Omgekeerde osmose (RO) is een van de meest geavanceerde en effectieve waterbehandelingsprocessen. Het wordt wereldwijd gebruikt in verschillende industrieën, waaronder de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de chemische industrie, elektronicaproductie en energieopwekking. Met het vermogen om tot 99% van de opgeloste vaste stoffen en onzuiverheden te verwijderen, biedt omgekeerde osmose een nauwkeurige controle over de waterkwaliteit. Dit artikel geeft een gedetailleerde kijk op de technische principes, toepassingen en uitdagingen van omgekeerde osmose.
Inhoudsopgave
Technische basisbeginselen
Principe van omgekeerde osmose
Omgekeerde osmose is gebaseerd op het fysische principe van osmose. Osmose beschrijft de stroom van water door een semi-permeabel membraan van een gebied met een lage concentratie opgeloste stoffen naar een gebied met een hoge concentratie. Bij omgekeerde osmose wordt dit proces omgekeerd door druk uit te oefenen. Het water wordt door het membraan geperst, terwijl opgeloste stoffen en onzuiverheden worden tegengehouden.
Foto: Ons ALMA OSMO Process concentraatsysteem voor omgekeerde osmose, geïnstalleerd in de container van de technische ruimte van ALMA Modul.
Membranen en hun eigenschappen
Het membraan is de kern van een omgekeerd osmosesysteem. De volgende membraantypes worden meestal gebruikt:
Dunne-film composiet membranen (TFC): gemaakt van polyamide, bieden een hoge chemische weerstand en een uitstekende zoutretentie.
Celluloseacetaatmembranen: Minder bestand tegen chemicaliën, maar kosteneffectiever.
Eigenschappen van moderne omgekeerde osmosemembranen:
Poriegrootte in het nanometerbereik (0,1 nm tot 0,5 nm).
Hoge zoutretentie (> 99 %).
Bestand tegen hoge druk (tot 70 bar voor zeewaterontzilting).
Onderdelen van een omgekeerd osmose systeem
Voorbehandeling: Bescherming van de membranen tegen aangroei en kalkaanslag:
Dosering van antiscalants om calcium- of sulfaatafzetting te voorkomen.
pH-aanpassing.
Hogedrukpompen: genereren de nodige druk om de osmotische druk te overwinnen.
RO-membraanmodules: Bevatten de membranen waardoor het water wordt gefilterd.
Permeaat- en concentraatstromen: Gezuiverd water wordt permeaat genoemd, terwijl het concentraat de vastgehouden stoffen bevat.
Regel- en bewakingssystemen: maken regeling van druk, debiet, zoutretentie en andere bedrijfsparameters mogelijk.
Foto: Ons omgekeerde osmosesysteem voor de behandeling van afvalwater voor intern hergebruik (Water-ReUse)
Toepassingen van omgekeerde osmose
1. behandeling van industrieel proceswater
Omgekeerde osmose wordt vaak gebruikt om zeer zuiver water te leveren voor industriële processen. Voorbeelden:
Elektronica-industrie: productie van ultrazuiver water voor de productie van halfgeleiders.
Voedingsmiddelen- en drankenindustrie: demineralisatie van water voor de productie van dranken.
2. ontzilting van zeewater
In regio's waar water schaars is, is omgekeerde osmose een kombinatietechnologie om drinkwater uit zeewater te produceren. Deze systemen werken met een werkdruk tot 70 bar om het hoge zoutgehalte aan te kunnen.
3. behandeling van ketelvoedingswater
Omgekeerde osmose wordt gebruikt om gedemineraliseerd water te produceren voor stoomketels om kalkaanslag en corrosie te verminderen.
4. hergebruik en recirculatie van water
Met omgekeerde osmose kan afvalwater worden hergebruikt in gesloten circuits, wat vooral belangrijk is in de chemische, metaalverwerkende en voedingsindustrie.
Waterrecycling met omgekeerde osmose:
Bij waterrecycling wordt afvalwater uit industriële processen behandeld door omgekeerde osmosesystemen om het terug te voeren in de kringloop. Typische toepassingen en voordelen zijn onder andere:
Vermindering van zoetwateronttrekking: Natuurlijke waterbronnen worden gespaard door gezuiverd water te recyclen.
Kostenbesparingen: Het hergebruik van proceswater verlaagt de uitgaven voor de aankoop van water en de afvoer van afvalwater.
Duurzaamheid verbeteren: recycling vermindert de ecologische voetafdruk van industriële bedrijven.
Typische uitdagingen bij waterrecycling:
Hoge organische belasting (TOC, COD): Deze parameters vereisen vaak extra voorbehandeling zoals biofiltratie of precipitatie.
Zoutophoping: Herhaaldelijk recyclen kan leiden tot een verhoogde zoutconcentratie, die onder controle moet worden gehouden.
Scaling en vervuiling: Afvalwater bevat vaak opgeloste vaste stoffen en micro-organismen die membranen kunnen vervuilen.
Oplossingen voor succesvolle waterrecycling:
Meerfasige voorbehandeling: Gebruik van filtratie, actieve kool en chemische toevoegingen om het inlaatwater te conditioneren.
Concentraatbeheer: Integratie van geconcentreerde omgekeerde osmose of verdampingstechnologieën om afvalstromen te minimaliseren.
Geautomatiseerde regelsystemen: Continue bewaking en aanpassing van bedrijfsparameters om stabiele prestaties te garanderen.
Afbeelding: Ons omgekeerde osmose systeem voor de productie van demiwater, inclusief onthardingssysteem
Uitdagingen in de praktijk
1. aanslag en vervuiling
Scaling wordt veroorzaakt door het neerslaan van slecht oplosbare zouten zoals calciumcarbonaat of bariumsulfaat. Vervuiling wordt veroorzaakt door organische stoffen, biofilms of deeltjes. Voorbehandelingsmaatregelen en het gebruik van antiscalants zijn essentieel om deze problemen tot een minimum te beperken.
2. energievraag
De werking van een omgekeerd osmosesysteem vereist veel energie, vooral bij het ontzilten van zeewater. Vooruitgang op het gebied van energieterugwinning, zoals het gebruik van drukwisselaars (ERD), heeft het energieverbruik echter aanzienlijk verminderd.
3. gebruik van chemicaliën
Extra chemicaliën voor voorbehandeling en reiniging kunnen de bedrijfskosten verhogen. Een geoptimaliseerde besturing kan het gebruik van chemicaliën minimaliseren.
4. afvoer van concentraat
Het concentraat bevat hoge concentraties zouten en onzuiverheden, waarvan de milieuvriendelijke verwijdering een uitdaging vormt.
Conclusie
Omgekeerde osmose is een onmisbare technologie in de moderne waterbehandeling. Het biedt een flexibele en efficiënte oplossing voor een breed scala aan toepassingen, van ontzilting van zeewater tot de behandeling van proceswater. Ondanks technische uitdagingen zoals kalkafzetting, energievereisten en concentraatverwijdering, bieden voortdurende innovaties en optimalisaties nieuwe mogelijkheden om deze technologie nog efficiënter en duurzamer te maken.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
