เกิดการเพาะพันธุ์ของจุลินทรีย์ ดังนั้นในช่วงปิดอุปกรณ์จําเป็นต้องล้างและฆ่าเชื้อและควรตั้งอุณหภูมิในช่วงปิดเครื่องให้ดีเพื่อให้แน่ใจว่า ป้องกันเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิส

ผู้ปฏิบัติงานควรปฏิบัติตามขั้นตอนการปฏิบัติงานและข้อกําหนดการปฏิบัติงานอย่างเคร่งครัดปรับปรุงคุณภาพระดับมืออาชีพอย่างต่อเนื่องและตรวจสอบอุปกรณ์อย่างรอบคอบก่อนใช้งานเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่ออุปกรณ์เนื่องจากความผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงานตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์สามารถทํางานได้ตามปกติและดําเนินการบําบัดน้ําเสียได้อย่างราบรื่น

ถามคําถามของคุณ