Лекція 21

Тема:Дистиляційні установки зворотного осмосу.

Мета:Ознайомитися із типовими схемами і конструкціями елементів вакуумних водоопріснюючих установок.

План лекції

1. Установки зворотного осмосу, їх принцип дії

2. Перевиги установок зворотного осмосу

3. Особливості будови установки зворотного осмосу

4. Особливості експлуатації установки зворотного осмосу

При опрісненні води методом зворотного осмосу морську воду пропускають через напівпроникні мембрани під впливом тиску, істотно перевищує різницю осмотичних тисків прісної і морської води (для морської води 25-50 атм). Такі мембрани виготовляються вітчизняною промисловістю з поліаміду або ацетату целюлози і випускаються у вигляді порожніх волокон або рулонів. Через мікропори цих мембран можуть вільно проникати невеликі молекули води, в той час як більші іони солі і інші домішки затримуються мембраною.

Зворотний осмос використовується в нашій країні з початку 1970-х років в різних технологіях очищення води від домішок, в т.ч. для опріснення води. Сучасні промислові установки зворотного осмосу включають фільтр тонкого очищення води, систему реагентної підготовки, насос високого тиску, блок фільтруючих модулів, блок хімічної промивки.

В установках з опріснення води методом зворотного осмосу труби виготовляють з пористого матеріалу, викладеного з внутрішньої сторони плівкою з ацетату целюлози, яка виконує функції напівпроникної мембрани. Опріснювальна установка складається з безлічі аналогічних труб, укладених паралельно один одному, через які насосом високого тиску (50-100 бар або 5-10 МН/м2) безперервно прокачується морська вода, а відводиться два потоки-обезсолена (пермеат) і вода з концентрованими солями (концентрат), яка зливається в сток (рис. 5). Потік прісної води через мембрану пропорційний прикладеній зовнішньому тиску. Максимальний тиск визначається власними характеристиками зворотноосмотичної мембрани. При занадто високому тиску мембрана може розірватися, забитися присутніми у воді при месямі або пропускати занадто велика кількість розчинених солей. При занадто низькому тиску процес сповільнюється.

Зворотний осмос володіє істотними перевагами в порівнянні з іншими методами опріснення води: енергетичні витрати порівняно невеликі, установки конструктивно прості і компактні, робота їх може бути легко автоматизована. Управління системою зворотного осмосу здійснюється в напівавтоматичному і автоматичному режимах. Для зменшення утворення небажаних відкладень солей в порожнинах труб застосовуються інгібітори осадкообразования. Для зняття опадів солей з поверхні мембран використовується система хімічної промивки, для контролю якості очищення води та значення pH - проточні вимірювачі солевмісту і pH-метри. Контроль витрати пермеата і концентрату здійснюється проточними витратомірами.

Ступінь опріснення води і продуктивність мембрани по опрісненою воді залежать від різних факторів, насамперед від загального солевмісту вихідної води, а також сольового складу, тиску і температури. Так, при опріснення солоної води з свердловини, що містить 0,5% розчинених солей, при тиску 50 атм протягом доби вдається отримати приблизно 700 л прісної води з одного квадратного метра мембрани [18].

Оскільки для отримання великої площі поверхні необхідно дужебагато тонких труб, процес зворотного осмосу не знаходить широкого застосування для отримання великих кількостей прісної води. Однак цей процес є досить перспективним, якщо в майбутньому будуть розроблені поліпшені низьконапірні високоселективні енергозберігаючі мембрани, особливо для опріснення солоної води зі свердловин. Ця вода має більш низьку концентрацію розчинених солей в порівнянні з морською водою, що дозволяє проводити її опріснення при більш низькому тиску.

Водоопріснювальна установка мембранного типу з використанням ефекту «зворотний осмос» є «ноу-хау» у сучасній технології і техніці отримання високої якості і кількості прісної води. Отримувати якісну прісну воду можна з будь води: як морської, так і з солонуватої, прісної і навіть міських стоків.

Принцип осмосу полягає в тому, що коли два солоних розчину різної концентрації розділені напівпроникною мембраною, природний принцип осмосу дозволить воді з низьким хімічним потенціалом спонтанно переходити з менш концентрованого розчину в більш концентрований розчин. Цей процес буде продовжуватися до тих пір, поки концентрація солі з обох сторін мембрани буде абсолютно однаковою.

Якщо зовнішній тиск, який більше осмотичного тиску, діє на більш концентрований розчин, процес стає зворотним і створює так званий реверсивний осмотичний діномен або зворотний осмос. Цей процес може бути використаний для видалення солі та інших забруднюючих субстанцій, розчинених у водному розчині. Залежно від осмотичного тиску розчину, який підлягає обробці, зовнішній тиск на систему може мінятися від 1,4 МПа (солонувата вода) і вище залежно від солоності води. При звичайній солоності морів і океанів застосовують тиск порядку 6,0 … 8,0 МПа.

У морських водоопріснювальних установках застосовують тиск 60…70 МПа, який діє на певну кількість морської води у взаємодії з осмотичною мембраною. У мембрану входить один потік - морська вода. На виході з мембрани виникають два різних виходять потоку: 1-ий, так званий «розсіл» або концентрат, який має дуже високу солоність, видаляється за борт, другий - складається практично з чистої води і становить кінцевий корисний продукт.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Конструктивні схеми водоопріснюючих установок	\|	Напівпроникні мембрани

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.