Odwrócona osmoza etapowa z permeatem (PSRO) to wyspecjalizowana wersja klasycznego systemu odwróconej osmozy, której celem jest maksymalizacja odzysku wody i optymalizacja zużycia energii. Proces ten jest wykorzystywany głównie w zastosowaniach przemysłowych, takich jak odsalanie wody morskiej, oczyszczanie ścieków i uzdatnianie wody procesowej. W tym artykule szczegółowo opisano podstawy techniczne, konstrukcję, zalety, wyzwania i rozwiązania odwróconej osmozy z etapem permeacji.

Podstawy techniczne

Zasada działania odwróconej osmozy z etapem permeacji

W przeciwieństwie do klasycznej odwróconej osmozy, odwrócona osmoza z etapem permeatu wykorzystuje permeat z pierwszego etapu odwróconej osmozy jako wodę zasilającą dla drugiego etapu. Pozwala to na dalszą poprawę jakości wody w permeacie lub dostosowanie jej do określonych wymagań. Ten etap umożliwia:

  • Wyższa czystość: Dzięki ponownemu filtrowaniu permeatu pozostałości rozpuszczonych substancji są prawie całkowicie usuwane.

  • Efektywne wykorzystanie zasobów: System optymalnie wykorzystuje energię i infrastrukturę, szczególnie w zastosowaniach o wysokich wymaganiach dotyczących czystości.

Wysokociśnieniowa odwrócona osmoza do zastosowań przemysłowych i recyklingu wody.

Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy ALMA OSMO Process, zainstalowany w kontenerze pomieszczenia technicznego ALMA Modul.

Budowa systemu odwróconej osmozy z etapem permeacji

Typowy system składa się z:

  1. Pierwszy etap: klasyczna odwrócona osmoza z wysokim współczynnikiem retencji soli w celu zmniejszenia głównego zanieczyszczenia wody surowej.

  2. Obróbka pośrednia: Opcjonalnie, w celu kondycjonowania permeatu z pierwszego etapu (np. poprzez dostosowanie pH lub dokładną filtrację).

  3. Drugi etap: Przetwarzanie permeatu z pierwszego etapu przez membrany o wyższej wydajności dla określonych parametrów docelowych.

Jest on kontrolowany przez zaawansowane systemy sterowania, które monitorują ciśnienie, natężenie przepływu i jakość wody w czasie rzeczywistym.

Obszary zastosowania

1. przemysł półprzewodnikowy i elektroniczny

  • Produkcja ultraczystej wody (UPW): Do procesów produkcyjnych, w których nawet najmniejsze zanieczyszczenia (takie jak krzemiany, bakterie lub pozostałości organiczne) mogą prowadzić do nieprawidłowego działania.

2. przemysł farmaceutyczny

  • Produkcja wody do iniekcji (WFI): Odwrócona osmoza z permeatem stanowi bezpieczną i opłacalną alternatywę dla tradycyjnych procesów destylacji.

3. woda zasilająca elektrownię i kocioł

  • Produkcja ultraczystej wody: Aby zapobiec tworzeniu się kamienia i korozji.

4. odsalanie wody morskiej

  • Produkcja wody pitnej o wyjątkowo niskim stężeniu soli resztkowej do wymagających zastosowań.

System odwróconej osmozy firmy ALMAWATECH do oczyszczania ścieków

Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy do oczyszczania ścieków do ponownego wykorzystania wewnętrznego (Water-ReUse)

Zalety odwróconej osmozy z etapem permeacji

1. zwiększona czystość wody

  • Doppelte Filtration sorgt für Permeat mit extrem niedrigen Leitfähigkeitswerten (< 0,1 µS/cm).

  • Redukuje określone zanieczyszczenia, takie jak bor, krzemian lub TOC (całkowity węgiel organiczny).

2. efektywność energetyczna

  • Wymagane ciśnienie w drugim etapie jest niższe, ponieważ permeat z pierwszego etapu jest już prawie wolny od ciał stałych i rozpuszczonych soli.

3. elastyczność i skalowalność

  • Modułowa konstrukcja umożliwia dostosowanie do konkretnych wymagań i łatwą rozbudowę w miarę wzrostu zapotrzebowania na wydajność.

4. oszczędności kosztów

  • Zmniejszone zużycie środków chemicznych przed i po zabiegu.

  • Mniejsze obciążenie na kolejnych etapach oczyszczania, takich jak elektrodejonizacja (EDI).

Wyzwania w praktyce

1. dodatkowe koszty inwestycyjne

  • Budowa drugiego etapu wymaga dodatkowych membran, pomp i elementów sterujących.

2. rozszerzona złożoność kontroli

  • Optymalizacja koordynacji obu etapów wymaga precyzyjnego monitorowania i kontroli w celu uniknięcia strat wydajności.

3. osadzanie się kamienia i zanieczyszczeń

  • Zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne mogą zanieczyścić membrany w drugim etapie. Wymaga to zaawansowanej obróbki wstępnej wody zasilającej.

4. zarządzanie chemikaliami

  • Pomimo zmniejszonego zużycia chemikaliów, ukierunkowane dozowanie jest niezbędne do regulacji pH i stosowania antyskalantów.

System odwróconej osmozy ze zmiękczaniem i ultrafiltracją jako obróbką wstępną

Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy do produkcji wody demineralizowanej wraz z systemem zmiękczania

Praktyczny przykład: Zastosowanie systemu odwróconej osmozy z etapem permeacji w przemyśle półprzewodników

Na przykład producent półprzewodników potrzebuje wody o bardzo wysokich wymaganiach czystości do produkcji ogniw słonecznych.

Sytuacja początkowa

  • Woda surowa: Woda z kranu o TDS 300 mg/l i TOC 2 mg/l.

  • Erforderliche Wasserqualität: TOC < 0,05 mg/l, Leitfähigkeit < 0,05 µS/cm.

Rozwiązanie

  1. Pierwszy etap: Redukcja TDS do 10 mg/l i TOC do 0,2 mg/l.

  2. Zweite Stufe: Weitere Entfernung von Spurenstoffen, Erreichen einer Leitfähigkeit von < 0,1 µS/cm.

  3. Obróbka końcowa: Integracja systemu EDI do końcowego polerowania.

Wyniki

  • Zgodność ze wszystkimi przepisami prawa i normami branżowymi.

  • Zmniejszenie zużycia wody o 30% dzięki zoptymalizowanemu zarządzaniu obiegiem.

  • Oszczędność kosztów na poziomie 20% w porównaniu z alternatywnymi procesami.

Wnioski

Odwrócona osmoza z etapem permeacji to wysoce wyspecjalizowana technologia, która jest niezbędna w zastosowaniach o wyjątkowo wysokich wymaganiach dotyczących czystości. Oferuje ona skuteczne połączenie wydajności, elastyczności i oszczędności zasobów. Pomimo wyższych kosztów inwestycyjnych, systemy te szybko się amortyzują dzięki oszczędnościom kosztów operacyjnych i zwiększonej niezawodności procesu.

Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!

info@almawatech.com

06073 687470