Горячее
Лучшее
Свежее
Подписки
Сообщества
Блоги
Эксперты
Войти
Забыли пароль?
или продолжите с
Создать аккаунт
Регистрируясь, я даю согласие на обработку данных и условия почтовых рассылок.
или
Восстановление пароля
Восстановление пароля
Получить код в Telegram
Войти с Яндекс ID Войти через VK ID
ПромокодыРаботаКурсыРекламаИгрыПополнение Steam
Пикабу Игры +1000 бесплатных онлайн игр Что спрятано в недрах Земли? Ад? Одному Аиду известно. А так же тем, кто пройдёт шахту до конца.

Эпичная Шахта

Мидкорные, Приключения, 3D

Играть

Топ прошлой недели

  • Oskanov Oskanov 9 постов
  • Animalrescueed Animalrescueed 46 постов
  • AlexKud AlexKud 33 поста
Посмотреть весь топ

Лучшие посты недели

Рассылка Пикабу: отправляем самые рейтинговые материалы за 7 дней 🔥

Нажимая «Подписаться», я даю согласие на обработку данных и условия почтовых рассылок.

Спасибо, что подписались!
Пожалуйста, проверьте почту 😊

Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Моб. приложение
Правила соцсети О рекомендациях О компании
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды МВидео Промокоды Яндекс Маркет Промокоды Отелло Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Постила Футбол сегодня
0 просмотренных постов скрыто
110
aquatic
aquatic
7 лет назад
Наука | Научпоп

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.⁠⁠

Здравствуйте уважаемые читатели! Спасибо Вам за проявленный интерес к вопросам водоподготовки и очистки воды.

Продолжаем статью "Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос"

Ссылки

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

(https://pikabu.ru/story/promyishlennyie_sistemyi_filtratsii_... )


Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса.

(https://pikabu.ru/story/chast_2_membranyi_promyishlennogo_ob... )


Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

(https://pikabu.ru/story/chast_3_vidyi_zagryazneniy_obratnoos... )


Хочу предупредить, что статья обзорная и не будет подробного переписывания из книг и статей.


Содержание

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса и их виды.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

Список используемой литературы.


Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

промышленный обратный осмос требует проведения профилактической промывки.

Существует два типа процессов очистки поверхности обратноосмотических мембран:


1.- Гидравлическая промывка – Это наиболее простой способ удаления загрязнений. Очистка поверхности мембраны происходит путем движения большого количества пермеата с высокой скоростью вдоль поверхности мембраны. Промывочную воду не следует замыкать в рецикл. Гидравлическая промывка осуществляется через каждые 30 минут простоя установки промышленного осмоса на 10 секунд. Обычно данный процесс автоматизирован.


2.- Химическая промывка - Используется для удаления загрязнений с поверхности мембран путем их растворения и/или физико-химического отделения при взаимодействии с химическим веществом. Частота промывки может изменяться в каждом конкретном случае. Оптимальным считается проведение промывки с частотой один раз в течение от 3 до 12 месяцев. Если существует необходимость проводить промывку чаще, чем один раз в месяц, необходимо усовершенствовать предочистку, применяемой перед установкой обратного осмоса, или реорганизовать работу установки.


Очень важно выполнять химическую промывку мембран, когда они только начали загрязняться, а не после их сильного загрязнения. Сильное загрязнение может снизить эффективное воздействие промывных растворов, препятствуя их глубокому проникновению в отложения, тогда при промывке последние не удаляются с поверхности элемента.


Показатели загрязнения, свидетельствующие о необходимости промывки:


1.- Снижение расхода пермеата (производительности установки) на 15-20% от начального,

2.- Увеличение значения электропроводности пермеата на 15-20% от начального,

3.- Снижение качества пермеата на 15-20% от начального,

4.- Когда перепад давлений между исходной водой и концентратом достигнет 15-20% от первоначальной величины.

Химическая промывка может отличаться из-за различных загрязнений в каждом конкретном случае. Ситуация усложняется тем, что чаще всего присутствуют загрязнения разных видов, что обуславливает последовательность очистки растворами с низким и высоким показателем рН.


Меры предосторожности по выбору очищающих химических реагентов и их применение.


- Все моющие химические растворы готовятся на пермеате, вырабатываемом обратноосмотической установкой.

- При использовании запатентованных химических реагентов, необходимо следовать инструкциям поставщика реагентов.

- Химическую промывку следует выполнять в пределах рекомендуемой температуры (прописано в паспорте на поставку мембран) для обеспечения эффективности промывки и сохранения срока службы мембраны.

- При химической промывке следует выдерживать оптимальное время (прописано в паспорте на поставку мембран) воздействия химических реагентов, для сохранения эксплуатационного периода мембраны.

- Регулирование показателя рН при его минимальном или максимальном значении следует выполнять осторожно, чтобы продлить эксплуатационный срок мембраны. Оптимальный интервал pH 4-10, но допускается 2-12.

