11 мар 2022
STARK: система обратного осмоса. Как работает обратный осмос?
Эта статья предназначена для аудитории, которая имеет небольшой опыт работы с водой обратного осмоса или вообще не имеет его, и попытается объяснить основы простыми словами, которые должны оставить читателя с лучшим общим пониманием технологии обратного осмоса и ее применения.
Понимание обратного осмоса
Reverse Osmosis, commonly referred to as RO, is a process where you demineralize or deionize water by pushing it under pressure through a semi-permeable Reverse Osmosis Мембрана.
Как работает обратный осмос?
Обратный осмос работает за счет использования насоса высокого давления для увеличения давления на солевой стороне обратного осмоса и проталкивания воды через полупроницаемую мембрану обратного осмоса, оставляя почти все (от 95% до 99%) растворенных солей в потоке отбраковки. Необходимое давление зависит от концентрации соли в питательной воде. Чем концентрированнее питательная вода, тем большее давление требуется для преодоления осмотического давления.
Опресненная вода, которая деминерализуется или деионизируется, называется пермеатной (или продуктовой) водой. Водный поток, который переносит концентрированные загрязняющие вещества, не прошедшие через мембрану обратного осмоса, называется потоком отбраковки (или концентрата).
Когда питательная вода поступает в мембрану обратного осмоса под давлением (давлением, достаточным для преодоления осмотического давления), молекулы воды проходят через полупроницаемую мембрану, а соли и другие загрязняющие вещества не пропускаются и выводятся через поток отходов (также известный как поток концентрата или рассола), который идет в дренаж или может быть возвращен в систему питательной воды в некоторых обстоятельствах для повторного использования через систему обратного осмоса для экономьте воду. Вода, которая проходит через мембрану обратного осмоса, называется пермеатом или продуктной водой и обычно содержит от 95% до 99% растворенных солей, удаленных из нее.
Важно понимать, что в системе обратного осмоса используется перекрестная фильтрация, а не стандартная фильтрация, при которой загрязняющие вещества собираются внутри фильтрующего материала. При перекрестной фильтрации раствор проходит через фильтр или пересекает фильтр с двумя выходами: отфильтрованная вода идет в одну сторону, а загрязненная вода — в другую. Чтобы избежать накопления загрязняющих веществ, фильтрация в поперечном потоке позволяет воде сметать скопления загрязнений, а также обеспечивает достаточную турбулентность для поддержания поверхности мембраны в чистоте.
Какие загрязняющие вещества обратный осмос удаляет из воды?
Обратный осмос способен удалять до 99%+ растворенных солей (ионов), частиц, коллоидов, органики, бактерий и пирогенов из питательной воды (хотя не следует полагаться на систему обратного осмоса для удаления 100% бактерий и вирусов). Мембрана обратного осмоса отторгает загрязняющие вещества в зависимости от их размера и заряда. Любой загрязнитель, молекулярная масса которого превышает 200, скорее всего, будет отторгнут правильно работающей системой обратного осмоса (для сравнения, молекула воды имеет МВт 18). Аналогичным образом, чем больше ионный заряд загрязнителя, тем больше вероятность того, что он не сможет пройти через мембрану обратного осмоса. Например, ион натрия имеет только один заряд (одновалентный) и не отторгается мембраной обратного осмоса, как, например, кальций, который имеет два заряда. Кроме того, система обратного осмоса не очень хорошо удаляет газы, такие как CO2, потому что они не сильно ионизируются (заряжены) в растворе и имеют очень низкую молекулярную массу. Поскольку система обратного осмоса не удаляет газы, уровень pH в пермеатной воде может быть немного ниже обычного в зависимости от уровня CO2 в питательной воде, поскольку CO2 преобразуется в угольную кислоту.
Обратный осмос очень эффективен при обработке солоноватых, поверхностных и грунтовых вод как для больших, так и для малых потоков. Некоторые примеры отраслей, использующих воду обратного осмоса, включают фармацевтическую промышленность, питательную воду для котлов, продукты питания и напитки, отделку металлов и производство полупроводников, и это лишь некоторые из них.
Reverse Osmosis Performance & Design Calculations
Существует несколько расчетов, которые используются для оценки производительности системы обратного осмоса, а также для рассмотрения проектных соображений. Система обратного осмоса имеет контрольно-измерительные приборы, которые отображают качество, расход, давление, а иногда и другие данные, такие как температура или часы работы. Для точного измерения производительности системы обратного осмоса необходимы как минимум следующие рабочие параметры:
Система обратного осмоса
Понимание обратного осмоса
Reverse Osmosis, commonly referred to as RO, is a process where you demineralize or deionize water by pushing it under pressure through a semi-permeable Reverse Osmosis Мембрана.
