Keraminės membranos jūros vandens filtravimui: jų vieta ir veikimas gėlinimo traukinyje

Ankstesniame straipsnyje buvo paaiškinta, „kodėl keraminės membranos“. Tai paaiškina, „kur jie sėdi ir kaip bėga“. Daugelis atrankos klaidų nutinka ne todėl, kad pasirinkta netinkama membrana, o todėl, kad niekas aiškiai nepagalvojo apie vaidmenįkeraminės membranos jūros vandens filtravimuiiš tikrųjų vaidina visame traukinyje-ar jie yra pagrindinis ar antraplanis aktorius? Atsakymas yra toks, kad jie tarnauja kaip svarbiausi „vartininkai“ prieš RO, o ne patys atlieka druskos pašalinimą.

1. Kaip atrodo visas traukinys

Jūros vandens pavertimas geriamu ar kitaip tinkamu gėlu vandeniu yra estafetė, o ne vienas žingsnis.

1.1 Visa grandinė nuo įsiurbimo iki produkto vandens

Įprasta pagrindinė jūros vandens gėlinimo linija veikia apytiksliai: jūros vandens paėmimas → šiurkštus filtravimas (sulaiko žuvis, krevetes, jūros dumblius ir dideles daleles) → koaguliacija / sedimentacija (flokuliuojantys smulkūs koloidai ir organinės medžiagos) →keraminės membranos filtravimas (išankstinis šerdies apdorojimas)→ saugus filtravimas (paskutinė apsaugos priemonė) → SWRO (jūros vandens atvirkštinis osmosas, tikrasis druskos pašalinimas) → po{0}}apdorojimas (remineralizacija, dezinfekcija, saugojimas ir paskirstymas). Keraminė membrana yra viduryje-po įsiurbimo, prieš pašalinant druską-kaip pagrindinė juos jungianti grandis.

1.2 Kodėl keraminė membrana yra prieš RO

RO membranos yra subtilios. Jie baiminasi suspenduotų kietųjų dalelių, kurios juos subraižys, koloidų, kurie juos uždusins, ir biologinio užteršimo, dėl kurio didėja slėgio skirtumai. Atlikdami „nešvarų, sunkų darbą“ su keramine membrana prieš RO, RO gali gėlinti stabiliai ir patvariai. Kitaip tariant, keraminės membranos vertė yra ne tai, kad ji gėlina, o tai, kad ji leidžia RO gėlinti patikimai ir ilgą laiką. Įdėjus jį į netinkamą vietą (po RO arba jo praleidimas) paprastai kainuoja dažnas valymas ir ankstyvas RO gedimas.

Paveikslėlis: Tipiškas jūros vandens gėlinimo traukinys: keraminė membrana yra prieš RO ir atlieka pagrindinį išankstinio apdorojimo vaidmenį – sumažina SDI ir apsaugo RO (pavyzdžiui; galima pakeisti tikru procesu P&ID).

1.3 Kodėl gi ne „Siųsti jūros vandenį tiesiai į RO“

Žmonės dažnai klausia: kadangi RO gali gėlinti, kodėl gi ne siųsti jūros vandens tiesiai į RO ir nepraleisti išankstinio apdorojimo? Atsakymas yra tas, kad RO membranos yra per daug „išrankios“ savo pašarui. Suspenduotos kietosios dalelės, koloidai ir dumbliai jūros vandenyje greitai suformuoja užteršimo sluoksnį ant RO paviršiaus, padidindami slėgio skirtumą, padidindami valymo dažnumą ir sumažindami tarnavimo laiką. Išankstinis gydymas nėra neprivalomas mandagumas; tai yra būtina sąlyga, kad RO veiktų ilgą laiką. Išankstinio apdorojimo metu keraminė membrana atlieka nešvarų darbą, kad RO galėtų sutelkti dėmesį į tai, ką daro geriausiai: druskos šalinimą.

