Într -un moment în care resursele de apă devin din ce în ce mai rare, iar cerințele privind calitatea apei sunt în continuă creștere, tehnologia de osmoză inversă (RO) a devenit una dintre tehnologiile de bază în domeniul tratării apei cu performanțele sale de separare eficiente. Ca o componentă cheie în sistemul de osmoză inversă pentru a asigura colectarea și transportul neted al apei produse, performanța purtătorului de permeat al elementului de membrană RO afectează în mod direct eficiența de funcționare, a produs calitatea apei și durata de viață a întregului sistem.
1. Cunoașterea de bază a RO Membrane Element Permeat Carrier
1.1 Definiție și funcție
Elementul de membrană RO produs purtătorul de apă este o componentă structurală în elementul membranei de osmoză inversă folosită pentru colectarea și transmiterea apei pure (apă produsă) care trece prin membrana RO. Funcția sa principală este de a ghida apa produsă separată de membrana RO de la interiorul elementului membranei către ieșirea sistemului în siguranță și eficient, evitând amestecarea apei produse cu apă de intrare și apă concentrată pentru a asigura puritatea calității apei produse. Din perspectivă microscopică, purtătorul de apă este ca un „comandant precis al căilor navigabile” care planifică calea de curgere ordonată a moleculelor de apă; Din perspectivă macroscopică, este o barieră importantă pentru a menține funcționarea stabilă a sistemului de osmoză inversă și pentru a asigura calitatea apei produse.
1.2 Starea în sistemul de osmoză inversă
Sistemul de osmoză inversă este compus în principal din elemente ale membranei RO, vase sub presiune, sisteme de intrare a apei, sisteme de control etc., iar purtătorul de apă cu elemente de membrană RO este unul dintre componentele de bază din elementul membranei. Dacă elementul de membrană RO este comparat cu „inima” sistemului de osmoză inversă, atunci purtătorul de apă este „vasul de sânge” care leagă inima și alte organe. Nu este legat doar de eficiența de colectare a apei produse, dar joacă și un rol cheie în performanța elementului membranei. Transportatorii de apă de înaltă calitate pot reduce rezistența la flux a apei produse și pot reduce presiunea de funcționare a sistemului, extinzând astfel durata de serviciu a membranei RO; Dimpotrivă, dacă purtătorul de apă nu este proiectat în mod rezonabil sau de o calitate slabă, poate duce la un flux de apă inegal și la presiunea locală excesivă, să accelereze poluarea și deteriorarea elementului membranei și apoi afectează stabilitatea de funcționare și eficiența economică a întregului sistem de osmoză inversă.
2. Principiile tehnice ale transportatorului de permeat al elementului de membrană RO
2.1 Mecanism de transmitere a apei
Procesul de transmitere a apei a elementului de membrană RO purtătorul de apă se bazează pe principiul mecanicii fluidelor. Când apa brută trece prin membrana RO sub presiune, moleculele de apă pătrund în porii membranei în canalul de apă, iar structura specială din interiorul purtătorului de apă oferă o cale de transmisie pentru aceste molecule de apă. Transportatorii de apă obișnuiți folosesc plasă sau structuri poroase, iar aceste canale minuscule pot ghida eficient fluxul de apă. Fluxul de molecule de apă în canalul purtătorului de apă este afectat de factori precum dimensiunea canalului, rugozitatea și curbura. De exemplu, deși o dimensiune mai mică a canalului poate crește zona de contact dintre apă și purtător, ceea ce ajută la colectarea apei uniform, va crește, de asemenea, rezistența la fluxul de apă; Și un perete interior excesiv de dur va provoca curenți de eddy în fluxul de apă, afectând stabilitatea debitului de apă. Pentru a obține o transmisie eficientă, proiectarea purtătorului de apă trebuie să fie optimizată în ceea ce privește dimensiunea canalului, forma și rugozitatea peretelui interior pentru a se asigura că apa poate fi transportată rapid și fără probleme din interiorul elementului membranei până la ieșire.
