Fonctionnement du système d’osmose inverse et traitement de l’encrassement de la membrane
La technologie d’osmose inverse utilise principalement la différence de pression des deux côtés de la membrane comme puissance pour réaliser la séparation et la filtration de la membrane. Il s’agit d’une technologie de séparation membranaire très avancée et efficace à économie d’énergie.
Principes fondamentaux et avantages de RO
La membrane d’osmose inverse est le composant central de la technologie d’osmose inverse. C’est une membrane semi-perméable artificielle avec certaines caractéristiques. Il est fait de matériaux polymères et simule des matériaux membranaires semi-perméables biologiques.
Le système d’osmose inverse, également connu sous le nom d’osmose inverse, est une opération de séparation membranaire qui utilise la différence de pression comme force motrice pour séparer les solvants des solutions aqueuses, et est un processus de filtrage des impuretés de l’eau. Parce qu’elle est opposée à la direction de l’infiltration naturelle, on l’appelle osmose inverse.
Le principe technique est d’appliquer une pression sur un côté de la membrane sous l’action d’une pression supérieure à la pression osmotique de la solution. Lorsque la pression dépasse sa pression osmotique, le solvant pénètre dans la direction opposée pour séparer ces substances de l’eau. Le solvant obtenu du côté basse pression de la membrane est appelé perméat ; La solution concentrée du côté haute pression est appelée concentré.
Si la technologie d’osmose inverse est utilisée pour traiter l’eau de mer, l’eau douce est obtenue du côté basse pression de la membrane et la saumure est obtenue du côté haute pression. La pression d’osmose inverse peut être utilisée pour atteindre l’objectif de séparation, d’extraction, de purification et de concentration. L’osmose inverse est une technologie de traitement de l’eau utilisant la séparation membranaire, qui appartient à la méthode physique de filtration à flux croisé. Ses avantages sont les suivants : · À température ambiante, en s’appuyant sur la pression de l’eau comme force motrice, le coût d’exploitation est faible;
· Pas de grande quantité de déchets acides et de rejets alcalins, pas de pollution de l’environnement;
· Le système est simple, facile à utiliser et hautement automatisé;
· Il a une grande plage d’adaptabilité à la qualité de l’eau brute, et la qualité de l’eau des effluents est stable;
· L’équipement occupe une petite surface et la charge de travail de maintenance est faible.
Procédé de base du traitement de l’eau osmosée
Tout d’abord, le processus de traitement en une seule étape. Une fois que le liquide est entré dans le module à membrane, l’eau pure et le liquide concentré sont aspirés. Comparé à d’autres procédés de traitement de l’eau par osmose inverse, le processus global de ce processus est plus pratique et facile à utiliser, mais il présente des limites élevées et ne peut pas répondre à des exigences de qualité de l’eau plus élevées.
Deuxièmement, le processus de traitement en plusieurs étapes en une seule étape. Basé sur le processus de traitement en une étape, le liquide est concentré en plusieurs étapes. Par rapport au processus de traitement en une étape, la complexité de ce processus est plus élevée, ce qui permet de répondre à des exigences de qualité de l’eau plus élevées et de réaliser le recyclage des ressources en eau.
Troisièmement, le processus de traitement en une étape en deux étapes. Dans le cas où il est difficile de satisfaire aux exigences réelles de qualité de l’eau en utilisant la méthode primaire, le procédé de traitement secondaire et le procédé de traitement en une étape peuvent être utilisés. Par rapport aux deux procédés de première étape ci-dessus, l’utilisation du procédé de traitement en une étape de deuxième étape peut prolonger la durée de vie de l’application de la membrane d’osmose inverse et ne nécessite pas trop de main-d’œuvre, et le coût de traitement correspondant est également réduit.
Application de l’osmose inverse dans le traitement de l’eau
Traitement avancé des eaux usées urbaines
Dans le traitement avancé de la pollution de l’eau urbaine, la technologie d’osmose inverse peutaugmenter le taux de récupération des eaux usées et est largement utilisé.