- Обычно, более эффективные результаты достигаются при промывке вначале раствором с кислым рН, а затем – с щелочным. Но существуют исключения, для мембран, загрязненных маслами, где не следует применять первым раствор с кислым рН, это вызовет затвердение загрязнений.

- Подача растворов для промывки должна осуществляться в том же направлении, как и подача питательной воды с целью предотвращения потери формы и повреждения элемента.

- Если осуществляется промывка многоуровневых систем обратного осмоса, наиболее эффективным является выполнять промывку каждого уровня, при этом поток очищающего раствора должен быть оптимизирован, а отложения из первых уровней не должны проходить через последующие стадии.

- Только пермеатом осуществляется промывание после кислотных и щелочных моющих веществ.

- Из соображений безопасности, убедитесь, что гибкие шланги и трубопроводы предназначены для работы при температуре, давлении и pH, при которых будет проводиться химическая промывка.

- Из соображений безопасности, следует всегда добавлять химические вещества медленно в подготовленную дозу воды для растворов.

- Из соображений безопасности, при работе с химическими веществами всегда необходимо применять защитные очки и средства защиты.

- Из соображений безопасности, не смешивайте кислоту с щелочью. Тщательно вымывайте предыдущий промывочный раствор из системы обратного осмоса перед введением нового раствора.


Выбор очищающего раствора


В таблице перечислены общие рекомендации по выбору химических растворов для очистки обратноосмотических мембранных элементов в зависимости от загрязнений, которые необходимо удалить.


Внимание: Рекомендуется ознакомиться с листом безопасности вещества, приобретенным у поставщиков и соблюдать все меры безопасности при работе и хранении таких средств.


Таблица Выбора химических растворов

Описание очищающих растворов


Раствор 1: Это очищающий раствор с кислым рН (4.0) 2% лимонной кислоты. Он эффективен для удаления неорганических отложений (например, карбоната кальция, сульфата кальция, сульфата бария, сульфата стронция), оксидов/гидроксидов металлов (например, железа, марганца, никеля, меди, цинка) и неорганических коллоидных веществ. Примечание: Лимонная кислота имеет хелативную способность, которая лучше проявляется, когда для поднятия рН используется гидрохлорид аммония. Для регулировки уровня рН не допускается применять гидрохлорид натрия. Лимонная кислота может использоваться в порошковом виде.


Раствор 2: Это очищающий раствор с кислым рН (2.5) 1% соляной кислоты. Он эффективен для удаления неорганических отложений (например, карбоната кальция, сульфата кальция, сульфата бария, сульфата стронция), оксидов/гидроксидов металлов (например, железа, марганца, никеля, меди, цинка) и неорганических коллоидных веществ. Этот очищающий раствор более агрессивный нежели раствор 1.


Раствор 3: Это очищающий раствор с щелочным рН (10.0) 2% ТПФН (триполифосфат натрия) и 0.8% Na-ЭДТА (натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты). Этот раствор особенно рекомендуется для удаления солей сульфата кальция и органических отложений природного происхождения низкой и умеренной степени. ТПФН является неорганическим хелативным и моющим веществом. Na-ЭДТА – это органическое хелативное очищающее вещество, способствующее разделению и удалению двухвалентных и трехвалентных катионов, а также ионов металлов. ТПФН и Na-ЭДТА могут использоваться в порошковом виде.


Раствор 4: Это очищающий раствор с щелочным рН (10.0) 2% ТПФН и 0.025% додецилбензолсульфоната натрия. Этот раствор предназначен для удаления значительных органических загрязнений природного происхождения. ТПФН является неорганическим хелативным и моющим веществом. Додецилбензолсульфоната натрия работает как анионный ПАВ.


Раствор 5: Это очищающий раствор с щелочным рН (11.5) 1% Na2S2O4 гидросульфита натрия. Успешно применяется для удаления оксидов и гидроскидов металлов, и небольших отложений сульфата кальция, сульфата бария и сульфата стронция. Гидросульфит натрия – сильное восстанавливающее вещество, также известно как дитионит натрия. Гидросульфит натрия может использоваться в порошковом виде.


Раствор 6: Это очищающий раствор с щелочным рН (11.5) 0.1% гидроксида натрия и 0.03% додецилсульфата натрия. Успешно удаляет органические загрязнения природного происхождения, коллоидные отложения смешанного органического и неорганического происхождения и биологические загрязнения (грибы, плесень, биоил и биологические пленки). Додецилсульфат натрия является растворителем, анионным сурфактантом, который может приводить к пенообразованию. Раствор обладает также сильным очищающим воздействием.


Раствор 7: Это очищающий раствор с щелочным рН (11.5) 0.1% гидроксида натрия. Он эффективен при удалении полимеризованного кремния. Раствор обладает также сильным очищающим воздействием.


Процедура промывки установки обратного осмоса

Процедура промывки установки обратного осмоса очень зависит от конкретных условий. Продолжительность химической промывки может занимать от 6 до 10 часов.


