[WATER TREATMENT] RO Water System

REVERSE OSMOSIS คืออะไร

Reverse osmosis (RO) เป็นกระบวนการทำน้ำให้บริสุทธิ์ที่ใช้เมมเบรนที่ดูดซึมได้บางส่วนเพื่อกำจัดไอออนโมเลกุลที่ไม่ต้องการและอนุภาคขนาดใหญ่จากน้ำดื่ม ในการ Reverse Osmosis ความดันที่ใช้จะถูกนำมาใช้เพื่อเอาชนะแรงดันออสโมติกซึ่งเป็นคุณสมบัติการรวมตัวซึ่งขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างทางเคมีของตัวทำละลายซึ่งเป็นพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ Reverse Osmosis สามารถกำจัดสารเคมีที่ละลายและแขวนลอยหลายชนิดรวมถึงสารชีวภาพ (แบคทีเรียส่วนใหญ่) จากน้ำและใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมและการผลิตน้ำดื่ม ผลที่ได้คือตัวถูกละลายจะถูกเก็บไว้ที่ด้านแรงดันของเมมเบรนและตัวทำละลายบริสุทธิ์ได้รับอนุญาตให้ส่งผ่านไปยังอีกด้านหนึ่ง ในการเป็น “selective” เยื่อหุ้มนี้ไม่ควรปล่อยให้โมเลกุลหรือไอออนขนาดใหญ่ผ่านรูขุมขน (holes) แต่ควรอนุญาตให้ส่วนประกอบที่เล็กลงของสารละลาย (เช่นโมเลกุลของตัวทำละลายเช่น H2O) ผ่านได้อย่างอิสระ

ในกระบวนการ Osmosis ปกติตัวทำละลายจะย้ายจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายต่ำ (High water potential) ผ่านเมมเบรนไปยังพื้นที่ที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายสูง (low water potential) แรงผลักดันในการเคลื่อนที่ของตัวทำละลายคือการลดพลังงานอิสระของระบบเมื่อความเข้มข้นของตัวทำละลายทั้งสองด้านลดลงทำให้เกิดแรงดัน Osmotic เนื่องจากตัวทำละลายเคลื่อนเข้าสู่สารละลายที่เข้มข้นขึ้น การใช้แรงดันจากภายนอกเพื่อย้อนกลับการไหลตามธรรมชาติของตัวทำละลายบริสุทธิ์จึงเป็นการกลับ Osmosis กระบวนการนี้คล้ายกับการใช้งานเทคโนโลยีเมมเบรนอื่น ๆ

Reverse Osmosis นั้นแตกต่างจากการกรองซึ่งกลไกของการไหลของของเหลวนั้นเกิดจากการดูดซึมผ่านเยื่อหุ้ม กลไกเด่นการกำจัดในการกรอง membrane คือการรัดหรือการแยกขนาดที่รูเป็น 0.01 micrometers หรือใหญ่กว่าดังนั้นกระบวนการในทางทฤษฎีสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่สมบูรณ์แบบโดยไม่คำนึงถึงพารามิเตอร์เช่น ความดันและความเข้มข้นของ Solution’s Reverse Osmosis แทนการเกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายของตัวทำละลายใน Membrane ที่ไม่เป็นรูพรุนหรือใช้การกรองระดับนาโนด้วยรูพรุน 0.001 micrometers กลไกการกำจัดที่เด่นชัดนั้นมาจากความแตกต่างของความสามารถในการละลายหรือการแพร่และกระบวนการขึ้นอยู่กับความดันความเข้มข้นของตัวถูกละลายและเงื่อนไขอื่น ๆ Reverse Osmosis เป็นที่รู้จักกันมากที่สุดสำหรับการใช้ในการทำน้ำให้บริสุทธิ์จากน้ำทะเลการเอาเกลือและวัสดุอื่น ๆ ที่ปล่อยออกมาจากโมเลกุลของน้ำ

Reverse Osmosis ทำงานอย่างไร

Reverse Osmosis ทำงานโดยใช้ปั๊มแรงดันสูงเพื่อเพิ่มแรงดันในด้านเกลือของ RO และบังคับให้น้ำไหลผ่านเยื่อเมมเบรน RO แบบกึ่งซึมผ่านได้ทำให้เกลือละลายส่วนใหญ่เกือบทั้งหมด (ประมาณ 95% ถึง 99%) ของเกลือที่ละลายอยู่ในน้ำทิ้ง. ปริมาณของความดันที่ต้องการขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือของน้ำป้อน ยิ่งน้ำป้อนมีความเข้มข้นมากเท่าใดก็ยิ่งต้องใช้แรงดันมากขึ้นในการเอาชนะแรงดัน Osmotic

น้ำที่ผ่านการแยกเกลือออกจากน้ำที่ปราศจากแร่ธาตุหรือปราศจากไอออนเรียกว่า permeate (or product) กระแสน้ำที่มีสารปนเปื้อนเข้มข้นที่ไม่ผ่าน membrane RO เรียกว่า reject (or concentrate)