2.2 sinergie cu elemente de membrană RO
Există o relație sinergică strânsă între purtătorul de apă al elementului de membrană RO și membrana RO. Membrana RO este responsabilă de interceptarea impurităților precum sare, materie organică și microorganisme în apa brută, în timp ce purtătorul de apă este responsabil pentru colectarea și transportul apei care trece prin membrana RO în timp util. Această sinergie este reflectată în multe aspecte: pe de o parte, proiectarea structurală a transportatorului de apă trebuie să se potrivească cu aranjarea membranei RO pentru a se asigura că apa poate fi colectată uniform. De exemplu, într-un element de membrană RO RO, purtătorul de apă, este de obicei înfășurat în spirală în jurul conductei centrale de colectare a apei și se potrivește strâns cu membrana pentru a se asigura că apa produsă de fiecare parte a membranei poate intra fără probleme pe canalul de apă; Pe de altă parte, selecția materială a purtătorului de apă ar trebui să ia în considerare compatibilitatea chimică cu membrana RO pentru a evita deteriorarea membranei RO din cauza reacțiilor chimice dintre materiale. Caracteristicile debitului purtătorului de apă vor afecta, de asemenea, condițiile hidraulice de pe suprafața membranei RO. Transmiterea rezonabilă a apei poate reduce fenomenul de polarizare a concentrației pe suprafața membranei și poate îmbunătăți eficiența de separare și capacitatea anti-poluare a membranei RO.
3. Proiectarea structurală și selecția materialelor de transportator de permeate ale elementului de membrană Ro
3.1 Tipuri structurale comune
3.1.1 purtătorul de apă în spirală
Elementele de membrană Ro-Wound RO sunt cele mai utilizate tipuri de elemente de membrană. Transportatorii lor de apă sunt de obicei compuși dintr -o plasă de ghidare și o conductă centrală de colectare a apei. Plasa de ghidare este, în general, din polipropilenă, care are o anumită porozitate și rigiditate. Poate oferi un canal de flux pentru apa produsă și poate juca un rol în susținerea membranei. Forma, dimensiunea și aranjarea plasă a plasării au o influență importantă asupra distribuției uniforme și a rezistenței la flux a apei produse. Țeava de colectare a apei centrale este punctul final de colectare a apei produse. De obicei este confecționat din oțel inoxidabil poros sau clorură de polivinil. Micile găuri distribuite uniform pe suprafața sa pot introduce rapid apa produsă colectată de plasa de ghidare în țeavă și, în sfârșit, să o transporte la ieșirea sistemului.
3.1.2 purtător de apă cu fibră goală
Structura purtătorului de apă a elementului de membrană RO Fibre goale este diferită de cea de tip spirală. În elementele de membrană cu fibră goală, un număr mare de mănunchiuri de membrană cu fibre goale sunt integrate într -un vas sub presiune, iar purtătorul de apă este responsabil în principal de ghidarea apei produse de membrana cu fibră goală din cavitatea interioară a membranei către ieșirea elementului membranei. De obicei, un capăt al membranei cu fibre goale este sigilat, iar celălalt capăt este conectat la capătul de colectare a apei, iar apa curge direct în capătul colectării apei prin cavitatea interioară a membranei. Pentru a îmbunătăți eficiența colectării apei, finalul colectării apei adoptă adesea un design structural special, cum ar fi o placă poroasă sau o cavitate de colectare a apei, pentru a se asigura că apa produsă de fiecare membrană poate fi colectată rapid și uniform.
3.2 Caracteristicile și cerințele materialelor
Selecția materială a purtătorului de apă al elementului de membrană RO este foarte importantă, ceea ce afectează în mod direct performanța și durata de viață a purtătorului de apă. Materialul ideal de transportator de apă ar trebui să aibă următoarele caracteristici:
Stabilitatea chimică: poate rezista la eroziunea diverșilor agenți chimici (cum ar fi antiscalanții și bactericidele utilizate frecvent în sistemele de osmoză inversă), nu reacționează chimic cu apa și evită poluarea calității apei a apei. Materialele comune cu o bună stabilitate chimică includ polipropilenă, fluorură de poliviniliden (PVDF), etc.
Rezistență mecanică: are o rezistență și o rigiditate suficientă pentru a rezista la anumite impacturi de presiune și flux de apă în timpul funcționării sistemului de osmoză inversă și nu este ușor de deformat sau deteriorat. De exemplu, într-un sistem de osmoză inversă de înaltă presiune, purtătorul de apă trebuie să reziste la o presiune internă mai mare, astfel încât rezistența mecanică a materialului trebuie să fie mai mare.
Rezistența la contaminarea microbiană: Deoarece microorganismele sunt crescute cu ușurință în timpul funcționării sistemului de osmoză inversă, materialul purtător de apă ar trebui să aibă o anumită capacitate de a rezista atașării și reproducerii microbiene pentru a reduce impactul contaminării microbiene asupra calității producției de apă și a funcționării sistemului. Unele materiale vor fi supuse unui tratament special, cum ar fi adăugarea de agenți antibacterieni sau modificarea suprafeței, pentru a -și îmbunătăți rezistența la contaminarea microbiană.