2. Ką jis iš tikrųjų filtruoja: SDI mažinimas, RO apsauga

Norėdami suprasti keraminės membranos vertę, pirmiausia turite suprasti indikatorių, kuris vėl ir vėl pasirodo:SDI (dumblo tankio indeksas).

2.1 Kas yra SDI ir kodėl RO jo bijo

SDI matuoja, kaip greitai vandenyje esantys koloidai ir suspenduotos dalelės užkimš filtro membraną. RO sklaidos kanalas turi aiškius reikalavimus SDI Jūros vandenyje yra natūraliai daug SDI ir jis svyruoja priklausomai nuo oro sąlygų, todėl „SDI sumažinimas“ yra pirmasis pirminio jūros vandens apdorojimo prioritetas. Dėl vienodų mikro-/ultrafiltracijos-porų ir stabilaus atmetimo keraminė membrana gali išlaikyti RO tiekimą RO pageidaujamu diapazonu.

2.2 Slėgis, kurį pašalina keraminė membrana, skirta RO

Be SDI, keraminė membrana taip pat smarkiai sumažina drumstumą, dumblius, bakterijas ir dalį organinių medžiagų{0}}būtent „diferencialinio-slėgio generatorių“, kurių RO labiausiai bijo. Laikydami juos atgal, pailgėja RO valymo intervalai, stabilizuojamas slėgio skirtumas ir lengviau kontroliuojamas regeneravimas. Žvelgiant iš augalo taško, kiekviena keraminės membranos dalis yra šiek tiek RO, kurios nereikia nešti.

2.3 Mikrofiltravimas arba ultrafiltravimas: kaip du dalijasi darbą

Keraminės membranos dažnai apibūdinamos kaip mikrofiltravimo (MF) arba ultrafiltravimo (UF) laipsnis. Šie du yra ne vienas kito pakaitalai, o darbo pasidalijimas, o netinkamo lygio pasirinkimas tiesiogiai veikia srauto ir RO apsaugą.

Nykščio taisyklė:dirbti atgal nuo kokybės, reikalingos apsaugoti RO, o ne manyti, kad geresnis yra geresnis.Per grubus ir RO vis dar kenčia; per smulkus ir eikvojate srautą didindami užsiteršimo slėgį. Tikrieji įgūdžiai slypi pusiausvyros taške „tik tiek, kad būtų patenkinti vartotojų reikalavimai“.

3. Operacinė trijulė: kryžminis- srautas, atgalinis plovimas, CIP

Keraminė membrana – tai ne įranga, kurią „įdiegti ir pamiršti“, o sistema su ritmu. Supraskite tris ir suprasite, kodėl jis toks tvirtas.

3.1 Kryžminis-Srauto filtravimas: neleiskite teršalams „sėdėti“ ant membranos

Skirtingai nuo aklavietės{0}}filtravimo (vanduo statmenai stumiamas per membraną, nešvarumai kaupiasi ant paviršiaus), keraminės membranos dažniausiai naudojamoskryžminis- srautas: jūros vanduo liečiasi išilgai membranos paviršiaus, didžioji jo dalis paliekama kaip koncentratas, o tik dalis praeina kaip permeatas. Tangentinis srautas veikia kaip nuolatinis šveitimas, neleidžiant teršalams nusėsti į tvirtą pyrago sluoksnį. Tai pirmoji apsaugos nuo-užteršimo linija.

3.2 Atbulinis plovimas ir oro valymas: kasdienis srauto atkūrimas

Net ir esant kryžminiam-tekėjimui, paviršius lėtai kaupia medžiagą. Vadinasiatgalinis plovimasiroro šveitimas: periodiškai nuplaunant atbuline eiga su permeatu ir sumaišant paviršių oru, kad būtų pašalintos laisvos nešvarumų medžiagos. Šie „lengvi“ veiksmai yra dažni ir trumpi – kasdienė rutina, kuri užtikrina stabilų srautą.