Этапы промывки:

1.- Набрать в емкость необходимое количество воды для приготовления моющего раствора. В качестве воды для промывки может применяться пермеат обратного осмоса или деионизированная вода, не содержащая переходных металлов и хлора.


2.- Размеры емкости должны соответствовать объему всей жидкости, наполняющей трубопроводы и элементы установки обратного осмоса. Емкость должна быть сконструирована так, чтобы вместить 100% объема сливаемой жидкости, с обеспечением легкого доступа для добавления и перемешивания химических веществ, с рециркуляционной линией от насоса промывки, с соответствующими патрубками для вентилирования, аварийного слива и обратной линии расположенной у дна для уменьшения пенообразования при использовании реагентов.


3.- Добавить к пермеату в емкости необходимое количество требуемого реагента. В качестве воды для разбавления может применяться пермеат обратного осмоса или деионизированная вода, не содержащая переходных металлов и хлора. Температуру и уровень рН необходимо отрегулировать в соответствии с установленными значениями (смотри паспорт на поставленные мембраны).


4.- Включить циркуляцию очищающего раствора через корпуса в течение одного часа или необходимого в конкретном случае времени, если сильное загрязнение. При запуске, направить заменяемую воду в дренаж. Так Вы предотвратите разбавление промывочного раствора, и затем слить до 20% наиболее сильно загрязненного очищающего раствора перед подачей этого раствора назад в емкость.


В течение первых 5 минут, медленно изменять скорость потока до 1/3 максимального расчетного значения. Это выполняется для уменьшения потенциального засорения линии подачи большим количеством удаленных загрязнений. В течение последующих 5 минут увеличивать расход до 2/3 максимального расчетного значения, а затем довести до максимального значения потока.


При необходимости (если уровень рН изменится более чем на 0,5 единицы), восстановить показатель рН до исходного значения готового раствора.


5.- Если загрязнение сильное, можно применять замачивание в растворе или повторять циркуляции. Время замачивания в растворе может составлять от 1 до 8 часов в зависимости от рекомендаций изготовителей реагентов и мембран. При этом необходимо предусмотреть поддержание соответствующей температуры и рН. При этом увеличивается время воздействия химических веществ на мембрану.


6.- Смыв химического раствора с внутренней поверхности производится пермеатом с температурой 25 0С. Операция проводится для удаления всех остатков химических веществ на мембранах, для каждого из применяемых химических растворов.


7.- Обязательно опорожнить и промыть емкость; затем вновь заполнить емкость чистой водой для промывания системы. Следует промыть корпуса, пропуская через них воду для промывки. Если требуется повторная промывка, ее этапы повторяются, начиная с этого пункта.


8.- Когда система обратного осмоса полностью промыта пермеатной водой от очищающих химических веществ, окончательный этап промывки под низким давлением выполняется с использованием пермеата. Линия пермеата должна быть открыта, допуская слив. Давление подачи не должно превышать 3,8 бара. Эта завершающая промывка длится до тех пор, пока вода для промывки не станет совершенно чистой, не содержащей пены или остатков химических веществ. Обычно это может продолжаться от 30 до 70 минут.


9.- Когда все уровни установки будут очищены, и промыты, установка системы обратного осмоса может быть запущена и переустановлена в систему технологической промывки. Пермеат системы обратного осмоса будет направляться в сливную линию, пока качество не достигнет требуемых технологических показателей (например, проводимость, показатель рН и т.д.). Для стабилизации качества пермеата может потребоваться от нескольких часов до нескольких дней, особенно если выполнялась очистка растворами с высоким уровнем рН.


Большое спасибо, что прочитали все 4 части.


Ниже приведен список литературы использованный для написания обзорной статьи «Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос» с 1 по 4 части.


1.- Ю.И. Дытнерский «Обратный осмос и ультрафильтрация», 1978 год

2.- М. Мулдер «Введение в мембранную технологию» 1999 год.

3.- А.А. Свитцов «ВВЕДЕНИЕ В МЕМБРАННУЮ ТЕХНОЛОГИЮ» 2006 год.

4.- С.В. Черкасов «ОБРАТНЫЙ ОСМОС. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ» в редакции от 2017 года.

5.- В.И. Федоренко, И.Е. Кирякин «ПРОИЗВОДСТВО УЛЬТРАЧИСТОЙ ВОДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ОБРАТНОГО ОСМОСА». ВНИИ Пищевой Биотехнологии РАСХН Серия. Критические технологии. Мембраны, 2004, № 4 (24)

6.- В.И. Федоренко «ИНГИБИРОВАНИЕ ОСАДКООБРАЗОВАНИЯ В УСТАНОВКАХ ОБРАТНОГО

ОСМОСА» ВНИИ Пищевой Биотехнологии РАСХН Серия. Критические технологии. Мембраны, 2003, № 2 (18)

7.- С.Е. Беликова «Справочник для профессионалов ВОДОПОДГОТОВКА» Москва 2007 год.