ในขณะที่น้ำป้อนเข้าสู่ RO membrane ภายใต้ความกดดัน (แรงดันมากพอที่จะเอาชนะแรงดัน osmotic) โมเลกุลของน้ำที่ผ่าน membrane ซึมเข้าไปได้ ส่วนเกลือและสารปนเปื้อนอื่น ๆ จะไม่ได้รับอนุญาตให้ผ่านและจะถูกปล่อยออกมาผ่านช่องทาง reject (also known as the concentrate or brine stream)ซึ่งจะไประบายน้ำออกหรือสามารถป้อนกลับเข้าไปในแหล่งน้ำป้อนในบางสถานการณ์เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ผ่านระบบ RO เพื่อประหยัดน้ำ

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าระบบ RO ใช้การกรองแบบไขว้มากกว่าการกรองแบบมาตรฐานที่เก็บสารปนเปื้อนภายในสื่อกรอง ด้วยการกรองแบบไขว้ การแก้ปัญหาจะผ่านตัวกรองหรือผ่านตัวกรองด้วยสองช่องทาง: น้ำที่ผ่านการกรองจะไปทางเดียวและน้ำที่ปนเปื้อนจะไปทางอื่น เพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของสิ่งปนเปื้อน การกรองแบบ cross flow ช่วยให้น้ำสามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนที่สะสมออกมาและยังช่วยให้เกิดความปั่นป่วนมากพอที่จะรักษาพื้นผิวของ membrane

Reverse Osmosis จะกำจัดสารปนเปื้อนอะไรบ้าง?

Reverse Osmosis สามารถกำจัดเกลือที่ละลายในน้ำ (ไอออน), อนุภาค, colloids, organics, bacteria and pyrogens ได้ถึง 99% + (แม้ว่าระบบ RO ไม่ควรพึ่งพาการกำจัดแบคทีเรียและไวรัส 100% ) RO membrane ปฏิเสธการปนเปื้อนตามขนาดและประจุ สารปนเปื้อนใด ๆ ที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 200 อาจถูกปฏิเสธโดยระบบ RO ที่ทำงานอย่างเหมาะสม (สำหรับการเปรียบเทียบโมเลกุลของน้ำมีเมกะวัตต์ 18) ยิ่งมีประจุไอออนิกของสิ่งปนเปื้อนมากเท่าใดก็ยิ่งมีโอกาสมากขึ้นที่จะไม่สามารถผ่าน RO membrane ได้ ตัวอย่างเช่น โซเดียมไอออนมีเพียงประจุเดียว (monovalent) และไม่ได้ถูกปฏิเสธโดยเมมเบรน RO เช่นเดียวกับแคลเซียมตัวอย่างซึ่งมีสองประจุ ในทำนองเดียวกันนี่คือเหตุผลที่ระบบ RO ไม่สามารถกำจัดก๊าซเช่น CO2 ได้เป็นอย่างดีเพราะพวกมันจะไม่แตกตัวเป็นไอออน (มีประจุ) สูงในขณะที่อยู่ในสารละลายและมีน้ำหนักโมเลกุลที่ต่ำมาก เนื่องจากระบบ RO ไม่ได้กำจัดก๊าซน้ำที่ผ่านการกรองจึงมีค่า pH ต่ำกว่าปกติเล็กน้อยขึ้นอยู่กับระดับ CO2 ในน้ำป้อนเนื่องจาก CO2 ถูกเปลี่ยนเป็นกรดคาร์บอนิก

Reverse Osmosis นั้นมีประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำกร่อย ผิวน้ำ และน้ำบาดาลสำหรับการใช้งานทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ตัวอย่างของอุตสาหกรรมที่ใช้น้ำ RO ได้แก่ pharmaceutical, boiler feed water, food and beverage, metal finishing and semiconductor manufacturing

Reverse Osmosis ประสิทธิภาพ & การคำนวณการออกแบบ

มีการคำนวณจำนวนหนึ่งที่ใช้ในการตัดสินประสิทธิภาพของระบบ RO และการพิจารณาการออกแบบ ระบบ RO มีเครื่องมือที่แสดงคุณภาพการไหลความดันและบางครั้งข้อมูลอื่น ๆ เช่นอุณหภูมิหรือชั่วโมงการทำงาน ในการวัดประสิทธิภาพของระบบ RO อย่างถูกต้องคุณต้องการพารามิเตอร์การทำงานต่อไปนี้อย่างน้อยที่สุด:

• Feed pressure
• Permeate pressure
• Concentrate pressure
• Feed conductivity
• Permeate conductivity
• Feed flow
• Permeate flow
• Temperature

SALT REJECTION %

สมการนี้ มันไม่ได้บอกคุณว่าแต่ละเมมเบรนแต่ละตัวมีประสิทธิภาพอย่างไร แต่เป็นการทำงานของระบบโดยรวมโดยเฉลี่ย ระบบ RO ที่ออกแบบมาอย่างดีพร้อมกับเยื่อ RO ที่ทำงานได้อย่างถูกต้องจะปฏิเสธ 95% ถึง 99% ของสารปนเปื้อนน้ำป้อนส่วนใหญ่ (ซึ่งมีขนาดและค่าใช้จ่ายที่แน่นอน) คุณสามารถกำหนดประสิทธิภาพของเมมเบรน RO ที่จะกำจัดสิ่งปนเปื้อนโดยใช้สมการต่อไปนี้:

ยิ่งการปฏิเสธเกลือยิ่งสูงประสิทธิภาพของระบบก็จะดีขึ้นเท่านั้น การปฏิเสธเกลือต่ำอาจหมายถึงว่าเยื่อจำเป็นต้องทำความสะอาดหรือเปลี่ยน