3.3 CIP: periodinis gilus valymas

Kai atgalinio plovimo nepakanka,CIP (švarus-vietoje-)yra: rūgštis nuosėdoms, šarminė plius oksidantas organinėms medžiagoms ir bioplėvelei. Keraminės membranos atlaiko stiprias rūgštis, bazes ir oksidantus, todėl CIP gali „stipriai atsitrenkti“ ir pašalinti užsispyrusias nešvarumus, kurių nepajėgia plauti atgal. Būtent šios laisvės trūksta polimerinėms membranoms.

3.4 Valymo formulės: Apdorokite užteršimo tipą

Valymas nėra „užpilkite kibirą chemikalų ir nuplaukite“-tai tikslingas apdorojimas. Neorganinės nuosėdos (kalcio ir magnio druskos) virsta rūgštimi; organinių medžiagų ir bioplėvelių išeiga į šarmą ir oksidatorių; kartais šarminis-tada-reikia rūgštinio arba etapinio valymo. Keraminės membranos pranašumas yra tas, kad ji toleruoja šiuos „stiprius vaistus“ esant plačiam pH diapazonui ir stipriai oksiduojančioms sąlygoms, nebijant, kad pats valymas ją sugadins. Sukurkite formulių biblioteką pagal užteršimo tipą ir į valdymo logiką įrašykite paleidimo sąlygas, o valymas iš „patirties“ pavirs „procedūra“.

4. Modulio formos ir sistemos integravimas

Nuo to, kaip „atrodo“ keraminė membrana, tiesiogiai priklauso, kaip sistema sukonstruota ir prižiūrima.

Vamzdinis / daugia{0}}kanalas: labiausiai paplitusi forma. Viename elemente yra keli kanalai; jūros vanduo skersai-teka jų viduje ir praeina pro membranos sienelę. Tvirtas, atsparus aukštam-slėgiui, tinkamas dideliam-drumstumui, didelės-kietosios koncentracijos jūros vandeniui ir lengvai valomas. Kompromisas- yra santykinai mažesnis pakavimo tankis tūrio vienetui.

Plokščias{0}}lapas: membrana pagaminta į plokščias plokštes, -kompaktiškas, turinčias didelį pakavimo tankį; pastaraisiais metais buvo naudojamas kelių{1}}pakopų apdorojimas į kompaktiškesnį veiksmą. Tinka augalams, -kurie yra riboti.

Panardintas: membrana panardinama į rezervuarą, gaminant vandenį siurbiant ir kontroliuojant užsiteršimą aeruojant. Tinka dideliems srautams su didesniais skendinčiaisiais; energija ir pėdsakas yra kompromisas-.

Modulių sujungimas-atsižvelgiant į mastelį, erdvę ir vandens kokybę-į vientisą „membranos stovas + siurbliai + atgalinio plovimo/valymo įrenginys + internetiniai instrumentai“ ir tada apsispręsti tarp civilinės-konstravimo ir konteinerių formų yra pagrindinis sistemos integravimo darbas.

5. Automatizavimas ir stebėjimas internetu

Ar keraminės membranos sistema gali veikti „nepilotuojamai“, priklauso nuo to, kaip gerai atlikta automatizacija. Šiuolaikinė integracija paprastai apima:

PLC automatinis atgalinio plovimo valdymas: suaktyvinamas dėl slėgio skirtumo, srauto ar laiko-atskirai arba kartu-be rankinio dėmesio.

Internetinis SDI / drumstumo stebėjimas: nuolat tikrinama, ar produkto vanduo lieka RO „komforto zonoje“, anksti užfiksuojant anomalijas.

Nuotolinis O&M valdymas: eksploatacinių duomenų perdavimas atgal nuotolinei diagnostikai ir išankstiniam įspėjimui, sumažinant apsilankymų vietoje skaičių.

Konteinerių integracija: viso rinkinio supakavimas į konteinerį, kad būtų galima greitai, perkeliamu dislokuoti, pritaikytą atviroje jūroje ir avarinėms situacijoms.

