ʻO ka mana o ka reverse osmosis membrane i ka hopena mālama o nā ʻano wai like ʻole

Ma nā noi reverse osmosis (RO), ʻoi aku ka maikaʻi o ka wai hānai i ka hopena nui i ka hana membrane, ka ʻōlelo ʻana i ka flux, ka hōʻole ʻana i ka paʻakai, ka pono ʻino, ka hoʻohana ʻana i ka ikehu, a me ka hoʻomaʻemaʻe pinepine. ʻO ka wai o ka ʻili i waiwai i nā mea ʻala a me nā mea ola maoli (NOM) e hoʻoikaika i ka organik a me ka biofouling, ʻoiai ka wai o ka lepo a i ʻole nā ​​kumu brackish i hōʻike ʻia e ka paʻakikī, silica, a me nā iona metala ke kumu o ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka scaling paʻakikī. Pono ka paʻakai kiʻekiʻe o ka wai kai i nā kaomi hana kiʻekiʻe e hoʻonui ai i ka hoʻonui ʻana a me ka hoʻokumu ʻana i nā biofilm. Hiki i nā ʻōpala wai ʻino, i hoʻopiha ʻia me nā mea hoʻoheheʻe a me nā micropollutants, hiki ke hōʻino koke i nā membrane, e koi ana i ka hoʻomaʻamaʻa mua ʻana a me nā protocol hoʻomaʻemaʻe ikaika. Ma waena o kēia mau pōʻaiapili, pono ka hoʻomaʻamaʻa mua ʻana, ke koho ʻana i ka membrane kūpono, a me ka mana o ka hana i hoʻopaʻa ʻia e hoʻomau i ka pono RO a me ka lōʻihi.

Hoʻolauna
Hoʻokaʻawale ʻo Reverse osmosis (RO) i ka wai mai nā solu i hoʻoheheʻe ʻia ma o ka hoʻohana ʻana i ke kaomi hydraulic ma waena o kahi membrane semipermeable. Aia ʻo RO i kēia manawa ma kahi o 65% o ka hiki ke desalination honua, e hōʻike ana i kāna kuleana nui i ka mālama ʻana i ka wai a me ka hoʻohana hou ʻana. Eia nō naʻe, paʻakikī loa ka hana ʻana o ka membrane i ka hānai ʻana i nā hiʻohiʻona wai - ka ukana organik, ka haku mele ʻana, nā mea ʻāpana, a me ka hana biological - hiki i nā mea āpau ke hōʻemi i ka permeate flux, haʻahaʻa haʻahaʻa paʻakai, hoʻokiʻekiʻe i ka ikehu, a pōkole ke ola lawelawe membrane.

Nā ʻano wai hānai a me nā hopena
Wai ʻili
Loaʻa i nā punawai o ka ʻili (nā muliwai, nā loko) nā pae kiʻekiʻe o nā mea paʻa i hoʻopaneʻe ʻia, turbidity, a me NOM, e alakaʻi ana i ka hoʻoheheʻe ʻana o ka membrane wikiwiki a me ka hoʻopaʻa ʻana i ka spacer inā ʻaʻole i mālama ʻia. ʻAʻole hiki i ka hoʻomaʻamaʻa mua ʻana i ka wai ʻili ke hoʻopaʻa i ka hana RO, ʻoiai e hōʻiliʻili ana nā mea ʻala a me nā mea ola ma luna o nā ʻili membrane, e hoʻoulu ai i ka polarization a me ka hoʻoheheʻe ʻana.

Ka wai lepo / wai paʻakai
Hōʻike ka wai lepo paʻakai i ka paʻakai liʻiliʻi a me ka paʻakikī, e hōʻemi ana i ke kaomi osmotic i hoʻohālikelike ʻia me ka wai kai akā e hoʻonui ana i ka pilikia o ka calcium carbonate a me ka silica scaling. ʻO ka scaling silica, he mea paʻakikī ke kāohi me nā antiscalants maʻamau, e koi ana i nā hoʻolālā hoʻokele kūikawā e mālama i ka flux a pale i ka hoʻololi ʻole.