Il existe des différences dans les effets de traitement avancé de la pollution de l’eau produite par des membranes d’osmose inverse de différents matériaux. D’une manière générale, dans le traitement avancé de la pollution des eaux urbaines, après que les eaux usées domestiques des résidents urbains ont été traitées conformément à la norme, les exigences en matière de qualité de l’eau traitée sont plus élevées (comme l’eau recyclée). À l’heure actuelle,membrane de fibres creuses de triacétate de cellulose, un film composite d’alcool polyvinylique enroulé en spirale peut jouer un meilleur effet.
Par rapport aux membranes d’osmose inverse constituées d’autres matériaux, les membranes d’osmose inverse des deux matériaux ci-dessus ont un taux de rétention de100% pour les bactéries coliformes fécales, une chromaticité ne dépassant pas 1 degré et un perméat de 1 mg / L ~ 2 mg / L. Dans le même temps, les membranes d’osmose inverse de ces deux matériaux ont un flux d’eau plus élevé et une capacité anti-pollution plus forte.
Traitement des eaux usées industrielles
1) Traitement des ions de métaux lourds
L’application de la technologie de traitement de l’eau par osmose inverse au traitement des eaux usées industrielles a un très bon effet, ce qui est conforme au principe de conception global de l’économie industrielle et de la rationalité, et peut réduire la consommation d’énergie, les coûts d’exploitation et les difficultés d’exploitation et de gestion.
Le dispositif d’osmose inverse utilisé pour le traitement des eaux usées industrielles est généralement un tube de force interne ou un composant de type rouleau. La pression est généralement stable à environ 218MPa, et l’effet est excellent dans la récupération des ions de métaux lourds.Parmi eux, la pression de fonctionnement du dispositif d’osmose inverse basée sur des composants tubulaires à pression interne est stable à 217MPa. À l’heure actuelle, le taux de récupération du nickel est supérieur à 99% et le taux de séparation du nickel est de l’ordre de 97,12% ~ 97,17%.
2) Traitement des eaux usées huileuses
D’une manière générale, le pétrole dans les eaux usées huileuses existe principalement sous trois formes, y compris l’huile émulsionnée, l’huile dispersée et l’huile flottante. En comparaison, les méthodes de traitement de la dispersion du pétrole et du pétrole flottant sont relativement simples. Après avoir compté sur la séparation mécanique, la précipitation et l’adsorption sur charbon actif, la teneur en huile correspondante peut être considérablement réduite. Cependant, pour l’huile émulsionnée, elle contient de la matière organique, qui peut jouer le rôle de tensioactif, et l’huile existe généralement sous forme de particules de la taille d’un micron, elle a donc une stabilité extrêmement élevée et il est difficile de réaliser efficacement et rapidement la séparation eau-huile.
Avec le soutien de la technologie de traitement de l’eau par osmose inverse, la concentration et la séparation peuvent être obtenues sans détruire l’émulsion, puis le liquide concentré est incinéré et le perméat est recyclé ou rejeté.
À ce stade, dans le traitement des eaux usées huileuses, en raison de la prise en compte de l’effet final du traitement et de la qualité de l’effluent, la technologie de traitement de l’eau par osmose inverse est généralement utilisée en combinaison avec d’autres méthodes de traitement. Par exemple, le DEMUL-B1 auto-préparé est utilisé comme désémulsifiant pour désémulsionner les eaux usées de finition rotative H / W à haute concentration, puis l’échantillon d’eau désémulsionnée est traité avec la membrane d’osmose inverse SE d’OSMONICS. Les résultats montrent que le taux d’élimination de la DCO atteint 99,96% et que la teneur en huile est presque indétectable dans l’eau purifiée après traitement de « désémulsification-osmose inverse ».