SALT PASSAGE %

นี่เป็นเพียงการผกผันของการปฏิเสธเกลือที่อธิบายไว้ในสมการก่อนหน้า นี่คือปริมาณของเกลือที่แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ที่ผ่านระบบ RO ยิ่งเกลือน้อยกว่ายิ่งระบบทำงานได้ดีเท่านั้น เส้นทางที่มีเกลือสูงอาจหมายถึงว่า membrane จำเป็นต้องทำความสะอาดหรือเปลี่ยนใหม่

RECOVERY %

Percent Recovery คือปริมาณน้ำที่ถูก ‘กู้คืน’ ซึ่งเป็นน้ำที่ซึมผ่านได้ดี วิธีคิดอีกวิธีหนึ่งของ Percent Recovery คือปริมาณน้ำที่ไม่ถูกส่งไปยังการระบายน้ำแบบ concentrate แต่จะถูกเก็บรวบรวมในรูปแบบน้ำซึมหรือน้ำจากผลิตภัณฑ์ % การกู้คืนที่สูงขึ้นหมายความว่าคุณกำลังส่งน้ำน้อยลงเพื่อให้มีสมาธิและประหยัดน้ำมากขึ้น อย่างไรก็ตามหากการกู้คืน% สูงเกินไปสำหรับการออกแบบ RO ก็สามารถนำไปสู่ปัญหาที่ใหญ่กว่าเนื่องจากการปรับขนาดและการเปรอะเปื้อน การกู้คืน% สำหรับระบบ RO นั้นถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของซอฟต์แวร์การออกแบบโดยคำนึงถึงปัจจัยต่าง ๆ เช่นเคมีน้ำป้อนและการบำบัดล่วงหน้า RO ก่อนระบบ RO ดังนั้นการกู้คืน% ที่เหมาะสมที่ RO ควรดำเนินการขึ้นอยู่กับสิ่งที่มันถูกออกแบบมาสำหรับ ด้วยการคำนวณ% Recovery คุณสามารถตรวจสอบได้อย่างรวดเร็วว่าระบบทำงานนอกการออกแบบที่ตั้งใจหรือไม่ การคำนวณสำหรับการกู้คืน% อยู่ด้านล่าง:

ตัวอย่างเช่นหากอัตราการฟื้นตัวเท่ากับ 75% นี่หมายความว่าสำหรับน้ำที่ป้อนเข้าสู่ระบบ RO ทุก ๆ 100 แกลลอนคุณจะได้รับการกู้คืน 75 แกลลอนเช่นเดียวกับการซึมผ่านของน้ำที่ใช้งานได้และ 25 แกลลอน ระบบ RO อุตสาหกรรมมักจะทำงานที่ใดก็ได้จากการกู้คืน 50% ถึง 85% ขึ้นอยู่กับลักษณะของน้ำป้อนและการพิจารณาการออกแบบอื่น ๆ

CONCENTRATION FACTOR

ปัจจัยความเข้มข้นมีความสัมพันธ์กับการกู้คืนระบบ RO และเป็นสมการที่สำคัญสำหรับการออกแบบระบบ RO ยิ่งคุณกู้คืนน้ำได้มากเท่าที่การซึมผ่าน (ยิ่งการกู้คืน% สูงขึ้น) ยิ่งเกลือและสารปนเปื้อนที่คุณเก็บสะสมในกระแสเข้มข้นยิ่งมากขึ้น สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ศักยภาพที่สูงขึ้นสำหรับการไต่ระดับบนพื้นผิวของ RO membrane เมื่อปัจจัยความเข้มข้นสูงเกินไปสำหรับการออกแบบระบบและองค์ประกอบของน้ำป้อน

แนวคิดไม่แตกต่างจากหม้อไอน้ำหรือหอระบายความร้อน ทั้งสองมีน้ำบริสุทธิ์ที่ออกจากระบบ (ไอน้ำ) และจบลงด้วยการทิ้งสารละลายเข้มข้นไว้ข้างหลัง เมื่อระดับความเข้มข้นเพิ่มขึ้นขีด จำกัด การละลายอาจเกินและตกตะกอนบนพื้นผิวของอุปกรณ์ตามขนาด

ตัวอย่างเช่น หาก feed flow ของคุณคือ 100 gpm และ permeate flow ของคุณคือ 75 gpm ดังนั้นการกู้คืนคือ (75/100) x 100 = 75% ในการค้นหาปัจจัยความเข้มข้นสูตรจะเป็น 1 ÷ (1–75%) = 4

concentration factor 4 หมายถึงน้ำที่ไหลเข้าสู่ concentrate stream มากกว่า feed water ถึง 4 เท่า หาก feed water ในตัวอย่างนี้คือ 500 ppm ดังนั้น concentrate streamจะเป็น 500 x 4 = 2,000 ppm

FLUX

ตัวอย่างเช่นคุณมีสิ่งต่อไปนี้:

ระบบ RO กำลังผลิต 75 แกลลอนต่อนาที (แกลลอนต่อนาที) ของ permeate คุณมี 3 RO และท่อแต่ละอันมี 6 RO membranes ดังนั้นคุณจึงมีทั้งหมด 3 x 6 = 18 เมมเบรน ประเภทของเมมเบรนที่คุณมีในระบบ RO คือ Dow Filmtec BW30–365 RO membrane ชนิดนี้ (หรือองค์ประกอบ) มีพื้นที่ผิว 365 ตารางฟุต

To find the flux (Gfd):

The flux is 16 Gfd.

