Установки обратного осмоса промышленного назначения

Вода обладает рядом уникальных свойств, одно из них - великолепная способность к растворению. Благодаря этому свойству в природе существует огромное множество видов воды, и не существует воды вовсе не содержащей примесей.

Установки для обессоливания воды на основе обратного осмоса в последнее время приобрели необычайную популярность. Это связано с тем, что в последние 20 лет увеличилась их ценовая доступность, а также рядом их преимуществ, среди которых:

• возможность удаления из воды широкого спектра загрязнений: взвешенные и коллоидные частицы, истинно растворенные вещества, бактерии и микроорганизмы и т.д.
• компактность,
• малое потребление реагентов,
• высокая степень автоматизации даже в базовой комплектации,
• при эксплуатации формируются условно чистые сточные воды, которые можно отводить в канализацию (в зависимости от региональных нормативных документов, а также качества исходной воды),

Благодаря этому обратноосмотические установки приобрели широкое распространение в промышленности и в настоящее время используется в:

• Энергетике;
• Топливной промышленности;
• Металлургии;
• Химической и нефтехимической промышленности;
• Машиностроении и металлообработке;
• Пищевой промышленности;
• Лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности;
• Медицине и др.

С использованием установок обратного осмоса можно получить воду, качество которой соответствует требованиям ряда нормативных документов, например:

• СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»;
• СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества»;
• ТИ-10-04-03-09-88 Требования к качеству воды для производства водки;
• ТИ-10-5031536-73-10 Требования к воде для производства пива и безалкогольных напитков;
• ОСТ 11 029.003-80 «ИЭТ. Вода, применяемая в производстве. Марки, технические требования, методы очистки и контроля»;
• ГОСТ 6907-72 «Вода дистиллированная. Технические условия»;
• ГОСТ 9.314-90 «Единая система защиты от коррозии и старения. Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования»;
• ГОСТ Р 52501-2005 «Вода для лабораторного анализа. Технические условия»;
• РД 24.032.01-91 «Методические указания нормы качества питательной воды и пара, организация водно-химического режима и химического контроля паровых стационарных котлов-утилизаторов и энерготехнологических котлов»;
• ГОСТ Р 55682.12-2013 «Котлы водотрубные и котельно-вспомогательное оборудование. Часть 12. Требования к качеству питательной и котельной воды»;
• РД 34.37.504-83. «Нормы качества подпиточной и сетевой воды тепловых сетей»;
• и т.д.

Назначение установок обратного осмоса

Установки обратного осмоса предназначены для удаления из воды растворенных неорганических и органических соединений, микроорганизмов, взвесей.

Принцип работы обратноосмотической установки основан на явлении обратного осмоса. Обратный осмос – это явление переноса сквозь полупроницаемую мембрану молекул растворителя (то есть воды) из более концентрированного раствора в менее концентрированный под действием давления превышающего осмотическое. При этом чем выше солесодержание исходной воды, тем выше давление необходимо создать для получения очищенной воды и, следовательно, тем выше затраты электроэнергии на создание этого давления.

В процессе обратного осмоса через полупроницаемую мембрану проходят не только молекулы воды, но и растворенные в ней газы: кислород, углекислый газ, сероводород и так далее. При этом свободный хлор, содержащийся, например, в воде из городского водопровода также, как другие газообразные вещества, не удаляется из воды при помощи обратного осмоса, к тому же хлор является сильным окислителем и способствует разрушению селективного слоя обратноосмотических мембран, а, следовательно, существенно сокращает срок службы достаточно дорогостоящих, но заменяемых мембранных элементов.

В процессе обратного осмоса в примембранном слое повышается концентрация растворенных в воде примесей, это связано с постоянным отводом очищенной воды (пермеата) из области более концентрированного водного раствора. В связи с этим установка обратноосмотического обессоливания имеет следующие особенности:

1. является проточной, поток исходной воды непрерывно разделяется на два – концентрат (поток, сконцентрировавший в себе почти все примеси, содержавшиеся в исходной воде) и пермеат (поток воды, практически лишенный примесей). Коэффициент конверсии, равный отношению величины потока пермеата к величине потока исходной воды, для промышленных установок обратного осмоса составляет 60 – 75 %, при этом в канализацию направляется от 25 до 40 % всей исходной воды, подаваемой в установку.
2. требуется удалить из воды элементы, образующие труднорастворимые соединения (ионы жесткости – кальций и магний; барий, сульфаты и т.д.), или связать их. Такая необходимость обусловлена тем, что при концентрировании водного раствора в примембранном слое, может быть превышено произведение растворимости труднорастворимого соединения и на поверхности мембраны начнут формироваться его отложения. которые способствуют снижению производительности обратноосмотической установки, а также повышению гидравлического сопротивления мембранных элементов. При существенном снижении производительности установки требуется проведение ее химической очистки. Соответственно, чем меньше в исходной воде концентрация элементов, образующих труднорастворимые соединения, тем меньше реагентов и времени необходимо будет тратить в процессе эксплуатации.