Wai kai
Ke hana nei ka wai kai RO (SWRO) i nā puʻe kiʻekiʻe (maʻamau 55-80 bar) e lanakila ai i nā kaomi osmotic o ~ 25-30 bar, e hoʻonui ai i ka makemake o ka ikehu a hoʻokūpaʻa i ka hoʻopili ʻana o ka membrane a me ka fouling. ʻO ka scaling inorganic (calcium sulfate, carbonate) a me ka biofouling ka mea maʻamau a pono e hoʻopaʻa ʻia antiscalant ikaika, ka mana biofilm, a me ka hoʻomaʻemaʻe pinepine.

Wai ʻinoʻino
ʻO ka mālama ʻana o RO i nā mea hoʻoheheʻe wai kūloko a ʻoihana paha e hoʻoponopono i nā haʻahaʻa kiʻekiʻe o nā mea hoʻoheheʻe ʻia, nā micropollutants, a me nā koena disinfectants, e alakaʻi ana i ka organik a me ka biofouling koʻikoʻi. Hōʻike ka hoʻoemi nui ʻana o ka TDS a me COD i nā ʻōpala WWTP o ka haukapila i mālama ʻia me nā membrane RO polyamide akā ʻaʻole e hoʻemi wikiwiki ʻia me ka ʻole o ka kānana preRO a me nā kūlana hana.

Nā hopena ma ka hana ʻana o ka membrane
Mechanism Fouling
Puka mai ka hoʻoheheʻe kino mai ka hoʻopili ʻia ʻana o nā pūhui organik haʻahaʻa haʻahaʻa (LMWOC) ma luna o nā ʻili o ka membrane a i loko o nā pores, ke keʻakeʻa nei i ka hiki ʻana o ka wai. ʻO ka hoʻoheheʻe inorganic e pili ana i ka ua o nā paʻakai liʻiliʻi e hiki ke hoʻoheheʻe ʻia (e laʻa, calcium carbonate, sulfate) ma ka ʻaoʻao membrane, e hana ana i nā unahi paʻa e ālai i nā pores a e hōʻino i ka papa hana. ʻO Biofouling, i alakaʻi ʻia e ka microbial attachment a me ka ulu ʻana o ka biofilm, e hōʻemi hou i ka flux a paipai i ka scaling localized.

Ka hoʻonui ʻana
ʻO ka hoʻonui ʻia ʻana o ka calcium sulfate a me ka carbonate i ka wā i ʻoi aku ka nui o nā iona paʻakikī i nā palena solubility ma ka ʻili membrane, e hoʻolalelale ʻia e ka polarization. ʻO ka silica, i loaʻa ma ke ʻano he colloidal a i ʻole nā ​​​​mea i hoʻoheheʻe ʻia, hoʻokumu i nā waihona paʻakikī a kūpaʻa e kūʻē i nā antiscalants kuʻuna, ʻoi aku hoʻi i nā ʻōnaehana RO wai paʻakai.

ʻO ka hoʻonui ʻana i nā spacers o kahi Membrane Reverse Osmosis

Hoʻoleʻe i ka Flux a me ka paʻakai
Hoʻonui ʻia ka flux permeate me ke kaomi transmembrane akā he pāpū ma muli o ka polarization a me nā hopena compaction. Hiki ke ho'ēmi i ka hōʻole ʻana ma muli o ka piʻi ʻana o ka convective hoʻoneʻe ʻana o nā solutes ma o nā hemahema a me nā papa ʻino.