ซึ่งหมายความว่ามีน้ำ 16 แกลลอนผ่านแต่ละตารางฟุตของ RO membrane แต่ละวัน จำนวนนี้อาจจะดีหรือไม่ดีขึ้นอยู่กับชนิดของคุณสมบัติทางเคมีของน้ำและการออกแบบระบบ ด้านล่างเป็นกฎทั่วไปสำหรับช่วงฟลักซ์สำหรับแหล่งน้ำที่แตกต่างกันและสามารถกำหนดได้ดีขึ้นด้วยความช่วยเหลือ โปรแกรมออกแบบ RO หากคุณใช้เยื่อหุ้มเซลล์ Dow Filmtec LE-440i RO ในตัวอย่างข้างต้นฟลักซ์จะเป็น 14 ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องคำนึงถึงชนิดของเมมเบรนที่ใช้และพยายามรักษาชนิดของเมมเบรนที่สอดคล้องกันตลอดทั้งระบบ .

MASS BALANCE

สมการ Mass Balance ใช้เพื่อช่วยในการกำหนดว่าการไหลและเครื่องมือวัดคุณภาพของคุณอ่านอย่างถูกต้องหรือต้องการการสอบเทียบ หากเครื่องมือของคุณอ่านไม่ถูกต้องแสดงว่าข้อมูลแนวโน้มประสิทธิภาพที่คุณกำลังรวบรวมนั้นไร้ประโยชน์ คุณจะต้องรวบรวมข้อมูลต่อไปนี้จากระบบ RO เพื่อทำการคำนวณยอดคงเหลือ:

1. Feed Flow (gpm)
2. Permeate Flow (gpm)
3. Concentrate Flow (gpm)
4. Feed Conductivity (µS)
5. Permeate Conductivity (µS)
6. Concentrate Conductivity (µS)

The mass balance equation is:

ความแตกต่างของ +/- 5% ก็โอเค ความแตกต่างของ +/- 5% ถึง 10% นั้นเพียงพอแล้ว ความแตกต่างที่มากกว่า +/- 10% นั้นไม่สามารถยอมรับได้และจำเป็นต้องทำการสอบเทียบเครื่องมือวัด RO เพื่อให้แน่ใจว่าคุณกำลังรวบรวมข้อมูลที่เป็นประโยชน์ ในตัวอย่างข้างต้นสมการ RO mass balance ตกลงนอกช่วงและต้องการความสนใจ

ทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างการส่งผ่านและระยะในระบบ Reverse Osmosis (RO)

The terms stage และ pass ข้อผิดพลาดมักเกิดขึ้นกับสิ่งเดียวกันในระบบ RO และอาจทำให้เกิดความสับสนกับคำศัพท์สำหรับ RO operator มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะเข้าใจความแตกต่างระหว่าง 1 และ 2 stage RO และ 1 และ 2 pass RO

ความแตกต่างระหว่าง 1 AND 2 STAGE RO SYSTEM

ในระบบ RO แบบ 1 stage feed water จะเข้าสู่ระบบ RO เป็นหนึ่งสตรีมและออกจาก RO เป็น concentrate และ permeate water.
ในระบบ 2 stage concentrate (หรือ reject) จาก stage แรก จากนั้นกลายเป็น feed water ไปยัง stage 2 น้ำที่ผ่านการกรองจะถูกรวบรวมจาก stage แรกรวมกับ permeate water ที่ผ่านจาก stage 2 ขั้นตอนเพิ่มเติมเพิ่มการ recovery จากระบบ

ARRAY

ในระบบ Reverse Osmosis อาร์เรย์จะอธิบายถึงการจัดเรียงทางกายภาพของภาชนะรับแรงดันในระบบ 2 stage ภาชนะรับความดันมี RO membrane (ปกติจาก 1 ถึง 6 RO membrane อยู่ในภาชนะรับความดัน) แต่ละขั้นตอนสามารถมีภาชนะรับความดันจำนวนหนึ่งที่มี RO membrane การปฏิเสธของแต่ละ stage นั้นจะกลายเป็นสตรีมฟีดสำหรับ stage ต่อเนื่องถัดไป ระบบ RO 2 stage ที่แสดงในหน้าก่อนหน้านี้คืออาเรย์ 2:1 ซึ่งหมายความว่า concentrate (or reject) ของ ท่อ 2 RO แรกจะถูกป้อนไปยังท่อ 1 ถัดไป

RO SYSTEM WITH CONCENTRATE RECYCLE

ด้วยระบบ RO ที่ไม่สามารถจัดฉากได้อย่างเหมาะสม และเคมีของน้ำป้อนช่วยให้สามารถตั้งค่าการรีไซเคิลแบบ concentrate ได้ซึ่งส่วนหนึ่งของการไหลของน้ำจะถูกป้อนกลับไปที่น้ำป้อนในระยะแรกเพื่อช่วยเพิ่มระบบ การฟื้นตัว

SINGLE PASS RO VS DOUBLE PASS RO

คิดว่า pass เป็นระบบ RO แบบสแตนด์อโลน เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ความแตกต่างระหว่างระบบ RO แบบ single pass และ double pass คือการที่ double pass RO permeate water ผ่านจาก pass ครั้งแรกจะกลายเป็นน้ำป้อนไปสู่ pass ที่สอง (หรือ RO ที่สอง) ซึ่งจบลงด้วยการผลิต คุณภาพ permeate water สูงขึ้นมากเพราะมันผ่านระบบ RO สองระบบ

