Эксплуатационные характеристики и методы технического обслуживания оборудования для получения очищенной воды методом обратного осмоса

1. Введение в оборудование для получения чистой воды методом обратного осмоса

Применение технологии мембранного разделения в оборудовании обратного осмоса позволяет эффективно удалять из воды заряженные ионы, неорганические вещества, коллоидные частицы, бактерии и органические соединения, что делает такое оборудование предпочтительным для подготовки воды высокой степени чистоты, опреснения слабосолёной воды и очистки сточных вод.

1. Состав системы оборудования

Система очистки воды методом обратного осмоса, как правило, включает систему предварительной обработки, установку обратного осмоса, систему последующей обработки, систему очистки и электрическую систему управления.

Система предварительной обработки, как правило, включает насосы подачи сырой воды, дозирующие устройства, фильтры из кварцевого песка, фильтры с активированным углём, прецизионные фильтры и т. п. Её основная функция — снижение индекса загрязнённости сырой воды и удаление таких примесей, как остаточный хлор, с целью обеспечения соответствия параметров входящей воды требованиям к работе обратного осмоса.

Устройство обратного осмоса в основном состоит из многоступенчатых высоконапорных насосов, элементов мембраны обратного осмоса, мембранных корпусов (напорных сосудов), кронштейнов и т. п. Основная функция устройства — удаление примесей из воды и приведение продукта очистки в соответствие с требованиями к его использованию.

Система послеочистки представляет собой конфигурацию, добавляемую в тех случаях, когда обратный осмос не способен обеспечить требуемые параметры сточных вод. В её состав, как правило, входят одно или несколько устройств, таких как анионитовая колонна, катионитовая колонна, смешанная ионообменная колонна, система стерилизации, ультрафильтрация и т. п.

Система очистки в основном состоит из резервуара для очистной воды, насоса для подачи очистной воды и фильтра тонкой очистки. Когда система обратного осмоса загрязняется и показатели очищенной воды не соответствуют требованиям, необходимо провести её очистку для восстановления эффективности.

Электрическая система управления используется для обеспечения нормальной эксплуатации всей системы обратного осмоса. В неё входят панель приборов, панель управления, различные электрические защитные устройства, электрический шкаф управления и т. д.

2. Конструктивные особенности

(1) Повышение давления воды позволяет осуществлять глубокую фильтрацию. Помимо обычных фильтров, оборудование для получения очищенной воды методом обратного осмоса включает также тонкие фильтры, фильтры с гранулированным активированным углём и фильтры с прессованным активированным углём. Тонкие фильтры обладают более высокой степенью фильтрации по сравнению с обычными фильтрами и эффективнее удаляют примеси из воды. Как известно, активированный уголь обладает отличными адсорбционными и фильтрующими свойствами в отношении запахов и примесей. В оборудовании для получения очищенной воды методом обратного осмоса используются два фильтра с активированным углём, что обеспечивает глубокую фильтрацию сырой воды и повышает эффективность работы оборудования. В то же время увеличение производительности фильтрации за счёт повышения давления воды также представляет собой инновацию.

(2) Основой оборудования для получения очищенной воды методом обратного осмоса является использование мембраны обратного осмоса. Мембрана обратного осмоса — это тип фильтрующей мембраны с чрезвычайно малым размером пор, которая позволяет осуществлять ультратонкую фильтрацию сырой воды и разделять её на воды с высокой и низкой концентрацией. Вода с более высокой концентрацией может быть рециркулирована и повторно использована, тогда как вода с низкой концентрацией представляет собой чистую воду, пригодную для использования человеком.

3. Основная технологическая схема

(1) Резервуар сырой воды

Хранение сырой воды для отстаивания крупных осадочных частиц и других выпадающих в осадок веществ. Одновременно сглаживание воздействия нестабильного давления воды в исходном водопроводе на систему водоочистки (например, реакций, обусловленных пониженным или повышенным давлением воды).

(2) Насос сырой воды

Постоянное давление водоснабжения в системе, стабильный расход воды.

(3) Мультимедийный фильтр

Основная цель использования фильтра с несколькими фильтрующими слоями — удаление из сырой воды таких веществ, как осадок, ржавчина, коллоидные вещества, взвешенные твёрдые частицы и другие частицы размером более 20 мкм. Для выполнения ряда операций, таких как обратная промывка и прямая промывка, может использоваться ручное управление клапанами или полностью автоматический контроллер. Это обеспечивает высокое качество воды, производимой оборудованием, и продлевает срок его службы.

(4) Фильтр с активированным углем

Система использует фильтр с активированным углём на основе скорлупы орехов, который способен не только адсорбировать ионы электролита, но и осуществлять ионообменную адсорбцию. Адсорбция на активированном угле также позволяет снизить потребление кислорода по перманганату калия (ХПК) с 15 мг/л (О2) до 2–7 мг/л (О2). Кроме того, благодаря эффекту адсорбции концентрация адсорбированных веществ, накапливающихся на поверхности, повышается, что выполняет каталитическую функцию: удаляются пигменты, запахи, значительное количество биохимически окисляемых органических соединений, снижается содержание остаточного хлора и пестицидных загрязнителей в воде, а также устраняются тригалогениды (THM) и другие загрязнители. В то же время оборудование оснащено системой самоподдержания и характеризуется низкими эксплуатационными расходами.