8.- С.В. Черкасов «Обратный осмос. Теория, практика, рекомендации» журнал Сантехника Отопление Кондиционирование №11 от 2005 года

9.- С.П. Высоцкий «Загрязнение мембран в обратноосмотических установках и методы продления ресурса мембран» АДИ ГВУЗ «ДонНТУ», г. Горловка 2010 год

10.- Б. Е. Рябчикова «Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования»

11.- Liguo Shen, Shushu Feng, Jianxi Li, Jianrong Chen, Fengquan Li, Hongjun Lin & Genying Yu «Surface modification of polyvinylidene fluoride (PVDF) membrane via radiation grafting: novel mechanisms underlying the interesting enhanced membrane performance» (https://www.nature.com/articles/s41598-017-02605-3 ) 2017 год.

12.- Hydranautics Техническое руководство по мембранам,

13.- Dawood Eisa Sachit and John N. Veenstra «Foulant Analysis of Three RO Membranes Used in Treating Simulated Brackish Water of the Iraqi Marshes» (http://www.mdpi.com/2077-0375/7/2/23/htm ) 2017 год.

14.- https://www.biocide.com/ro-treatment-chemicals/

15.- TORAY Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию мембранных элементов».

16.- By Harold G. Fravel Jr. and Karen Lindsey «Understanding Salt Solubility Reaps Benefits In RO System Performance» (https://www.amtaorg.com/understanding-salt-solubility-reaps-... ) 2014 год.

17.- https://www.complete-water.com/ro-commonly-asked-questions/

18.- George Gordon First Nation, Sask.: Manganese Greensand (http://www.engineering.com/DesignerEdge/water/ArticleID/1344... )

19.- Dow Техническое руководство по мембранам FILMTEC,

20.- Florian Beyer subject «Physiological properties of defined mono- and mixed culture biofilms associated with membrane biofouling» (https://www.wur.nl/en/show/Physiological-properties-of-defin... )

21.- Gavin Long presentation «Membranes, Getting dirty and obturation Prevention or process delay» (http://slideplayer.com/slide/6429533/ )

22.- https://www.complete-water.com/blog/reverse-osmosis-membrane...

Показать полностью 4
Химическая промывка Гидравлическая промывка Литература Длиннопост Мембрана Чистка Очистка воды
29
91
aquatic
aquatic
7 лет назад
Наука | Научпоп

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.⁠⁠

Здравствуйте уважаемые читатели! Спасибо Вам за проявленный интерес к вопросам водоподготовки и очистки воды.

Продолжаем статью "Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос"


Ссылки


Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

(https://pikabu.ru/story/promyishlennyie_sistemyi_filtratsii_... )


Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса.

(https://pikabu.ru/story/chast_2_membranyi_promyishlennogo_ob... )


Хочу предупредить, что статья обзорная и не будет подробного переписывания из книг и статей.


Содержание

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса и их виды.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

Список используемой литературы.


Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

В начале 3 части фотография с электронного микроскопа, где виден рост кристаллов карбоната кальция на поверхности мембраны (черное это поверхность мембраны) 5 микрон.


При работе промышленного осмоса происходит постепенное снижение производительности, ухудшение химического качества пермеата и/или высокий перепад давления на отдельной мембране при проведении ее тестирования, все это характеризует загрязнение мембран.

Все загрязнения обратноосмотических мембран различают по составу, структуре, размеру частиц, а так же по механизму образования. Наиболее частыми примерами загрязнений обратноосмотических мембран являются:


1.- отложения карбоната кальция (мел)

Каковы же признаки того, что на поверхности обратноосмотических мембран образуются отложения карбоната кальция? Прежде всего, это образование осадка белого цвета на торцах обратноосмотических мембран. Надо отметить, что белый цвет отложений карбоната кальция бывает достаточно редко. Чаще всего отложения имеют кремовый или желтоватый оттенки. При этом и осадок, и отложения хорошо растворяются в растворе соляной кислоты с выделением пузырьков газа. Если отложения содержат только карбонат кальция, то образец осадка должен полностью растворится в растворе кислоты, а раствор не изменит свой цвет и останется прозрачным. Если же после растворения в растворе будут находиться посторонние частицы или он изменит свой цвет, то помимо карбоната кальция в осадке содержатся и другие примеси.


2.- отложения сульфата кальция (гипс), бария или стронция

Это наиболее вероятный осадок из всего диапазона растворенных солей в подземных солоноватых и морских водах.

Образовавшиеся на поверхности мембраны кристаллы гипса становятся центрами кристаллизации и вызывают «цепную» реакцию «загипсовывания» мембраны. Все это происходит при постоянном обновлении потока концентрата, и процесс становится необратимым.


Признаки того, что на поверхности обратноосмотических мембран образуются отложения сульфата кальция схожи с теми, которые мы указывали выше для карбонатных отложений за исключением того, и осадок, и отложения не растворяются в растворе соляной кислоты. При этом скорость «зарастания мембран» сульфатными отложениями в разы выше, чем при карбонатных отложениях.