นอกเหนือจากการผลิต permeate water ที่มีคุณภาพสูงขึ้นแล้วระบบ double pass ยังช่วยให้โอกาสในการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการซึมผ่านโดยการฉีดสารกัดกร่อนระหว่างครั้งแรกและครั้งที่สอง C02 เป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์เมื่อคุณมีเตียงแลกเปลี่ยนไอออนเรซินเตียงผสมหลังจาก RO ด้วยการเพิ่มสารกัดกร่อนหลังจากผ่านครั้งแรกคุณจะเพิ่มค่า pH ของ permeate water ครั้งแรกและแปลง C02 เป็นไบคาร์บอเนต (HCO3-) และคาร์บอเนต (CO3–2) สำหรับการคัดแยก RO membrane ที่ดีขึ้นในรอบที่สอง สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้ด้วยการผ่าน RO เพียงครั้งเดียวเนื่องจากการฉีดโซดาไฟและสร้างคาร์บอเนต (CO3–2) ในการที่มีตัวของไอออนบวกช่นแคลเซียมจะทำให้เกิดการปรับขนาดของเยื่อ RO

การปรับสภาพ RO

การปรับสภาพที่เหมาะสมโดยใช้การบำบัดเชิงกลและเชิงเคมีเป็นสิ่งสำคัญสำหรับระบบ RO เพื่อป้องกันการเกิดคราบสกปรก การปรับขนาดและการเสีย RO membrane ก่อนเวลาและค่าใช้จ่ายสูง ด้านล่างนี้เป็นบทสรุปของปัญหาทั่วไปที่ระบบ RO ประสบเนื่องจากขาดการปรับสภาพที่เหมาะสม

FOULING

การปนเปื้อนเกิดขึ้นเมื่อสารปนเปื้อนสะสมบนพื้นผิวเมมเบรนอุดได้อย่างมีประสิทธิภาพ มีสารปนเปื้อนจำนวนมากในน้ำป้อนเทศบาลซึ่งมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าและไม่เป็นอันตรายต่อการบริโภคของมนุษย์ แต่มีขนาดใหญ่พอที่จะทำให้ระบบ RO (หรือปลั๊ก) สกปรกได้อย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปการเปรอะเปื้อนจะเกิดขึ้นที่ส่วนหน้าของระบบ RO และส่งผลให้แรงดันตกคร่อมในระบบ RO และ permeate ต่ำ นี่แปลว่าเป็นต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้นและในที่สุดก็จำเป็นที่จะต้องทำความสะอาดหรือเปลี่ยน RO membrane การเหม็นจะเกิดขึ้นในที่สุดเนื่องจากขนาดรูพรุนของเยื่อ RO ที่มีขนาดเล็กมากไม่ว่าการปรับสภาพและกำหนดการทำความสะอาดของคุณจะมีประสิทธิภาพเพียงใด อย่างไรก็ตามโดยมีการปรับสภาพที่เหมาะสมคุณจะลดความจำเป็นในการแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเปรอะเปื้อนเป็นประจำ

การเปรอะเปื้อนอาจเกิดจากสิ่งต่อไปนี้:

1. อนุภาคฝุ่นหรือคอลลอยด์ (ดินโคลนตะกอนดิน ฯลฯ )
2. Organics (กรดฮิวมิก / กรดฟุลวิค ฯลฯ )
3. จุลินทรีย์ (แบคทีเรีย ฯลฯ ) แบคทีเรียมีปัญหาการเปรอะเปื้อนที่พบบ่อยที่สุดเนื่องจากเยื่อหุ้ม RO ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันไม่สามารถทนต่อสารฆ่าเชื้อเช่นคลอรีนและจุลินทรีย์เหล่านี้มักจะเจริญเติบโตและทวีคูณบนพื้นผิวเมมเบรน พวกมันอาจสร้างแผ่นชีวะที่ปกคลุมพื้นผิวเมมเบรนและทำให้เกิดการเปรอะเปื้อนอย่างหนัก
4. การพัฒนาสื่อตัวกรองต้นน้ำของหน่วย RO เตียงคาร์บอนของ GAC และเตียงนุ่มอาจมีการรั่วไหลของท่อระบายน้ำน้อยและหากมีการกรองหลังไม่เพียงพอในสถานที่สื่อสามารถทำให้ระบบ RO สกปรก

ด้วยการทดสอบการวิเคราะห์คุณสามารถตรวจสอบว่าน้ำป้อนที่ RO ของคุณมีศักยภาพสูงสำหรับการเปรอะเปื้อนหรือไม่ เพื่อป้องกันการเปรอะเปื้อนของระบบ RO จะใช้วิธีการกรองเชิงกล วิธีที่นิยมที่สุดในการป้องกันการเปรอะเปื้อนคือการใช้ตัวกรองมัลติมีเดีย (MMF) หรือตัวกรองขนาดเล็ก (MF) ในบางกรณีการกรองตลับหมึกจะเพียงพอ