Automatika nėra skirta pasipuikavimui; jis paverčia keraminės membranos fizinį pranašumą-gilų, pakartojamą valymą-į stabilų, nuspėjamą veikimą. Tai ypač svarbu tokiam pašarui kaip jūros vanduo.

6. Kodėl dažnai pridedama inline koaguliacija: TEP ir lipni organika

Jūros vandenyje yra ypač „lipni“ medžiagų klasė-skaidrios egzopolimero dalelės (TEP) ir natūralios organinės medžiagos. Jų negalima perimti paprastu sijojimu; vietoj to jie lengvai sudaro lipnų sluoksnį ant membranos paviršiaus ir sulėtina srauto atsigavimą. Praktikojeinline koaguliacija(dozuojant nedidelį kiekį geležies arba aliuminio druskos) naudojamas joms flokuliuoti į didesnes daleles, kad keraminė membrana galėtų sulaikyti. Šis žingsnis nėra „lelijos paauksavimas“; tai yra raktas į „negrįžtamą užterštumą“ kiek įmanoma paversti „grįžtamu užsiteršimu“. Kadangi keraminė membrana toleruoja valymą, ji gali atlikti būtent tokį „sunkaus išankstinio apdorojimo + stipraus valymo“ derinį.

6.1 Koaguliatoriaus dozavimas: „Tiesiog teisingai“, o ne „Per daug“

Inline krešėjimas yra naudingas, tačiau dozę reikia riboti. Per mažai, o lipni organika niekada iki galo neplaukioja, bet kokiu atveju užteršdama membraną; per daug, o perteklinis flokas tampa papildoma užteršimo apkrova, didinant cheminių medžiagų sąnaudas ir dumblo kiekį. Praktikoje paprastai pirmiausia atliekamas stiklainio bandymas arba bandomasis bandymas, siekiant rasti langą, kuris „tiesiog flokuliuoja TEP ir organines medžiagas“, tada padidinamas iki tiesioginio dozavimo. Atsiminkite: krešėjimas yra pagalbininkas, o ne švinas; švinas visada yra stabilus keraminės membranos atmetimas ir valomumas.

Paveikslėlis: Keraminės membranos medžiagų šeima ir struktūra: aliuminio oksido atrama + cirkonio / titano{1}}atskyrimo sluoksnis + hidrofilinis paviršius, atitinkantis jo atsparumą korozijai, atsparumą užsiteršimui ir ilgą tarnavimo laiką jūros vandenyje (pavyzdžiui; galima pakeisti tikros medžiagos SEM vaizdu).

7. Metodinė santrauka

Proceso pusėje atminkite:pirmiausia atlikite vandens balansą, tada klasifikuokite vandens kokybę ir galiausiai apskaičiuokite atsipirkimo laikotarpį.

Vandens balansas: nustatykite įsiurbimo pajėgumą ir produkto{0}}vandens poreikį, tada dirbkite atgal, kad atitiktų keraminės membranos ir RO mastelį.

Vandens-kokybės klasifikacija: apibrėžkite lygį, iki kurio turi būti sumažintas SDI, drumstumas ir biomasė, siekiant apsaugoti RO, ir tuo pagrindu nustatykite keraminės membranos klasę (mikrofiltravimas arba ultrafiltravimas) ir išankstinį apdorojimą (ar reikalingas koaguliavimas).

Atsipirkimo skaičiavimas: atgalinio plovimo dažnis, CIP cheminės medžiagos ir prastovos nuostoliai į TCO.

Sistemos integravimekeraminės membranos jūros vandens filtravimuiTaihe Environmental Protection pabrėžia visą veikimo logiką „kryžminis-srautas + atbulinis plovimas + CIP + pasirenkamas vidinis koaguliavimas“ ir tvirtai pastato keraminę membraną prieš RO-teisingą padėtį-, kad visa jūros vandens gėlinimo linija būtų stabili ir ekonomiška. Tinkamos padėties pasirinkimas ir teisingas ritmas yra daug svarbesnis nei kankinimasis dėl „kurią membraną pirkti“.