Говоря о сульфатных отложениях, которые образуются на поверхности обратноосмотических мембран, кроме сульфата кальция, который является одним из наиболее распространенным загрязнителем, просто нельзя упомянуть о других сульфатах группы щелочноземельных металлов: сульфатах бария и стронция. Почему? Да потому, что сульфат кальция (CaSO4) в сравнении с сульфатами бария (BaSO4) и стронция (SrSO4) «хорошо» растворим в воде: сульфат бария почти нерастворим – при 18°С в 100 г воды растворяются лишь 0,22 мг ВаSO4; растворимость же сульфата стронция выше – 11,3 мг SrSO4 в 100 мл воды при 0°C.


3.- отложения оксидов металлов (железа, марганца, меди, никеля, алюминия и других)

Существует несколько теорий, объясняющих процесс образования осадка гидроксида железа на поверхности обратноосмотических мембран.

По одним предположениям частицы железа, проникшие в промышленный обратный осмос закрепляются в местах с низкой турбулентностью – в «застойных зонах». Другие предполагают, что скорость образования осадка соединений железа на мембране не зависит ни от их концентрации, ни от производительности мембран, ни от степени турбулентности потока обрабатываемой воды, а определяющим фактором является природа полупроницаемых мембран. Третьи, утверждают, что переход двухвалентного железа в трехвалентное может происходить под действием микроорганизмов.


Американские исследования показали, что в промышленном обратном осмосе были обнаружены железобактерии, способные окислять Fe2+ в Fe3+. При этом даже фильтрование исходной воды через фильтры с размерами пор 1 мкм не обеспечивает защиту мембран от их загрязнения соединениями железа. На основании этого факта сделано заключение, что ответственными за процесс осаждения железа на поверхности мембран являются именно железобактерии, в результате жизнедеятельности которых частицы гидроксида железа образуются непосредственно у поверхности мембран.


Соли марганца менее распространены, чем соли железа, и обладают лучшей растворимостью, чем соли железа, поэтому удалять их труднее. Чаще всего это делают с помощью фильтров с специальной загрузкой, которые регенерируют перманганатом калия (марганцовка). Однако, если дозировка перманганата калия (марганцовки) превышена или он не вымыт из фильтра, то при высоких концентрациях перманганата калия в фильтрате после указанных фильтров возможно окисление поверхности мембраны, а при низких образование осадка оксида марганца на поверхности мембраны.


4.- отложения кремния

При насыщении кремниевая кислота начинает полимеризоваться с образованием нерастворимого коллоидного диоксида кремния или силикагеля, который оседать на поверхности обратноосмотических мембран. Скорость образования осадков кремниевых кислот определяется скоростью их полимеризации, которая повышается с ростом концентрации. Кремниевая кислота обладает выборочным участием в химическом взаимодействии. Так кремниевая кислота может взаимодействовать с катионами железа, находящимися в степени окисления +3, и быть совершенно инертной по отношению к ионам железа со степенью окисления +2. Как только значение рН начинает превышать нейтральное значение = 7, кремниевая кислота образует силикат аниона ([SiO32-]n), который может реагировать с кальцием, магнием, железом, марганцем или алюминием с образованием нерастворимых силикатов. Например, образующийся при этом силикат кальция CaSiO3 можно выразить так: СаО× SiO2.

В результате такого химического взаимодействия появляются устойчивые коллоидные образования, которые не удаляются ни фильтрованием, ни отстаиванием. Стоит отметить, что двух- и трехзамещенные силикаты кальция и железа после своего затвердевания (например, при нагревании) превращаются в очень прочный материал.


5.- биологические отложения (ил биологический, водоросли, плесень, грибы)

Специалисты, которые занимаются обслуживанием установок обратного осмоса, постоянно сталкиваются с таким явлением, как накопление слизи внутри корпуса, где расположены мембраны или на поверхности обратноосмотических мембран. Такая же слизь находится и внутри самой обратноосмотической мембраны. Более правильное название этой слизи – биопленка, т.е. колонии микроорганизмов, закрепившиеся и резвившиеся на поверхности мембраны.

При определенных условиях биопленки могут разрушить верхний активный слой мембраны до ее поддерживающего слоя, у которого размер пор соизмерим с размерами бактерий. Это особенно опасно при производстве питьевой воды, так как в этом случае возможно попадание патогенных микробов и вирусов из исходной воды в пермеат.


Процесс закрепления микроорганизмов на поверхности мембраны в основном определяется ее свойствами: материалом, из которого изготовлена мембрана, шероховатостью ее поверхности, гидрофобностью и поверхностным зарядом мембраны. После этого происходит рост клеток и их размножения как за счет растворимых питательных веществ в исходной воде, так и за счет веществ, адсорбированных на поверхности мембраны. Этот рост и размножение клеток сопровождается выделением межклеточного вещества (полисахарида), которое крепит как якорь клетку к поверхности, «цепляет» и закрепляет на субстрат другие клетки и тем самым стимулирует микробную колонизацию поверхности мембраны.


Ко всему прочему, образовавшаяся биопленка может выступать в качестве «ловушки» для взвешенных частиц, которые, в свою очередь, могут быстро создать плотные отложения на мембране.