SCALING

เมื่อสารประกอบที่ละลาย (อนินทรีย์) มีความเข้มข้นมากขึ้น (อย่าลืมอภิปรายเกี่ยวกับปัจจัยความเข้มข้น) ดังนั้นการปรับสเกลสามารถเกิดขึ้นได้หากสารประกอบเหล่านี้มีค่าเกินความสามารถในการละลายและตกตะกอนบนพื้นผิวเมมเบรน ผลลัพธ์ของการปรับสเกลคือแรงดันตกคร่อมที่สูงขึ้นทั่วทั้งระบบทางเดินของเกลือที่สูงขึ้น (การปฏิเสธเกลือน้อย) การไหลซึมผ่านต่ำและคุณภาพน้ำซึมผ่านที่ต่ำกว่า ตัวอย่างของสเกลทั่วไปที่มีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นบนเยื่อ RO คือแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3)

CHEMICAL ATTACK

เมมเบรนคอมโพสิตฟิล์มแบบบางที่ทันสมัยไม่สามารถทนต่อคลอรีนหรือคลอรีนได้ ออกซิไดเซอร์เช่นคลอรีนจะ ‘เผา’ รูในรูขุมขนของพังผืดและอาจทำให้เกิดความเสียหายที่แก้ไขไม่ได้ ผลของการโจมตีทางเคมีบนเยื่อ RO คือการไหลซึมผ่านที่สูงขึ้นและการผ่านเกลือที่สูงขึ้น (น้ำซึมผ่านที่มีคุณภาพต่ำกว่า) นี่คือสาเหตุที่การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์บนเยื่อ RO มีแนวโน้มที่จะทำให้เยื่อ RO ที่เป็นอันตรายนั้นเกิดขึ้นได้ง่ายเนื่องจากไม่มีสารชีวภาพเพื่อป้องกันการเจริญเติบโต

MECHANICAL DAMAGE

ส่วนหนึ่งของแผนการปรับสภาพควรเป็นก่อนและโพสต์ประปาระบบ RO และการควบคุม หาก ‘เริ่มต้นอย่างหนัก’ เกิดความเสียหายทางกลไกต่อเยื่อบุสามารถเกิดขึ้นได้ ในทำนองเดียวกันหากมีแรงดันย้อนกลับมากเกินไปในระบบ RO ความเสียหายเชิงกลต่อเยื่อ RO ก็สามารถเกิดขึ้นได้เช่นกัน สิ่งเหล่านี้สามารถแก้ไขได้โดยใช้มอเตอร์ไดรฟ์ความถี่ตัวแปรเพื่อเริ่มปั๊มแรงดันสูงสำหรับระบบ RO และโดยการติดตั้งวาล์วตรวจสอบและ / หรือวาล์วระบายแรงดันเพื่อป้องกันแรงดันย้อนกลับที่มากเกินไปบนยูนิต RO ที่อาจทำให้เกิดพังถาวร

Pretreatment Solutions

ด้านล่างนี้เป็นโซลูชันการปรับสภาพสำหรับระบบ RO ที่สามารถช่วยลดการเปรอะเปื้อนการปรับขนาดและการโจมตีทางเคมี

MULTI MEDIA FILTRATION (MMF)

Multi-Media Filter ใช้เพื่อช่วยป้องกันการเปรอะเปื้อนของระบบ RO โดยทั่วไปตัวกรองมัลติมีเดียประกอบด้วยสื่อสามชั้นประกอบด้วยถ่านหินแอนทราไซต์ทรายและโกเมนพร้อมชั้นกรวดที่รองรับที่ด้านล่าง สิ่งเหล่านี้เป็นสื่อกลางของการเลือกเพราะความแตกต่างของขนาดและความหนาแน่น ถ่านหินแอนทราไซท์ขนาดใหญ่ (แต่เบากว่า) จะอยู่ด้านบนและโกเมนที่หนักกว่า (แต่เล็กกว่า) จะยังคงอยู่ที่ด้านล่าง การจัดเรียงตัวกรองช่วยให้สามารถกำจัดสิ่งสกปรกที่ใหญ่ที่สุดใกล้กับด้านบนของเตียงสื่อที่มีสิ่งสกปรกขนาดเล็กถูกเก็บไว้ลึกและลึกลงไปในสื่อ สิ่งนี้ช่วยให้เตียงทั้งหมดทำหน้าที่เป็นตัวกรองช่วยให้สามารถกรองเวลาทำงานนานขึ้นระหว่างการล้างย้อนและการกำจัดอนุภาคที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ตัวกรองมัลติมีเดียที่ดำเนินการอย่างดีสามารถกำจัดฝุ่นละอองได้ถึง 15–20 ไมครอน Multi-Media Filter ที่ใช้การเพิ่มการตกตะกอน (ซึ่งทำให้อนุภาคขนาดเล็กเข้าด้วยกันเพื่อรวมตัวเป็นอนุภาคที่มีขนาดใหญ่พอที่จะถูกกรอง) สามารถกำจัดฝุ่นละอองได้ถึง 5–10 ไมครอน ในการมองสิ่งนี้ความกว้างของเส้นผมมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 50 ไมครอน

แนะนำให้ใช้ตัวกรองหลายสื่อเมื่อค่าดัชนีความหนาแน่น Silt (SDI) มากกว่า 3 หรือเมื่อความขุ่นมากกว่า 0.2 NTU ไม่มีกฎที่แน่นอน แต่ควรปฏิบัติตามแนวทางข้างต้นเพื่อป้องกันการเกิดคราบสกปรกของเยื่อ RO

