Требования

 Требования к кач-ву воды, предназначенной для очистки на обратноосмотических системах.

  • индекс Ланглера и бета-индекс должны иметь положит. значение;
  • SDI-индекс не более 5;
  • содержание растворенного железа - не более 0,1 мг/л;
  • малораств-е соли (кальция, магния, стронция) в концентрациях, которые не вызывают их отложение на обратноосм-х мембранах;
  • содер-е нефтепродуктов - отсутствие;
  • общее солесодержание до 45 г/л;
  • свободный хлор или другие сильные окислители (озон, перманганат калия и пр.) - до 0,1 мг/л для композиционных полиамидных мембран. Менее 0,6–1,0 мг/л для ацетатцеллюлозных мембран;
  • микробиологические загряз-я должны отсутствовать;
  • диапазон рабочих температур 5–45 °С;
  • содержание твердых взвесей размером более 5 мкм - не более 0,56 г/м3;
  • рН исходной воды должен находиться в пределах 3,5–7,2 для ацетатцеллюлозных мембран и 2,5–11,0 – для полиамидных.

    Для доведения показателей воды, подающейся на мембранные системы обратного осмоса до треб-го качества необходима система предв. очистки. Технология и аппаратная реализация сис-мы предв. очистки или водоподготовки, а значит и объем первонач-х капитальных вложений в оборудование зависит от степени загрязнения и хим. состава исходной воды. Важно иметь достоверный хим. анализ пробы исходной воды, которая будет подаваться на сис-му обратного осмоса. Эксплуатация мембранных систем обратн. осмоса без предв. водоподготовки практически не возможна.

    Сис-ма предварительной очистки исходной воды. Схема системы предв. подготовки исходной воды, подаваемой на мембранные установки обратн. осмоса опред-ся количеством загрязнений и хим. составом этой воды. Вопрос этот очень не простой и решается в каждом конкретном случае индив-но. Сис-ма предварительной подготовки обеспечивает удаление твердых механических частиц и взвесей фильтрами грубой очистки , удаление железа, марганца, солей жесткости, орган-х соединений, в т.ч. дехлорирование воды. В ряде случаев исп-ся окислительные реагенты, коагулянты и флокулянты с дальнейшим удалением продуктов окисления на фильтрах засыпного типа. Так же применяются ионообменные технологии и спец. ингибиторы отложения минеральных солей на поверх-ть мембран – антискалянты или ингибиторы солеотложений. В целях противобактериологической обработкмки питающей и очищенной воды используем стерилизация ультраф-м излучением.
    Новой разработкой является технология ультрафильтрации воды. Технология ультрафильтрации придумана для обработки сильно загряз-х поверхностных вод и муницип-х стоков. Системы ультрафильтрации строятся на основе мембран из капиллярных волокон ( из модифиц-го гидрофильного полиэфирсульфона). Технология ультрафильтрации обеспеч-т значит. снижение мутности, индекса плотности ила (SDI), содерж-я железа, 100-% удаление коллоидных частиц, уменьш-е концентрации вирусов и улучшение потребительские свойства воды. Особенностью ультрафильтр-х мембран - их стойкость к воздействию оксидантов (окислителей), это незаменимо при обработке «сложных» вод.

    Так же применяется подкисление питающей воды. Доза кислоты (HCL), подбир-ся с таким расчетом, чтобы индекс Ланжелье (характеризующий степень насыщенности раствора карбонатом кальция), был отрицат-м даже в концентрате установки обратного осмоса. В завис-ти от состава исходной воды , кол-во дозируемой кислоты может меняться от 5 до 200 мг/л. Количество введенной кислоты, не должно уменьшить рН исходной воды ниже допустимого предела для применяемых мембран. Подкисление приводит к понижению рН как исходной воды, так и пермеата. Для многих процессов высокая кислот-ть обессоленной воды, это препятствием к ее использованию.

    Принцип действия мембранной установки обратн. осмоса: разд-е поступающей воды на чистую воду и солевой концентрат. В условиях, когда солевой раствор пересыщен по малорастворимым солям кальция и магния, исполь-е антискалянтов (ингибиторов солеотложений) позволяет стабилизировать соли жесткости в растворе, предотвратив их выпадение на поверхность мембран. Ингибитор через мембрану не проникает и сбрас-ся в дренаж вместе с солевым концентратом. Применение реагентов- ингибиторов солеотложений не заменит предв-й подготовки воды для установки обратн. осмоса, но в некоторых случаях позволит исключить из схемы предв-й подготовки устан-ку умягчения, что значит. снижает стоимость проекта в целом. Использование ингибитора в 2 – 4 раза увеличит интер-л между промывками мембранного контура. Дозир-е препарата осуществляется автоматич. дозир-м устройством, обеспечивающим однородное смешивание препарата с питающей водой , и равномерно подает ингибитор в зону фильтрации. При необходимости реагент можно разбавлять обессоленной водой (пермеатом). Применение ингибиторов. Они имеют огранич-ю область применения по концент-ии малорастворимых солей. Так, их не рекомендуется применять при содержании железа в воде более 1 мг/л, SiO2 – более 150 мг/л, CaSO4 – более 8 г/л и т. п.