Eau saumâtre dessalée
En cours de dessalement de l’eau saumâtre,En introduisant la technologie de traitement de l’eau par osmose inverse, il peut supprimer efficacement les ions salins inorganiques tels que les ions magnésium et les ions calcium contenus dans l’eau salée,et réaliser l’amélioration de la qualité de l’eau pure.
À ce stade, les exigences des gens pour la qualité de l’eau pure augmentent, et la méthode de traitement originale (ajout d’antitartre à l’eau salée) est difficile à répondre aux besoins réels des gens, et l’introduction de la technologie de traitement de l’eau par osmose inverse est un choix inévitable.
Dans l’opération de dessalement de l’eau saumâtre à l’aide de dispositifs d’osmose inverse,il est nécessaire de tester régulièrement l’indice SDI, de contrôler strictement le taux de récupération, de faire attention à la différence de pression entre les modules membranaires et de mesurer les variations de la production d’eau et du taux de dessalement en temps réel.En pratique, le taux de dessalement du dispositif d’osmose inverse est stable au-dessus de 96%, et la qualité de l’eau après dessalement répond à la norme d’eau potable domestique.
Comment faire face à l’encrassement de la membrane d’OI L’encrassement membranaire fait référence aux particules, aux particules colloïdales ou aux macromolécules de soluté dans le liquide d’alimentation en contact avec la membrane, qui est causé par des interactions physiques et chimiques avec la membrane ou la polarisation de concentration de sorte que la concentration de certains solutés sur la surface de la membrane dépasse sa solubilité et son action mécanique. L’adsorption et le dépôt à la surface de la membrane ou dans les pores de la membrane réduisent ou obstruent la taille des pores de la membrane, ce qui entraîne un phénomène de changement irréversible qui réduit considérablement le flux membranaire et les caractéristiques de séparation.
Contamination microbienne
1) Causes
L’encrassement microbien fait référence au phénomène que les micro-organismes accumulent sur l’interface membrane-eau, affectant ainsi les performances du système.
Ces micro-organismes utilisent la membrane d’osmose inverse comme support, dépendent des nutriments dans la section d’eau concentrée de l’osmose inverse pour se reproduire et se développer, et forment une couche de biofilm à la surface de la membrane d’osmose inverse, ce qui entraîne une augmentation rapide de la différence de pression entre l’eau d’entrée et de sortie du système d’osmose inverse. déclin rapide tout en contaminant l’eau du produit.
Le biofilm composé de micro-organismes peut directement (par l’action des enzymes) ou indirectement (par l’action du pH local ou du potentiel de réduction) dégrader les polymères membranaires ou d’autres composants de l’unité d’osmose inverse, ce qui raccourcit la durée de vie de la membrane, endommage l’intégrité de la structure de la membrane et même provoque une défaillance majeure du système.
2) Méthode de contrôle
La contamination biologique peut être contrôlée par une désinfection continue ou intermittente de l’eau de l’influent. Des dispositifs de stérilisation et de dosage devraient être installés pour l’eau brute recueillie à la surface et peu profonde sous terre, et des fongicides à base de chlore devraient être ajoutés. La posologie est généralement basée sur la teneur en chlore résiduel de l’influent > 1 mg/L.
Pollution chimique
1) Causes
La pollution chimique courante est le dépôt de tartre carbonaté dans l’élément membranaire, dont la plupart sont un mauvais fonctionnement, un système de dosage d’inhibiteur de tartre imparfait, une interruption du dosage de l’inhibiteur de tartre pendant le fonctionnement, etc. Si elle n’est pas découverte à temps, la pression de fonctionnement augmentera, la différence de pression augmentera et le taux de production d’eau diminuera en quelques jours. Si l’inhibiteur de tartre choisi ne correspond pas à la qualité de l’eau ou si le dosage est insuffisant, le phénomène d’entartrage de la membrane dans l’élément, l’encrassement léger dans l’élément membranaire peut restaurer sa fonction par un nettoyage chimique et, dans les cas graves, il entraînera également la mise au rebut de certains éléments de membrane gravement pollués.