สิ่งสำคัญคือต้องมีตัวกรองคาร์ทริดจ์ 5 ไมครอนวางไว้หลังหน่วย MMF โดยตรงในกรณีที่ท่อระบายน้ำใต้ MMF ล้มเหลว สิ่งนี้จะป้องกันไม่ให้สื่อ MMF สร้างความเสียหายกับปั๊มแบบดาวน์สตรีมและทำให้ระบบ RO เปรอะเปื้อน

MICROFILTRATION (MF)

เครื่องกรองขนาดเล็ก (MF) มีประสิทธิภาพในการกำจัดคอลลอยด์และแบคทีเรียและมีขนาดรูพรุนเพียง 0.1–10µm การกรองขนาดเล็กมีประโยชน์ในการลดโอกาสการเกิดคราบสกปรกสำหรับหน่วย RO การกำหนดค่าเมมเบรนอาจแตกต่างกันระหว่างผู้ผลิต แต่ประเภท “เส้นใยกลวง” เป็นที่ใช้กันมากที่สุด โดยทั่วไปแล้วน้ำจะถูกสูบจากด้านนอกของเส้นใยและน้ำสะอาดจะถูกเก็บรวบรวมจากด้านในของเส้นใย เมมเบรนไส้กรองขนาดเล็กที่ใช้ในการใช้งานน้ำดื่มมักจะทำงานในการไหล “สิ้นตาย” ในการไหลเวียนของเดดเดนน้ำทั้งหมดที่ป้อนสู่เมมเบรนจะถูกกรองผ่านเมมเบรน เค้กกรองที่ต้องย้อนกลับเป็นระยะจากพื้นผิวเมมเบรน โดยปกติอัตราการฟื้นตัวจะมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของแหล่งน้ำป้อนซึ่งมีคุณภาพค่อนข้างสูงและมีความขุ่นต่ำ

ANTISCALANTS AND SCALE INHIBITORS

สารต้านอนุมูลอิสระและสารยับยั้งการเกิดตะกรันตามชื่อของพวกเขาคือสารเคมีที่สามารถเติมลงในน้ำป้อนก่อนหน่วย RO เพื่อช่วยลดโอกาสในการขยายขนาดของน้ำป้อน Antiscalants และ Scale inhibitors ช่วยเพิ่มขีด จำกัด ในการละลายของสารประกอบอนินทรีย์ที่มีปัญหา ด้วยการเพิ่มขีด จำกัด ในการละลายคุณสามารถที่จะมีสมาธิของเกลือได้ดีกว่าที่อื่นเป็นไปได้ดังนั้นจึงบรรลุอัตราการฟื้นตัวที่สูงขึ้นและทำงานด้วยปัจจัยความเข้มข้นที่สูงขึ้น สารต้านอนุมูลอิสระและสารยับยั้งตะกรันทำงานโดยรบกวนการก่อตัวของขนาดและการเติบโตของผลึก ทางเลือกของตัวยับยั้ง antiscalant หรือ scale ที่จะใช้และปริมาณที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับเคมีของน้ำป้อนและการออกแบบระบบ RO

SOFTENING BY ION EXCHANGE

น้ำยาปรับน้ำสามารถใช้เพื่อช่วยป้องกันการปรับขนาดในระบบ RO โดยการแลกเปลี่ยนไอออนที่เกิดขึ้นในระดับที่มีไอออนที่ไม่ได้เป็นขนาด เช่นเดียวกับหน่วย MMF สิ่งสำคัญคือต้องมีตัวกรองคาร์ทริดจ์ 5 ไมครอนวางไว้หลังน้ำกระด้างในกรณีที่ท่อระบายน้ำใต้น้ำยาปรับไม่ทำงาน

SODIUM BISULFITE (SBS) INJECTION

โดยการเพิ่มโซเดียมไบซัลไฟต์ (SBS หรือ SMBS) ซึ่งเป็นตัวลดลงในน้ำก่อน RO ในขนาดที่เหมาะสมคุณสามารถกำจัดคลอรีนตกค้าง

GRANULAR ACTIVATED CARBON (GAC)

GAC ใช้สำหรับการกำจัดองค์ประกอบอินทรีย์และสารฆ่าเชื้อที่ตกค้าง (เช่นคลอรีนและคลอรีน) จากน้ำ สื่อ GAC ทำจากถ่านหินเปลือกหรือไม้ ถ่านกัมมันต์จะกำจัดคลอรีนตกค้างและคลอรีนโดยปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากพื้นผิวของ GAC ไปยังคลอรีนตกค้างหรือคลอรีน คลอรีนหรือคลอรีนจะกลายเป็นไอออนคลอไรด์ที่ไม่มีตัวออกซิไดซ์อีกต่อไป

ข้อเสียของการใช้ GAC ก่อนหน่วย RO คือ GAC จะลบคลอรีนอย่างรวดเร็วที่ส่วนบนสุดของฐาน GAC สิ่งนี้จะทำให้ส่วนที่เหลืออยู่ของฐาน GAC ปราศจากไบโอไซด์เพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ ฐาน GAC จะดูดซับสารอินทรีย์ทั่วทั้งเตียงซึ่งเป็นอาหารที่มีศักยภาพสำหรับแบคทีเรียดังนั้นในที่สุดฐาน GAC จะกลายเป็นแหล่งเพาะพันธุ์สำหรับการเจริญเติบโตของแบคทีเรียซึ่งสามารถผ่านไปยังเยื่อ RO ได้อย่างง่ายดาย ในทำนองเดียวกันฐานของ GAC สามารถผลิตค่าปรับคาร์บอนน้อยมากภายใต้สถานการณ์บางอย่างที่มีศักยภาพในการทำผิดกฎหมาย RO