Hoʻohana i ka ikehu a me ke kaomi hana
ʻO ka hoʻoulu ʻana a me ka scaling e hoʻonui i ke kūpaʻa hydraulic, e koi ana i nā kaomi hānai kiʻekiʻe e mālama i ka flux, no laila e hoʻonui ai i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu kūikawā (SEC) a me nā kumukūʻai hana. Hoʻonui pinepine ka hoʻomaʻemaʻe ʻana, hoʻohui i ka hoʻohana kemika a me ka manawa hoʻomaha.

Nā Kūlana Hoʻohaʻahaʻa
Hoʻomaʻamaʻa mua
ʻO ka hoʻomaʻamaʻa mua ʻana—coagulation, kānana media, ultrafiltration—wehe i nā ʻāpana a me ka NOM, ke kāohi ʻana i ka hiki ʻole a me ka hoʻopaʻa ʻana i ka hana RO. No ka wai ʻili, nā kānana pālua-media a me ka adsorption kalapona i hoʻāla ʻia e hōʻemi i ka hoʻouka ʻana a pale i nā modula RO i lalo.

Hoʻomaʻemaʻe a me nā Antiscalants
Hoʻomaʻemaʻe ʻia ke kino (ka holoi ʻana, ka holoi ʻana i mua) a me ke kemika (acid, alkalis, oxidants) i nā ʻano wai puna kikoʻī— nā mea ʻano, nā mea ʻole, nā biofilms—e hoʻihoʻi i ke kahe a me ka hōʻole. ʻO ka antiscalant dosing, pH adjustment, a me nā mea antifoaming e kōkua i ka pale ʻana i ka nucleation scale a me ka hoʻokumu ʻana i nā biofilm.

Hoʻololi i ka ʻili o ka membrane
ʻO nā holomua hou i ka grafting ili (e laʻa, polyacrylic acid, grapheneoxide coatings) ua hāʻawi mai i nā membrane me ka ʻoi aku ka maʻalahi, hydrophilic, a me ka hoʻopiʻi maikaʻi ʻole, e hoʻonui ana i ka pale ʻana a me ka paʻa ʻana o ka flux.

Haʻawina Hana

• ʻO ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ka wai ʻāʻī ma Tunisia: Ua hōʻike ʻia kahi mea kanu piha piha i ka hana lōʻihi me ka hoʻomaʻemaʻe manawa; hōʻike ʻia ka ʻano ʻino i nā ʻāpana organik-inorganic hui ʻia e koi ana i nā hoʻomaʻemaʻe hoʻomaʻemaʻe.
• ʻO ka hoʻoheheʻe ʻia ʻana o ka wai hoʻoheheʻe WWTP halemai: Ua hoʻemi ka polyamide RO membranes i ka TDS mai ~1 500 mg/L a i ka 90 %, akā ua hōʻole ʻia ka flux permeate e 25 % ma luna o 30 mau lā me ka ʻole o ka hoʻoponopono mua ʻana a me ka hoʻonohonoho ʻana i ke kaomi.

Nā hopena
ʻO ka maikaʻi o ka wai hānai ka mea nui e alakaʻi ana i ka hana membrane RO. Ke koi nei ka wai o ka ʻili i ka ʻōpala ikaika a me ka wehe ʻana o NOM; ʻO nā kumu paʻakai e pono ai ka silica a me ka paʻakikī; Pono ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka wai kai e hoʻohālikelike i ka hana kiʻekiʻe me ka hoʻokele scaling; ʻO ka wai ʻino e pono ai ka hoʻomaʻemaʻe mua ʻana a me ka hoʻomaʻemaʻe kūpono. Ke hoʻomau nei nā mea hou i nā mea membrane, nā ʻenehana pretreatment, a me ka nānā ʻana i ka fouling i ka manawa maoli e hoʻonui i ka hoʻoikaika RO a me ka pono ma waena o nā ʻano wai like ʻole. ʻO ka hoʻohana mau ʻana o kēia mau hoʻolālā e hōʻoia i nā hana RO hoʻomau, nā ola membrane lōʻihi, a me ka hana pono o ka permeate kiʻekiʻe.