2) Méthode de contrôle
Pour éviter l’encrassement des éléments de la membrane, sélectionnez d’abord l’antitartre par osmose inverse adapté à la qualité de l’eau de la source d’eau du système et déterminez la quantité de dosage optimale. Deuxièmement, renforcez la surveillance du système de dosage, portez une attention particulière aux changements subtils des paramètres de fonctionnement et découvrez à temps les raisons des anomalies. En outre, la plupart des raisons de la teneur élevée en Fe3+ dans l’eau sont causées par le système de canalisations. Par conséquent, les canalisations du système, y compris les canalisations de source d’eau, utilisent autant que possible des canalisations en plastique revêtues d’acier pour réduire la teneur en Fe3+.
Particules en suspension et pollution colloïdale
1) Causes
Les particules en suspension et les colloïdes sont les principales substances qui encrissent les membranes d’osmose inverse et sont également la principale cause de l’excès d’IDS (indice de densité des boues) des effluents.
En raison des différentes sources et régions d’eau, la composition des particules en suspension et des colloïdes est également très différente. En général, les principaux composants des eaux de surface non polluées et des eaux souterraines peu profondes sont : les bactéries, l’argile, le silicium colloïdal, les oxydes de fer, les produits à base d’acide humique et les floculants et coagulants artificiellement excessifs (tels que les sels de fer) dans le système de prétraitement, les sels d’aluminium, etc.) etc.
De plus,La combinaison de polymères chargés positivement dans l’eau brute et d’antitartres chargés négativement dans les systèmes d’osmose inverse pour former des précipités est également l’une des causes de ce type de pollution..
2) Méthode de contrôle
Lorsque la teneur en solides en suspension dans l’eau brute est supérieure à 70 mg/L, les méthodes de prétraitement deCoagulation, clarification et filtrationsont habituellement utilisés; lorsque la teneur en solides en suspension dans l’eau brute est inférieure à 70 mg/L, la méthode de prétraitement deCoagulation et filtrationest habituellement utilisé; Quand Filtration directeest habituellement utilisé.
De plus,La microfiltration ou ultrafiltration est une méthode efficace pour le traitement membranaire de la turbidité et de la matière organique non dissoute qui a émergé récemment. Il peut éliminer tous les solides en suspension, les bactéries, la plupart des colloïdes et les matières organiques non dissoutes. C’est un procédé de prétraitement idéal pour les systèmes d’osmose inverse. .
Précautions lors de l’utilisation de l’OI
Lors de l’application de la technologie d’osmose inverse dans le traitement de l’eau, la filtration nécessaire des eaux usées doit être effectuée. La filtration est la base de la technologie d’osmose inverse pour jouer un rôle. Le processus de filtration doit être strictement contrôlé pour empêcher les impuretés de pénétrer dans le système d’osmose inverse dans l’eau, de manière à protéger la membrane perméable et l’équipement, à augmenter le débit d’eau et à réduire le risque de corrosion.
Le dispositif d’osmose inverse doit être rincé régulièrement, en particulier pour nettoyer le tartre, maintenir les bonnes performances de la membrane semi-perméable et prolonger la durée de vie de l’appareil.
Lorsque le dispositif d’osmose inverse n’est pas utilisé, il sera affecté par les eaux usées de confinement, reproduisant ainsi des micro-organismes. Par conséquent, pendant la période d’arrêt de l’appareil, il doit être lavé et désinfecté, et la température pendant la période d’arrêt doit être bien réglée pour assurer la protection de la membrane d’osmose inverse.
Les opérateurs doivent respecter strictement les procédures d’exploitation et les spécifications d’exploitation, améliorer continuellement leur qualité professionnelle et vérifier soigneusement l’appareil avant son utilisation afin d’éviter d’endommager l’appareil en raison d’erreurs de l’opérateur, de s’assurer que l’appareil peut fonctionner normalement et d’effectuer les travaux de traitement des eaux usées en douceur.