Количество родов и видов микроорганизмов, присутствующих на поверхности обратноосмотической мембраны может быть весьма разнообразным, и, в целом, зависит от источника водоснабжения, его организации и последующих стадий предварительной обработки перед подачей воды на обратноосмотическую мембрану. Микроорганизмы, присутствующие в поступающей исходной воде, могут включать в себя и бактерии, и грибы, и дрожжи.


Как правило, общее количество бактерий, обнаруженных на поверхности обратноосмотической мембраны, колеблется между 1 000 000 и 100 000 000 колониеобразующих единиц на 1 см2.


Природа и скорость появления загрязнений зависит от ряда факторов системы обратного осмоса, таких как качество исходной воды, процента получаемого пермеата, рециркуляции. Например, если промышленный обратный осмос будет работать при 50% рециркуляцией, то концентрация примесей в потоке концентрата удвоится по сравнению с концентрацией в питательном потоке воды. Чем выше процент % рециркуляции установки, тем выше - риск образования отложений. Поэтому, нужно позаботиться о том, чтобы не превышались пределы растворимости труднорастворимых солей, в противном случае произойдёт образование осадка.


Так же промышленный обратный осмос требует проведения профилактической промывки.



Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.


Продолжение следует….

Показать полностью 13
Обратный осмос Длиннопост Очистка воды Загрязнение Мембрана Фильтрация
10
119
aquatic
aquatic
7 лет назад
Наука | Научпоп

Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса.⁠⁠

Здравствуйте уважаемые читатели! Спасибо Вам за проявленный интерес к вопросам водоподготовки и очистки воды.

Продолжаем статью "Промышленные системы фильтрации воды. Обратный осмос"


ссылка на Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

(https://pikabu.ru/story/promyishlennyie_sistemyi_filtratsii_... )


Хочу предупредить, что статья обзорная и не будет подробного переписывания из книг и статей.


Содержание

Часть 1. - Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит.

Часть 2.- Мембраны промышленного обратного осмоса и их виды.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.

Часть 4.- Как очищаются обратноосмотические мембраны.

Список используемой литературы.


Часть 2. Мембраны промышленного обратного осмоса.

Мембранный элемент промышленного обратного осмоса (мембрана в разговоре и далее по тексту) располагается в корпусе (часть 1.- Что такое промышленный обратный осмос и из чего он состоит. «Принципиальная схема»). Корпус может вмещать от 1 до 7 обратноосмотических мембран. Остановимся сейчас на строении мембраны. По своим конструктивным особенностям обратноосмотические мембраны различаются на спирально навитые и половолоконные. В настоящее время наиболее востребованы спирально навитые.

Конструктивно они представляют собой две мембраны, навивающиеся на центральную трубу, по которой отводится фильтрат.


конструктивная схема спирально навитой мембраны:

1 – мембрана; 2 – дренаж; 3 – зона склейки; 4 – перфорированная труба для сбора пермеата


Если теперь приклеенный к трубке пакет свернуть рулоном вокруг трубки, мы получим готовое изделие. Необходимо только на поверхность одной мембраны уложить разделительную сетку – турбулизатор, которая предотвратит при сворачивании слипание мембран между собой. Такая конструкция изображена следующем рисунке.

1.- поток исходной воды

2.- Выход концентрата

3.- Выход пермеата

4.- Направление потока исходной воды внутри мембраны

5.- Направление движение пермеата

6.- Оболочка или защитное покрытие

7.- Соединительный коннектор

8.- Перфорированная труба для сбора пермеата

9 и 13.- Разделительная сетка

10 и 12.- Обратноосмотическая мембрана

11.- Дренаж или коллектор.

14.- Линия шва, соединяющего две мембраны

Основными материалами для изготовления мембран являются: ацетаты целлюлозы, ароматические полиамиды, полисульфонамид, полиэфирсульфон, фторопласты, поливинилиденфторид, полиэтилентерефталат, полиакрилонитрил, полиамиды, полиимиды, полиэтилен, полипропилен и еще несколько десятков полимеров, применяющихся для создания различных элементов современных мембранных элементов.


Ацетаты целлюлозы (АЦ) – первый материал, из которого начали изготавливать мембраны для всех мембранных процессов. Это синтетический полимер, получаемый из природной целлюлозы. Он отличается низкой стоимостью и относительно высокой стойкостью к действию свободного активного хлора. В настоящее время АЦ мембраны выпускаются на подложке из бумаги из ПЭТФ или полипропилена, что существенно улучшило их характеристики.


Основными недостатками таких мембран являются низкая химическая и биологическая стойкость, а также высокое рабочее давление и низкая селективность. Рабочий диапазон рН – от 4 до 8. При кратковременных химических промывках могут быть использованы растворы с рН от 3 до 9

Рисунок. Сравнение диапазонов рН и температуры, допустимых для работы и кратковременных химических промывок, для композиционных полиамидных и ацетатцеллюлозных мембран

Температура раствора не должна превышать 35 ° С. Микроорганизмы способны питаться материалом мембраны и прорастать через нее, нарушая структуру и размер пор, в результате селективность мембран падает.