Rezistența la temperatură: se poate adapta la diferite intervale de temperatură de funcționare ale sistemului de osmoză inversă. În general, temperatura de funcționare a sistemului de osmoză inversă este cuprinsă între 5 ℃ și 45 ℃, iar materialul purtător de apă trebuie să mențină performanțe stabile în acest interval de temperatură, fără deformare, înmuiere sau elaborare.
4. Scenarii de aplicare a transportatorului de permeat al elementului de membrană Ro
4.1 Câmp de tratare a apei industriale
În producția industrială, multe industrii au cerințe stricte privind calitatea apei, iar tehnologia de osmoză inversă și purtătorii de apă cu elemente de membrană RO au fost utilizate pe scară largă.
Industria energiei electrice: Tratarea apei de alimentare a cazanului la centralele termice este unul dintre scenariile importante de aplicare ale transportatorilor de apă cu elemente de membrană RO. Pentru a preveni scalarea cazanului și coroziunea, apa de înaltă puritate este necesară ca apă de alimentare. Transportatorii de apă cu elemente de membrană RO pot colecta și transmite eficient apă produsă după tratarea cu osmoză inversă, pot oferi cazanelor surse de apă care îndeplinesc cerințele privind calitatea apei, asigură funcționarea sigură și stabilă a cazanelor și îmbunătățesc eficiența generarii de energie.
Industria electronică: Cerințele pentru calitatea apei în procesul de fabricație a jetoanelor electronice sunt extrem de ridicate, iar apa ultrapură este necesară. Ca o legătură cheie în prepararea apei ultrapure, performanța purtătorului de apă al sistemului de osmoză inversă afectează în mod direct calitatea și stabilitatea apei. Transportatorii de apă de înaltă calitate pot asigura un conținut scăzut de impuritate și o puritate ridicată a apei produse, să îndeplinească cerințele stricte ale producției electronice de cipuri pentru calitatea apei și să asigure calitatea și randamentul produsului.
Industria chimică: în producția chimică, multe reacții chimice necesită utilizarea apei pure ca solvent sau mediu de reacție. În sistemul de tratare a apei din industria chimică, purtătorul de apă cu elemente de membrană RO poate transporta în mod stabil apa produsă după tratamentul cu osmoză inversă la fiecare legătură de producție, oferind o garanție fiabilă a sursei de apă pentru producția chimică, reducând în același timp defecțiunile echipamentelor și fluctuațiile calității produsului cauzate de problemele de calitate a apei.
4.2 Câmpuri de purificare a apei civile și comerciale
Odată cu îmbunătățirea nivelului de viață al oamenilor, atenția asupra calității apei potabile continuă să crească, iar tehnologia de osmoză inversă și transportatorii de apă cu elemente de membrană RO sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în echipamentele de purificare a apei civile și comerciale.
Purificatorul de apă de uz casnic: purificatorii de apă de osmoză inversă în gospodărie îndepărtează substanțele nocive din apă prin elemente de membrană RO, iar purtătorul de apă colectează și transportă apa purificată la robinet pentru a oferi apă potabilă sigură și sănătoasă pentru familii. Proiectarea purtătorului de apă trebuie să ia în considerare miniaturizarea, ușurința și compatibilitatea cu structura generală a purificatorului de apă casnică, asigurând în același timp igiena și siguranța apei.
Echipament comercial de purificare a apei: în locuri publice, cum ar fi școli, spitale și clădiri de birouri, echipamentele comerciale de purificare a apei oferă apă potabilă pentru un număr mare de oameni. Aceste dispozitive trebuie, de obicei, să proceseze o cantitate mare de apă și necesită capacități mai mari de colectare a apei și de transmisie a purtătorului de apă cu elemente de membrană RO. În plus, stabilitatea operațională și comoditatea de întreținere a echipamentelor comerciale de purificare a apei sunt, de asemenea, cruciale. Proiectarea structurală și selecția materialelor transportatorului de apă trebuie să ia în considerare pe deplin acești factori pentru a reduce costul de întreținere și timpul de oprire al echipamentului.