(5) Система ионного умягчения

Для растворения твёрдых веществ в концентрированном концентрате и экономного использования пресной воды установки обратного осмоса должны быть оснащены устройствами ионного умягчения или соответствующими ингибиторами отложений, чтобы предотвратить кристаллизацию и выпадение осадка на стороне концентрированного раствора — особенно в установке обратного осмоса, где концентрация превышает равновесную растворимость соответствующих соединений, что приводит к повреждению эксплуатационных характеристик мембранных элементов, а также к образованию SiO2 и кристаллизации сульфатов.

(6) Фильтр точности

Использование прецизионных фильтров для удаления взвешенных твёрдых частиц, непрямолинейных частиц, коллоидов и других веществ, оставшихся в входящем потоке, позволяет последующему оборудованию, например системе обратного осмоса, работать более безопасно и надёжно. Фильтрующий элемент представляет собой мельт-блаун-фильтр с пористостью 5 мкм, предназначенный для предотвращения пропуска примесей размером более 5 мкм через более высокоуровневый фильтрующий узел. Это исключает попадание таких примесей в установку обратного осмоса и повреждение поверхности мембраны, что, в свою очередь, снижает её опреснительную эффективность.

(7) Система обратного осмоса

Устройство обратного осмоса — это процесс, при котором под действием достаточного давления происходит разделение растворителя (обычно воды) в растворе с помощью мембраны обратного осмоса (или полупроницаемой мембраны); данный процесс называется «обратным осмосом», поскольку он направлен против естественного направления осмоса.

Метод обратного осмоса способен адаптироваться к различным видам сырой воды с высоким содержанием солей, особенно в проектах по очистке воды с повышенной солёностью, и позволяет добиться значительных технических и экономических преимуществ. Степень опреснения при использовании обратного осмоса повышается, коэффициент утилизации воды остаётся высоким, эксплуатация стабильна, занимаемая площадь небольшая, а управление простое. Оборудование для обратного осмоса не только удаляет соли, но и эффективно удаляет большинство бактерий, коллоидов и органических веществ высокой молекулярной массы.
Оборудование для обратного осмоса

2. Навыки технического обслуживания оборудования для получения очищенной воды методом обратного осмоса

1. Тщательно контролировать качество поступающей воды, чтобы обеспечить эксплуатацию установки в условиях качества воды, соответствующих требованиям к показателям входной воды. Несоответствие качества поступающей воды требованиям легко приводит к загрязнению и засорению мембраны обратного осмоса, что вызывает быстрый выход из строя расходных материалов и серьёзно ухудшает качество очищенной воды.

2. Общий расход воды на входе в систему обратного осмоса регулируется регулирующим клапаном подачи воды на входе в RO-установку. Если расход воды на входе в систему обратного осмоса не изменяется, не следует производить регулировку этого клапана; полностью открывать или полностью закрывать его строго запрещено. Регулирующий клапан отвода воды из RO-установки используется для настройки коэффициента утилизации системы. Если коэффициент утилизации не меняется, не следует вмешиваться в работу клапана регулирования концентрации и полностью открывать или полностью закрывать его.

3. Устройство не должно оставаться выключенным на длительное время и должно работать не менее 2 часов в сутки. Если предполагается его отключение на срок более 72 часов, необходимо использовать устройство для химической очистки, чтобы заполнить компоненты 1%-ным раствором гидросульфата натрия и 18%-ным глицерином в целях защиты.

4. После каждого отключения устройства обратного осмоса его следует промывать в течение 10 минут при давлении на входе воды 0,4 МПа.

5. Регулирование рабочего давления должно осуществляться с использованием максимально низкого значения давления при соблюдении требований к производительности и качеству воды, что способствует снижению деградации водного потока через мембрану и уменьшению частоты её замены.

6. Оператор должен ежечасно фиксировать эксплуатационные параметры, проверять степень использования оборудования для получения чистой воды и качество сточных вод.

Основное записанное содержание следующее:

(1) Входная вода:

Значение pH, электропроводность, давление, SDI, температура воды.

(2) Производство воды:

Проводимость, расход, значение pH;

(3) Концентрированная вода:

Расход, давление и входное давление каждой секции.

7. При срабатывании сигнала тревоги высокого и низкого давления в установке обратного осмоса прежде всего проверьте, не слишком ли малое открытие ручного клапана между фильтром безопасности и насосом высокого давления; затем проверьте исправность управляющего клапана подачи воды на установку обратного осмоса и клапана сброса концентрированного раствора; после этого нажмите кнопку сброса сигнала тревоги высокого и низкого давления для перезапуска оборудования по производству очищенной воды.

8. Регулирование температуры входной воды должно осуществляться с учётом фактического расхода воды, а в качестве температуры входной воды в данный период следует принимать критическое давление (значение давления, ниже которого скорость опреснения существенно снижается), что, однако, не позволяет обеспечить требуемые показатели производства и качества воды. Это позволяет уменьшить снижение пропускной способности мембраны.