Применение ацетатцеллюлозных мембран оправдано в установках водоподготовки, когда обрабатывается хлорированная вода и есть необходимость сохранить этот хлор в очищенной воде.


Триацетат целлюлозы (ТАЦ). Мембрана предпочтительна при концентрировании (в особенности многократном) и очистке белков. Рабочий диапазон рН – от 4 до 8.


Регенерированная целлюлоза (РЦ). Эта мембрана предпочтительна при необходимости высокой степени концентрирования протеинов из разбавленных растворов с минимальными потерями. Мембрана устойчива к автоклавированию, легко чистится и отличается высокой химической стабильностью. Рабочий диапазон рН – от 3 до 11.


Полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП) – Мембрана отличается высокой химической стойкостью, низкой стоимостью. Температурная устойчивость незначительна. Используются в виде микрочастиц и волокон для производства микрофильтрационных мембран путем их спекания под давлением.


Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, лавсан) – Мембрана обладает высокой химической стойкостью к кислотам, щелочам, солям, спиртам, парафинам, минеральным маслам, бензину, жирам, эфиру. Имеет повышенную устойчивость к действию водяного пара.


Алифатические полиамиды (ПА, капрон, nylon-6 и nylon-66). Полиамидные мембраны устойчивы при pH от 2 до 13, а также в большинстве органических растворителей. Хорошо выдерживают стерилизацию насыщенным паром в автоклаве при температуре 120 ° C, а также радиационную стерилизацию и химическую стерилизацию раствором перекиси водорода.


Полиакрилонитрил (ПАН). Мембраны на основе сополимеров акрилонитрила, отличающиеся высокой устойчивостью к действию жиров, нефтепродуктов. Вместе с тем мембраны из ПАН менее устойчивы к воздействию сильных кислот и щелочей, чем мембраны из полиамида и, тем более, из полисульфона.


Все виды мембран предъявляют определенные требования к качеству исходной воды.

Ниже приведены ориентировочные показатели, которым должна соответствовать исходная вода, подаваемая на обратноосмотические мембраны

(наличие диапазона обусловливается требованиями разных производителей мембран):

Цветность воды до 1–5

мутность до 0,6 мг/л

Жесткость общая, не более 20 мг/л

Общее солесодержание, не более 50 000 мг/л

окисляемость Перманганатная до 3 мгО/л

водородный показатель (рН) 3–10, (иногда 2–11)

нефтепродукты 0,0–0,5 мг/л

сильные окислители (хлор свободный, озон) до 0,1 г/л

марганец общий (Mn) до 0,05 мг/л

железо общее (Fe) до 0,1–0,3 мг/л

кремниесоединения (Si) до 0,5–1,0 мг/л

сероводород Не допускается

индекс SDI до 3–5 ед.

температура воды 5–35 (иногда до 45) °С

давление 0,3–6,0 МПа

температура воздуха в помещении 5–35°С

влажность воздуха в помещении ≤ 70%


Стойкость полимерных материалов, применяемых для производства мембран, в различных средах показана ниже.

В завершение это части предлагаю видео, где показана сборка 6 мембран в один корпус.

Часть 3.- Виды загрязнений обратноосмотических мембран.


Продолжение следует….

Показать полностью 5 1
Мембрана Строение мембраны Виды мембран Требования к качеству воды Длиннопост Видео
37
393
aquatic
aquatic
7 лет назад
Наука | Научпоп

В Норвегии открыта первая электростанция, работающая на осмотическом эффекте.⁠⁠

Норвежская энергетическая компания Statkraft в 2009 году открыла первую в мире электростанцию, которая вырабатывает электричество, используя осмотический эффект, который возникает при смешении соленой и пресной воды. До этого компания Statkraft в течение 10 лет вела научные и инженерные изыскания с целью практического использования осмотического эффекта как еще одного возобновляемого и экологически чистого источника электроэнергии.

Для начала дадим определение, что такое Осмос – процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества из объёма с меньшей концентрацией растворенного вещества.

Данная электростанция имеет резервуары с солёной морской водой и с пресной водой. Резервуары разделены полупроницаемой мембраной (на рисунке обозначена буквой М), которая пропускает только воду.

Солей в морской воде (на рисунке это левый отсек резервуара W2) больше, чем в пресной воде. Молекулы пресной воды стремятся туда, где концентрация соли больше, при этом в резервуаре с морской водой объём жидкости увеличивается и создается избыточное давление. Затем вода из отсека W2 направляется на турбину вращающую генератор.

Одним из важных моментов в этой технологии является сама мембрана, ее селективность и проницаемость.

На данной электростанции использована спиральная мембрана из модифицированной полиэтиленовой плёнки на керамической основе. В качестве будущего материала для мембраны также рассматриваются углеродные нанотрубки и ещё более эффективные графеновые плёнки.