Как работает обратный осмос?
Обратный осмос работает за счет использования насоса высокого давления для увеличения давления на солевой стороне обратного осмоса и проталкивания воды через полупроницаемую мембрану обратного осмоса, оставляя почти все (от 95% до 99%) растворенных солей в потоке отбраковки. Необходимое давление зависит от концентрации соли в питательной воде. Чем концентрированнее питательная вода, тем большее давление требуется для преодоления осмотического давления.
Опресненная вода, которая деминерализуется или деионизируется, называется пермеатной (или продуктовой) водой. Водный поток, который переносит концентрированные загрязняющие вещества, не прошедшие через мембрану обратного осмоса, называется потоком отбраковки (или концентрата).
Когда питательная вода поступает в мембрану обратного осмоса под давлением (давлением, достаточным для преодоления осмотического давления), молекулы воды проходят через полупроницаемую мембрану, а соли и другие загрязняющие вещества не пропускаются и выводятся через поток отходов (также известный как поток концентрата или рассола), который идет в дренаж или может быть возвращен в систему питательной воды в некоторых обстоятельствах для повторного использования через систему обратного осмоса для экономьте воду. Вода, которая проходит через мембрану обратного осмоса, называется пермеатом или продуктной водой и обычно содержит от 95% до 99% растворенных солей, удаленных из нее.
Важно понимать, что в системе обратного осмоса используется перекрестная фильтрация, а не стандартная фильтрация, при которой загрязняющие вещества собираются внутри фильтрующего материала. При перекрестной фильтрации раствор проходит через фильтр или пересекает фильтр с двумя выходами: отфильтрованная вода идет в одну сторону, а загрязненная вода — в другую. Чтобы избежать накопления загрязняющих веществ, фильтрация в поперечном потоке позволяет воде сметать скопления загрязнений, а также обеспечивает достаточную турбулентность для поддержания поверхности мембраны в чистоте.
Какие загрязняющие вещества обратный осмос удаляет из воды?
Обратный осмос способен удалять до 99%+ растворенных солей (ионов), частиц, коллоидов, органики, бактерий и пирогенов из питательной воды (хотя не следует полагаться на систему обратного осмоса для удаления 100% бактерий и вирусов). Мембрана обратного осмоса отторгает загрязняющие вещества в зависимости от их размера и заряда. Любой загрязнитель, молекулярная масса которого превышает 200, скорее всего, будет отторгнут правильно работающей системой обратного осмоса (для сравнения, молекула воды имеет МВт 18). Аналогичным образом, чем больше ионный заряд загрязнителя, тем больше вероятность того, что он не сможет пройти через мембрану обратного осмоса. Например, ион натрия имеет только один заряд (одновалентный) и не отторгается мембраной обратного осмоса, как, например, кальций, который имеет два заряда. Кроме того, система обратного осмоса не очень хорошо удаляет газы, такие как CO2, потому что они не сильно ионизируются (заряжены) в растворе и имеют очень низкую молекулярную массу. Поскольку система обратного осмоса не удаляет газы, уровень pH в пермеатной воде может быть немного ниже обычного в зависимости от уровня CO2 в питательной воде, поскольку CO2 преобразуется в угольную кислоту.
Обратный осмос очень эффективен при обработке солоноватых, поверхностных и грунтовых вод как для больших, так и для малых потоков. Некоторые примеры отраслей, использующих воду обратного осмоса, включают фармацевтическую промышленность, питательную воду для котлов, продукты питания и напитки, отделку металлов и производство полупроводников, и это лишь некоторые из них.
Reverse Osmosis Performance & Design Calculations
Существует несколько расчетов, которые используются для оценки производительности системы обратного осмоса, а также для рассмотрения проектных соображений. Система обратного осмоса имеет контрольно-измерительные приборы, которые отображают качество, расход, давление, а иногда и другие данные, такие как температура или часы работы. Для точного измерения производительности системы обратного осмоса необходимы как минимум следующие рабочие параметры:
- Давление подачи
- Давление пермеата
- Давление концентрата
- Проводимость корма
- Пермеатная проводимость
- Поток корма
- Поток пермеата
- Температура
Система обратного осмоса