    Сильные окислители – активный хлор, озон и др. оказывают разрушающее действие на структуру разделит-го и поддерж-х слоев обратноосм. мембраны. Это приводит к необратимому снижению ее селективности и механической прочности. Удаление свободного хлора произв-ся на фильтре засыпного типа с активированным углем. С этой же целью иногда применяется дозирование в воду сильного восстановителя, например, метабисульфита натрия.

    Приведем типовую схему мембранной системы обратного осмоса с предв. подготовкой питающей воды.

    Состав:
  • Фильтр грубой мех. очистки;
  • Фильтр каталитический для удаления железа с автоматич. блоком упр-я;
  • Фильтр ионообменный (умягчитель) с автоматич. управлением непрерывного дейст-я для удаления солей жесткости;
  • Фильтр угольный для дехлорирования и удаления органики;
  • Фильтр ФСД для глубокого обессоливания;
  • Пропорциональная дозир-я система для подачи антискалянта – ингибитора отложения минеральных солей на поверхность мембан;
  • Мембранная уст-ка обратного осмоса;
  • Емкость для накопления и хранения очищ. воды;
  • Насос подачи очищ. воды из емкости к потребителям;

    draw
    Принцип действия системы предв-й подготовки питательной воды.

    Исх. питательная вода подается по давлением 2,5 – 6 бар на модуль предв-й подготовки воды и последовательно проходит через фильтр грубой очистки 1 на котором удаляются крупные твердые частицы с размерами более 50 – 100 мкм, осветлит-й или каталитич. фильтр 2 для снижения мутности и удаления железа, ионообменный фильтр 3 с регенерац. раствором соли NaCl для удаления солей жесткости и угольный фильтр 4 для дехлорирования и улучшения органолептических показателей.

    Фильтры 2,3 и 4 выполнены на базе армированных баллонов и укомплект-ны электромеханическими блоками управления, реализующими различные алгоритмы фильтрации и восстановления (регенерации) фильтрующих сред. В каждом баллоне с центральным стояком нах-ся фильтрующая среда – сорбент, ионообменная смола или активир-й уголь с гравийной подложкой. Через входной порт вода поступает на фильтрующий слой загрузки или ионообменной смолы. Фильтрация или реакция ионного обмена активиз-ся во время прохождения воды с растворенными солями через загрузку сверху вниз. Внутри баллона находится центральный стояк, имеющий щелевой водозаборник в нижней части фильтра. Отфильтр-я или умягченная вода подается через центральный стояк обратно, на верх, к выходному порту блока управления. Промывка обратным током или регенерация ионообменной смолы проводится раствором соли NaCl в соответствии с программой блока управления. Исходным сырьем для приготовления раствора служит специальная таблетир-я соль для водоумягчителей.

    После фильтров, перед обратноосм. мембранным блоком, установлена пропорц-я дозирующая система с импульсным расходомером для подачи ингибитора отложения минеральных солей.

    После предв-й очистки вода поступает на мембранную установку обратного осмоса – обратноосмотич. модуль. Обратноосмотич. модуль обеспеч-т снижение электропроводности воды на 95 –99% от исходного уровня в зависимости от типа применяемых мембран. Однако в ряде случаев требуется более глубокая степень деминерализации. После первой ступени обессоливания – ступени обратного осмоса широко использ-ся специальные ионообменные фильтры со смесью катионита в Н-форме и анионита в ОН-форме (фильтры смешанного действия ФСД), установки электродиализа или, реже, еще одна ступень обратного осмоса. Для контроля степени обессоливания в мембранных установках обратного осмоса прим-ся современные средства измерения и контроля параметров: электропроводности входной и обессоленной воды, температуры, давлений и а также измерение потоков фильтрата и концентрата.

    Для сбора очищ. воды установка комплектуется доп. накопительной емкостью и насосом подачи воды из емкости. В емкости монтир-ся один датчик уровня, обеспеч. отключение насоса высокого давления обратноосм-го модуля при заполнении ее до верхнего уровня, и второй датчик, отключающий насос подачи очищенной воды из емкости при понижении уровня воды в емкости.

    Мембранная установка обратн. осмоса укомплектована пультом управления и контроля параметров.