По состоянию на 2009 год мощность этой электростанции – 5 кВт, что чрезвычайно мало, но первые шаги уже сделаны.

«Потенциал технологии очень высок», — добавил на церемонии открытия министр энергетики Терье Риис-Йохансен (Terje Riis-Johansen).

По оценкам Statkraft, занимающейся разработкой и созданием установок, вырабатывающих возобновляемую энергию, общемировой годовой потенциал осмотической энергии (osmotic power) составляет 1600-1700 тераватт-часов. А это ни много ни мало – 10% всего мирового потребления энергии (и 50% энергопотребления Европы).


Статья подготовлена по материалам:

https://www.statkraft.com/media/news/News-archive/2009/statk...


http://energ2010.ru/Stati/Elektrostanciya/osmoticheskaya-ehl...


http://www.membrana.ru/particle/14418

Показать полностью 2
Электростанция Осмотический эффект Морская Вода Вода Мембрана Длиннопост
59
71
Pblcya
7 лет назад

Мой осенний хендмейд :-)⁠⁠

Листаю я ленту, вижу, люди выставляют одежду, которую сшили своими руками. Почему бы и мне не показаться? ))) сразу оговорюсь,  я не профессиональная швея. Шью в удовольствие для себя и детей :-)


Примерно в сентябре внезапно обнаружилось, что старшая дочь выросла из осенних непромокаемых штанов. Мониторинг цен на новый комплект прибавил пару седых волос 🙄 поэтому я решила сшить все сама. Ну и для младшей сразу тоже. Вот что получилось:

Верх - мембрана 5к/5к, подкладка - односторонний флис плотностью 180. Без утеплителя - все же это демисезон. Куртки отличаются только размером - а вот штаны я решила сделать немного по-разному. У старшей это стандартный полукомбез с молнией спереди. У младшей молний нет, зато вставлены резиночки по бокам.


На куртках к капюшону пришиты дополнительные планки с застежкой на пуговице для защиты горла от ветра. Карманы сделала накладные, тоже на пуговице.

Видимо, при покупке ткани я рассчитала расход криво, и у меня еще осталось много и мембраны, и флиса. Поэтому что? Правильно, надо сшить и себе плащик. Тем более, что "текущий" качества на букву Г, промокает и разваливается на ходу.

Мембрану я использовала оставшуюся плюс немного докупила. Флиса такого уже не было, да и не люблю я розовый - пришлось "ограбить" соседку на отрез белого двустороннего и теплущего флиса :-)


Карманы сделала тоже накладные - захотелось сделать все в одном стиле. Правда, без пуговиц, т.к. все равно будут постоянно расстегнуты ))


Капюшон пристегивается на молнию. Если вдруг случится недождливая погода (хаха, в Питере-то), то можно и убрать, чтоб не мешался ))

В общем, мне понравился и сам процесс,  и результат :-) дочки носят с удовольствием и не мерзнут. Я теперь тоже :-) на очереди - зимний комплект для старшей. Буду учиться работать с утеплителем.

Если интересно, могу показать платьишки, которые шились дочке в садик :)

Спасибо за внимание :-)


П.С. Обошлось все это дело (не считая работы) около 4 тысячи рублей.

Показать полностью 5
[моё] Рукоделие без процесса Кройка и шитье Шитье Куртка Плащ Мембрана Флис Длиннопост
22
1
DELETED
8 лет назад

Когда руки растут из .... !!!⁠⁠

Профессиональный подход к делу специалистов кровельщиков.

Показать полностью 11
[моё] Кровля крыш Кровля Мембрана Длиннопост
14
Drobovikov
8 лет назад

Глаз⁠⁠

Глаз
[моё] Глаза Мембрана Щелевая лампа
5
ByMamaMade
ByMamaMade
8 лет назад

Курточки любимым малышам.⁠⁠

Для любимого сыночка взяла тканюшку с кораблями..она покорила меня с самого начала...на солнце так и переливается...просто отпад.

А для доченьки выбрала принт со зверятами...Сшилось на одном дыхании, хотя это первые мои курточки в жизни. раньше никогда не шила столь сложные вещички...

Показать полностью 4
[моё] Рукоделие Детская одежда Ветровка Шитье Выкройка Своими руками Мембрана Зимняя одежда Длиннопост
3
Посты не найдены
О нас
О Пикабу Контакты Реклама Сообщить об ошибке Сообщить о нарушении законодательства Отзывы и предложения Новости Пикабу Мобильное приложение RSS
Информация
Помощь Кодекс Пикабу Команда Пикабу Конфиденциальность Правила соцсети О рекомендациях О компании
Наши проекты
Блоги Работа Промокоды Игры Курсы
Партнёры
Промокоды Биг Гик Промокоды Lamoda Промокоды Мвидео Промокоды Яндекс Маркет Промокоды Отелло Промокоды Aroma Butik Промокоды Яндекс Путешествия Постила Футбол сегодня
На информационном ресурсе Pikabu.ru применяются рекомендательные технологии