RO แนวโน้มของข้อมูลและการทำให้เป็นมาตรฐาน

เยื่อ RO เป็นหัวใจของระบบ RO และต้องมีการรวบรวมจุดข้อมูลบางอย่างเพื่อตรวจสอบสุขภาพของเยื่อ RO จุดข้อมูลเหล่านี้รวมถึงแรงกดดันระบบกระแสคุณภาพและอุณหภูมิ อุณหภูมิของน้ำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความดัน เมื่ออุณหภูมิของน้ำลดลงจะมีความหนืดมากขึ้นและ RO จะซึมผ่านลงเนื่องจากต้องใช้แรงดันมากขึ้นในการผลักน้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ในทำนองเดียวกันเมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้นการไหล RO จะเพิ่มขึ้น ดังนั้นข้อมูลประสิทธิภาพสำหรับระบบ RO จะต้องเป็นมาตรฐานเพื่อให้การแปรผันของการไหลนั้นไม่ถูกตีความว่าผิดปกติเมื่อไม่มีปัญหา ควรคำนวณการไหลของกระแสความกดดันและการปฏิเสธเกลือกราฟและเปรียบเทียบกับข้อมูลพื้นฐาน (เมื่อ RO ได้รับมอบหมายหรือหลังจากที่ทำความสะอาดหรือเปลี่ยนเมมเบรนแล้ว) เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาใด ๆ และพิจารณาว่าเมื่อใดที่จะทำความสะอาดหรือตรวจสอบ ความเสียหาย การทำให้ข้อมูลเป็นมาตรฐานช่วยแสดงประสิทธิภาพที่แท้จริงของเยื่อหุ้ม RO ตามกฎทั่วไปเมื่อการเปลี่ยนแปลงปกติคือ +/- 15% จากข้อมูลพื้นฐานคุณต้องดำเนินการ หากคุณไม่ปฏิบัติตามกฎนี้การทำความสะอาดเมมเบรน RO อาจไม่มีประสิทธิภาพมากนักในการทำให้เยื่อหุ้มกลับคืนสู่ประสิทธิภาพใหม่

การทำความสะอาดเมมเบรน RO

เยื่อ RO จะต้องมีการทำความสะอาดเป็นระยะอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ทุก 1 ถึง 4 ครั้งต่อปีขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำฟีด ตามกฎทั่วไปหากความดันลดลงปกติหรือเส้นทางเกลือปกติเพิ่มขึ้น 15% แล้วมันเป็นเวลาที่จะทำความสะอาดเยื่อ RO หากการไหลซึมผ่านปกติลดลง 15% ก็ถึงเวลาที่จะทำความสะอาดเยื่อหุ้ม RO คุณสามารถล้างเยื่อ RO ในสถานที่หรือลบออกจากระบบ RO และทำความสะอาดนอกสถานที่โดย บริษัท ผู้ให้บริการที่เชี่ยวชาญในบริการนี้ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าการทำความสะอาดเมมเบรนนอกสถานที่นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าในการทำความสะอาดที่ดีกว่าการทำความสะอาดในสถานที่

การทำความสะอาดเมมเบรน RO เกี่ยวข้องกับน้ำยาทำความสะอาดพีเอชต่ำและสูงเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากเมมเบรน การปรับสเกลนั้นใช้น้ำยาทำความสะอาด pH และสารอินทรีย์ต่ำน้ำยาคอลลอยด์และไบโอฟูลนั้นได้รับการทำความสะอาดด้วยค่า pH ที่สูง การทำความสะอาดเยื่อหุ้ม RO ไม่เพียงเกี่ยวกับการใช้สารเคมีที่เหมาะสมเท่านั้น มีปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่เกี่ยวข้องเช่นการไหลอุณหภูมิของน้ำและคุณภาพการออกแบบและขนาดของแผ่นทำความสะอาดที่เหมาะสมและปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมายที่กลุ่มบริการที่มีประสบการณ์จะต้องจัดการเพื่อทำความสะอาดเยื่อ RO

สรุป

Reverse Osmosis เป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและผ่านการพิสูจน์แล้วในการผลิตน้ำที่เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมจำนวนมากที่ต้องการน้ำปราศจากแร่ธาตุหรือน้ำปราศจากไอออน การโพสต์การรักษาเพิ่มเติมหลังจากระบบ RO เช่นการกำจัดไอออนเตียงแบบผสมสามารถเพิ่มคุณภาพของการซึมผ่านของ RO และทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการมากที่สุด การปรับสภาพและตรวจสอบระบบ RO อย่างเหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการซ่อมแซมที่มีราคาแพงและการบำรุงรักษาที่ไม่ได้กำหนดไว้ล่วงหน้า ด้วยการออกแบบระบบที่ถูกต้องโปรแกรมการบำรุงรักษาและการสนับสนุนการบริการที่มีประสบการณ์ระบบ RO ของคุณควรให้น้ำบริสุทธิ์สูงหลายปี