Umkehrosmose-Wiederherstellungsrate

Abb.1, Die grundlegenden Phasen des Umkehrosmose-Prozessschemas und die interessanten Punkte für die Anwendung von Strategien zur Verbesserung der RO-Rückgewinnungsrate

Die Rückgewinnungsrate der Umkehrosmose wird hauptsächlich von der Qualität des Futters beeinflusst. Die Verunreinigungen sind normalerweise anorganische Salze und organische Stoffe, die 1) den osmotischen Druck erhöhen (π) und 2) die Membranen des Systems verschmutzen.

Nehmen wir es von Anfang an ein bisschen. Wasser kann nach dem Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS), das es enthält, in die folgenden Kategorien eingeteilt werden:

Je weniger TDS Sie haben, desto weniger Druck benötigen Sie, um das Wasser durch die Poren der RO-Membranen zu drücken. Aus diesem Grund kann BWRO eine Wiederherstellung von bis zu 70-97% erreichen (insbesondere bei neuen Systemkonfigurationen) und SWRO ist auf 35-45% begrenzt. Wenn Sie zu viel Druck auf die Membran ausüben, können 1) Übersättigungssalze ausfallen und 2) Membranen haben eine Berstdruckgrenze (85 bar), die nicht überwunden werden kann.

Die Anionen und Kationen, aus denen das TDS besteht, haben die Tendenz, auf der Oberfläche der Membranen Mineralablagerungen zu erzeugen. Dies geschieht aufgrund eines Phänomens, das als Konzentrationspolarisation bezeichnet wird und die Konzentration in der Nähe der Membranoberfläche auf ca. +20%, die zu Kristallbildung und damit zu Verkalkung führen können. Dies bewirkt,

• ↑ Differenzdruck (ΔP)
• ↓ Permeatfluss
  
• ↓ Permeatqualität
  

Die üblichen Verdächtigen sind schwerlösliche Salze wie CaCO3 (Kalkstein), CaSO4 (Gips) und wenn wir Oberflächenwasser haben, Barium, Strontium und Fluoride. Auch müssen wir schwerlösliche Verbindungen wie die Silica-Konzentration berücksichtigen.

Organische Stoffe bilden eine Schicht auf der Oberseite der Membranen (Biofilm), die die gleichen Auswirkungen wie Ablagerungen hat.

Einige Foulants können auch die Membran selbst physisch beschädigen und so ihre Leistung und Lebensdauer verringern.

Ablagerungen und Biofouling sind die Gründe, warum wir, bevor das Speisewasser die Membranen erreicht, eine Vorbehandlung anwenden, die sich von Fall zu Fall ändert, aber im Allgemeinen besteht sie aus Kartuschenfiltration, Adsorption, Filterung, pH-Einstellung und Antiscalant-Chemikalien.

Außerdem wenden wir chemische Reinigungen (CIPs) an, die so wenig wie möglich durchgeführt werden und von Fall zu Fall ausgelegt werden.

Um die Einschränkungen der Entsalzung zu überwinden, haben wir ein paar Tricks im Ärmel, die wie folgt kategorisiert werden können (Abb.1),

• Verbesserte Futtervorbehandlung
• Fortschrittliche Membrantechnologie
• Neue Flow-Konfigurationen
• Solebehandlungstechnologien

1) Verbesserte Futtervorbehandlung

Mit neuen Membrantechnologien können die problematischen Ionen, die Ablagerungen verursachen, aus dem Feed entfernt werden. Ein gutes Beispiel ist der Einsatz von NF-Membranen zum Schneiden der Bivalente (Ca2+, Mg2+, SO42-), die unseren Membranen sicherlich Probleme bereiten werden. Somit können wir eine bessere und mehr Permeat für unser System sicherstellen.

Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Antiscalants. Sie sind chemische Zusätze, die eine Zeitverzögerung zwischen dem Bikarbonat und der Bildung von Calcium-Magnesium erzeugen, damit das Wasser die Membran passieren kann, bevor es zu Kalkablagerungen kommt. Antiscalants sind relativ günstige Produkte und haben keine zusätzlichen Kosten.

2) Fortschrittliche Membrantechnologie

Neue Membranen mit verbesserter,

• Aktive Oberfläche
• Berstdruckgrenze
• Permeabilität
• Biofouling-Resistenz
• Spiralwickeldurchmesser

können die Effizienz des Systems steigern und Wasser schneller zurückgewinnen als ihre Vorgänger.

3) Neue Systemkonfigurationen

Die Industrie hat neue Systemkonfigurationen entwickelt, die es ermöglichen,

• Konzentrat-Rezirkulation
• Konzentratinszenierung
• Permeat Staging

4) Solebehandlungstechnologien

In den letzten Jahrzehnten wurden viele Anstrengungen unternommen, um dem RO-Konzentrat (Sole) so viel Wasser wie möglich zu entziehen, und es wurden viele Technologien entwickelt, die das System zu einem minimalen oder null Flüssigkeitsausstoß führen

Jede der letztgenannten Optimierungen kann dazu beitragen, das System zu optimieren und die Wasserrückgewinnungsrate zu erhöhen. Unsere Lenntech-Ingenieure können Ihnen die besten Lösungen anbieten, die für Ihren Fall geeignet sind, die Effizienz steigern und die Kosten senken. Rufen Sie uns an oder senden Sie uns eine E-Mail und wir helfen Ihnen gerne bei Ihrem Fall.