4.3 Câmp de desalinizare a apei de mare
Desalinizarea apei de mare este una dintre modalitățile importante de a rezolva deficitul de resurse de apă dulce. Tehnologia de desalinizare a apei de mare cu osmoză inversă a devenit metoda de desalinizare a apei de mare, datorită eficienței ridicate și economiei de energie. În sistemul de desalinizare a apei de mare, purtătorul de apă cu elemente de membrană RO se confruntă cu un mediu de lucru mai sever și trebuie să reziste la coroziunea apei de mare cu salare ridicată și presiunea cauzată de funcționarea înaltă presiune. Prin urmare, purtătorul de apă utilizat pentru desalinizarea apei de mare acordă mai multă atenție rezistenței la coroziune și rezistenței ridicate în selecția materialelor și proiectarea structurală. De exemplu, un material special de aliaj rezistent la coroziune este utilizat pentru a face conducta de colectare a apei centrale, iar tratarea anti-coroziune a suprafeței este efectuată pentru a se asigura că purtătorul de apă poate funcționa stabil pentru o lungă perioadă de timp în sistemul de desalinizare a apei de mare și poate colecta și transmite în mod eficient apă dulce desalinizată.
5. Tendința de dezvoltare a elementului de membrană RO purtător de permeate
5.1 Optimizarea structurală și inovația
În viitor, structura de apă de apă cu membrană RO se va dezvolta într -o direcție mai optimizată și mai inovatoare. Prin tehnologia de simulare a dinamicii fluidelor computerizate (CFD), distribuția fluxului de apă în interiorul purtătorului de apă este analizată cu exactitate, astfel încât să proiecteze o formă și dimensiune mai rezonabilă a canalului, să reducă și mai mult rezistența la flux a producției de apă și să îmbunătățească uniformitatea producției de apă. De exemplu, dezvoltați purtători de apă cu structuri bionice pentru a imita structuri eficiente de transmisie a fluidelor în natură, cum ar fi venele vegetale sau vasele de sânge animale, pentru a obține o transmisie mai eficientă a producției de apă. Proiectarea modulară și integrată a purtătorului de apă va deveni, de asemenea, o tendință, care este convenabilă pentru instalare, întreținere și înlocuire și îmbunătățește performanța și fiabilitatea generală a sistemului de osmoză inversă.
5.2 Cercetarea și aplicarea materialelor noi
Odată cu dezvoltarea continuă a științei materialelor, materiale noi vor fi aplicate treptat pe purtătorii de apă cu elemente de membrană RO. Se preconizează că materialele cu proprietăți speciale, cum ar fi nanomateriale și materiale inteligente, vor deveni noi alegeri pentru transportatorii de apă. De exemplu, nanocompozitele au proprietăți mecanice excelente, stabilitate chimică și proprietăți anti-poluare, care pot îmbunătăți eficient durata de viață și capacitatea de anti-poluare a transportatorilor de apă; Materialele inteligente își pot ajusta automat propriile performanțe în funcție de modificările condițiilor de mediu. De exemplu, materialele sensibile la temperatură pot schimba proprietățile de suprafață la temperaturi diferite, pot reduce atașarea microbiană și pot reduce riscul de poluare a transportatorilor de apă. În plus, cercetarea și dezvoltarea materialelor degradabile vor deveni, de asemenea, un subiect fierbinte pentru a rezolva problemele de poluare a mediului cauzate de abandonarea transportatorilor de apă tradiționali.
5.3 Monitorizare inteligentă și automatizată
Pentru a asigura mai bine funcționarea sistemului de osmoză inversă, purtătorul de apă cu elemente de membrană RO se va dezvolta în direcția monitorizării inteligente și automatizate. Prin instalarea senzorilor pe purtătorul de apă, monitorizarea în timp real a fluxului de apă, presiunea, temperatura și alți parametri poate fi efectuată pentru a detecta în timp util condiții anormale ale purtătorului de apă, cum ar fi blocajul și scurgerea. În combinație cu analiza datelor mari și tehnologia de inteligență artificială, datele de monitorizare sunt profund minate și analizate pentru a prezice schimbările de performanță și riscurile de eșec ale purtătorului de apă, astfel încât să se realizeze avertizare timpurie și întreținere activă. Transportatorul inteligent de apă poate fi, de asemenea, legat de sistemul de control al sistemului de osmoză inversă pentru a ajusta automat parametrii de funcționare a sistemului în funcție de situația de producție de apă, astfel încât să îmbunătățească eficiența de funcționare a sistemului și calitatea apei.
Copyright © Zhejiang Herovo New Materials Co., Ltd. Producători de țesături textile de tricotat cu urzeală personalizată
www.herovo.com