Для удаления из воды элементов, образующих труднорастворимые соединения, применяют фильтры предварительной подготовки воды (например, фильтры-умягчители для удаления ионов жесткости из воды). Однако при высокой жесткости исходной воды эксплуатационные затраты на обеспечение работоспособности фильтров-умягчителей слишком велики, поэтому для сокращения затрат на подготовку исходной воды для установки обратного осмоса можно использовать дозирование в нее антискаланта. Антискалант является ингибитором (замедлителем) процесса образования осадков труднорастворимых солей на поверхности мембран. Доза антискаланта зависит от содержания элементов, образующих осадки, но обычно не превышает 5 мг/л.

Следует отметить, что технология обратноосмотического обессоливания очень чувствительна к взвешенным и коллоидным веществам, содержащимся в исходной воде, например, ржавчине, песку, глине, органическим коллоидным веществам и др. Поэтому в качестве предварительной подготовки перед установками обратноосмотического обессоливания мы порекомендуем Вам использовать засыпные фильтры механической очистки. Поскольку вода подается на мембранные элементы под значительным давлением твердые частицы могут повредить тонкий селективный слой мембраны, после чего она перестанет выполнять свою главную функцию. Именно поэтому в состав установок производства ООО «РОСАО» входят картриджные фильтры тонкой очистки с рейтингом фильтрации 5 мкм.

Суммируя все вышеперечисленное можно выделить основные требования к качеству исходной воды для установки обратноосмотического обессоливания:

Таблица. 1. Требования к качеству исходной воды, поступающей в установку обратного осмоса.

В действительности вода, соответствующая требованиям, приведенным в таблице 1, встречается крайне редко. Поэтому для приведения показателей качества исходной воды к этим требованиям необходима система предварительной подготовки (предподготовки). Технология и оборудование системы предподготовки, а, следовательно, и объем капиталовложений в оборудование напрямую зависят от степени загрязнения и химического состава исходной воды. Крайне важно иметь достоверный химический анализ пробы исходной воды, которая будет подаваться в установку обратного осмоса. Эксплуатация установок обратного осмоса без предподготовки практически не возможна.

В систему предподготовки воды для подачи ее в установки обратного осмоса в зависимости от состава исходной воды могут входить:

• Фильтры грубой механической очистки воды;
• Засыпные фильтры механической очистки воды;
• Засыпные фильтры обезжелезивания воды;
• Засыпные фильтры дехлорирования воды;
• Фильтры умягчения воды;
• Установки ультрафильтрации воды;
• Установки УФ-обеззараживания воды;
• Станции коррекционной обработки воды;
• и др.

Базовая комплектация установок обратного осмоса

В базовую комплектацию промышленных обратноосмотических установок модели РОСАО FILM входят:

• Картриджный микрофильтр с рейтингом фильтрации 5 мкм;
• Центробежный насос высокого давления из нержавеющей стали;
• Обратноосмотические мембраны в напорных корпусах;
• Защита насоса от работы в режиме сухого хода;
• Гидрозаполненные манометры на напорной линии установки;
• Датчики расхода на пермеатной и концетратной линиях;
• Система ручной регулировки рабочих параметров;
• Система задержки и плавного включения насоса;
• Сброс первой порции пермеата;
• Цифровой измеритель проводимости пермеата;
• Рама из нержавеющей стали;
• Напорные коллекторы из нержавеющей стали;
• Рабочие трубопроводы из PVC-U;
• Система автоматического управления установкой на базе контроллера SIEMENS LOGO.
• Станция химической очистки установки без нагревательного элемента.

Опции

• Система предподготовки перед установкой обратного осмоса;
• Расширенная система управления и контроля на базе промышленного контроллера SIEMENS SIMATIC с сенсорным дисплеем;
• Диспетчеризация процесса управления оборудования с выводом на компьютер инженера-технолога или оператора;
• Насосное оборудование;
• Система подогрева для станции химической очистки установки;
• Частотное регулирование работы насосного оборудования;
• Емкости чистой и/или исходной воды.

Модельный ряд установок РОСАО FILM

Модельный ряд стандартных установок промышленного назначения РОСАО FILM и их технические характеристики приведены в таблице 2.

Несмотря на наличие ряда стандартного оборудования, каждая установка обратноосмотического обессоливания, подбирается нашими специалистами индивидуально по конкретному анализу качества исходной воды, что позволяет гарантировать, работоспособность каждой детали, входящей в состав Вашей установки РОСАО FILM на воде, имеющейся на Вашем объекте, а также позволяет нам прогнозировать качество очищенной воды и долговечность работы установки.

Гарантийный срок на оборудование, а также на качество очищенной воды составляет 12 месяцев со дня ввода оборудования в эксплуатацию и может быть увеличен по Вашему желанию.

Срок службы оборудования составляет 10 лет.

Таблица 2. Технические характеристики установок РОСАО FILM