Что такое мембрана обратного осмоса сверхнизкого давления и как она работает?

Ан Мембрана обратного осмоса сверхнизкого давления представляет собой элемент обратного осмоса, разработанный для достижения стандартного удаления солей при примерно двух третях рабочего давления обычной мембраны низкого давления. Работая при давлении около 150 фунтов на квадратный дюйм (1,03 МПа) вместо 225 фунтов на квадратный дюйм (1,55 МПа), он по-прежнему обеспечивает стабилизированную степень удаления солей до 99,5 процентов, что означает меньшую энергию насоса, меньшие резервуары и снижение долгосрочных эксплуатационных затрат для любой системы, очищающей источники воды с содержанием TDS примерно 2000 частей на миллион.

Поскольку для проталкивания воды через мембранный лист требуется меньшее давление, эта линия продуктов часто является выбором по умолчанию там, где поверхностные, грунтовые, водопроводные или городские воды требуют глубокого опреснения без капитальных затрат на насосную станцию ​​​​высокого давления. Он изготовлен из тонкопленочного композитного материала на основе ароматического полиамида, того же химического состава, который используется в большинстве современных промышленных мембранных элементов обратного осмоса, и предназначен для непрерывной промышленной эксплуатации, а не для фильтрации с коротким циклом в месте использования.

Основные характеристики и рабочие параметры

Определяющим преимуществом обратноосмотического мембранного элемента сверхнизкого давления является то, что он обеспечивает сравнимое или лучшее удаление солей, чем стандартная мембрана низкого давления, потребляя при этом заметно меньше энергии. В стандартных условиях испытаний (раствор NaCl 1500 мг/л, 25 градусов Цельсия, pH от 7,5 до 8,0, степень извлечения 15 процентов) типичный элемент размера 8040 обеспечивает стабилизированное удаление солей на уровне 99,5 процентов, минимальное удаление солей не ниже 99,3 процента и расход пермеата около 2200 галлонов в день в зависимости от точного размера модели.

Разрыв между двумя семействами мембран становится очевидным, если сравнить испытательные давления. Обычная мембрана низкого давления рассчитана на давление 225 фунтов на квадратный дюйм, в то время как версия со сверхнизким давлением достигает того же целевого показателя качества воды всего при 150 фунтах на квадратный дюйм, что составляет снижение примерно на треть. Эта разница напрямую снижает требуемую мощность питательных насосов и уменьшает толщину стенок и, следовательно, стоимость трубопроводов и сосудов под давлением.

Типовые характеристики модели для промышленного использования

Элементы промышленного класса обычно продаются в корпусах двух размеров: 4040 и 8040, подходящих для малых, средних и крупномасштабных систем соответственно. Элемент 4040 имеет диаметр 4 дюйма и длину 40 дюймов, а элемент 8040 имеет диаметр 8 дюймов и такую ​​же длину 40 дюймов. Оба подходят к стандартным сосудам под давлением, поэтому модернизация существующей установки с обычных элементов низкого давления на элементы сверхнизкого давления обычно не требует новой конструкции корпуса.

Показатели потока пермеата представляют собой средние значения в условиях испытаний: температура подачи 25 градусов Цельсия, испытательное давление 150 фунтов на квадратный дюйм, концентрация NaCl от 500 до 2000 частей на миллион и pH 7,5. Отдельные элементы могут отклоняться от указанного среднего значения до 15 процентов, что является нормальным и учитывается при проектировании системы.

Мембрана обратного осмоса сверхнизкого давления Element Series

Каждый элемент этой серии настроен на различный баланс отвода, расхода и устойчивости к питательной воде, поэтому разработчики системы могут подобрать точную модель в соответствии со своим профилем сырой воды и ежедневным объемом производства.

УЛП-4040HR

Высокий уровень отклонения

УЛП-4040

Стандартная обязанность

УЛП-4040HF

Высокий расход

УЛП-8040-400HR

Большая система

УЛП-8040-400

Высокая производительность

Где используются мембраны обратного осмоса сверхнизкого давления

Сочетание низкого энергопотребления и надежного отвода делает это семейство мембран подходящим для широкого спектра промышленных и муниципальных водопроводов. В таблице ниже перечислены отрасли, которые используют его чаще всего, а также целевые показатели качества воды, которые обычно требуются для каждого применения.

В таких отраслях, как фотоэлектрическая промышленность, литиевые батареи, сталелитейная промышленность, производство электроэнергии, химическая промышленность, печать и крашение, а также химическая переработка угля, мембраны этого типа обычно удаляют от 95 до 99 процентов растворенных солей, коллоидов, органических веществ, бактерий и пирогенов из потока сырья, выступая в качестве основной барьерной стадии всей линии очистки воды.

Требования к предварительной обработке и обслуживанию системы

Долгосрочная и стабильная работа во многом зависит от того, что произойдет до того, как вода достигнет мембраны. Питательная вода должна соответствовать индексу плотности ила 5,0 или ниже, мутности менее 1 NTU и уровню свободного хлора менее 0,1 мг/л. Тонкопленочные композитные мембраны чувствительны к окислителям, поэтому любой остаточный хлор или сильный окислитель, оставшийся в потоке сырья, со временем повредит структуру пор мембраны, что проявляется в увеличении потока пермеата в сочетании с падением отвода соли.

Стандартная линия предварительной обработки обычно включает в себя мультимедийную фильтрацию для удаления взвешенных твердых частиц и коллоидов, адсорбцию активированным углем для удаления хлора и органических веществ, а также картриджную фильтрацию на уровне 5 микрон для улавливания оставшихся частиц. Источники с высокой жесткостью нуждаются в системе дозирования умягчителя или антинакипина, чтобы предотвратить накопление карбоната кальция и подобных накипи на поверхности мембраны.

Сколько энергии вы действительно можете сэкономить

Экономическое обоснование перехода на мембрану сверхнизкого давления почти полностью зависит от энергии насоса. Возьмем в качестве примера промышленную станцию ​​чистой воды, обрабатывающую 1000 кубических метров воды в день: снижение рабочего давления с 225 фунтов на квадратный дюйм до 150 фунтов на квадратный дюйм снижает потребность в мощности насоса высокого давления примерно на 30–40 процентов. При промышленном тарифе на электроэнергию 0,8 юаней за кВтч и 8000 рабочих часах в год это означает, по оценкам, ежегодную экономию электроэнергии от 150 000 до 250 000 юаней.

Более низкое рабочее давление также защищает оборудование вокруг мембраны. Меньшее уплотняющее напряжение на листе мембраны замедляет скорость роста перепада давления с течением времени, а меньшая механическая нагрузка на трубопроводы и клапаны продлевает срок их службы. При нормальной эксплуатации и надлежащей предварительной подготовке промышленный мембранный элемент обратного осмоса сверхнизкого давления обычно служит от 3 до 5 лет, прежде чем потребуется его замена, а для непрерывно действующих муниципальных систем совокупная экономия за этот период может значительно снизить общую стоимость владения.

Часто задаваемые вопросы