В этом модуле вы узнаете об основных принципах обратного осмоса, о том, как он помогает удалять из воды растворенные твердые вещества, каковы основные функции промышленной системы обратного осмоса и как с помощью интеллектуального насоса CRE можно повысить производительность при одновременном упрощении процесса.

Осмос — это физическое явление, при котором вода проходит через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией вещества в раствор с большей концентрацией вещества. Мембрана пропускает воду, но задерживает почти все ионы и растворенные твердые вещества. Вода будет двигаться до тех пор, пока не будет достигнуто осмотическое равновесие.

Но если давление, оказываемое на концентрированный раствор, выше, чем осмотическое давление, процесс обратится вспять. Отсюда и происходит название «обратный осмос». В то время как ультрафильтрация позволяет удалить из воды взвешенные частицы, обратный осмос позволяет очистить воду от остальных растворенных загрязнителей, таких как ионы, тяжелые металлы и прочее.

Сочетание обеих технологий обычно применяется в сфере механической очистки, например, при повторном использовании воды. Самая популярная конфигурация промышленной мембраны обратного осмоса состоит из многослойного плоского листа, свернутого в цилиндр, чтобы увеличить площадь поверхности и при этом сэкономить пространство.

Затем цилиндр помещается в корпус под давлением. Поступая в корпус через впускное отверстие, вода протекает по поверхности мембраны. Очищенная вода, или пермеат, собирается в центральной трубке, а оставшаяся часть раствора, то есть концентрат, или задержанная вода, собирается в конце фильтра.

Соотношение между объемом пермеата и объемом концентрата по сравнению со входящей водой называется «коэффициент задержания». Для осуществления обратного осмоса требуется значительное давление. Это очень энергоемкий процесс.

Теперь взгляните на минимальный набор компонентов, входящих в базовую систему обратного осмоса и необходимых для ее работы: всасывающая линия с насосом для повышения давления неочищенной воды, мембрана обратного осмоса, а с другой стороны находятся два выхода, один из которых предназначен для отвода пермеата, откуда выходит чистая вода, а другой — для концентрата, или задержанной воды.

Обычно в выходе для концентрата устанавливается клапан противодавления или дроссельный клапан. Это нужно для наращивания давления внутри мембраны. Здесь также установлены два датчика потока: один в выходе для пермеата, а второй в выходе для концентрата. Они используются для уравновешивания баланса задержания.

При настройке системы клапан в выходе для концентрата будет полностью открыт и поток здесь будет полным, но в выходе для пермеата потока не будет, так как нет достаточного давления, которое позволило бы воде пересечь мембрану.

Отрегулировав клапан противодавления, давление можно повышать до достижения оптимального коэффициента задержания, который будет зависеть от конструкции системы и качества неочищенной воды, которую предстоит обработать.

Это связано с тем, что неочищенная вода может содержать различные соединения, которые могут повредить мембраны или повлиять на производительность системы.

Следующий этап — предварительная обработка воды. Если предварительную обработку не проводить, такие соединения, как карбонаты, сульфаты или растворенные соли, могут закупорить мембрану. Такой процесс называется «образование накипи».

Он может повлиять на общую производительность системы. Агрессивные же вещества, такие как хлор и хлориды, могут разрушить материал мембраны, что приведет к снижению эффективности обработки воды.

Для предварительной обработки обычно используются фильтры с активированным углем или умягчители, так как первый этап заключается в удалении следов химических веществ или в очистке поступающей воды от хлора или хлоридов до контакта с мембраной.

Альтернативной стратегией предварительной обработки является обработка воды другими химикатами, например антискалантами, при помощи дозировочных насосов.

Эффективная предварительная обработка избавит вас от множества проблем и сэкономит деньги. Однако накипь может образовываться и с течением времени, например, если неочищенная вода накапливается в мембране. Это можно контролировать, установив датчик, который измеряет дифференциальное давление между входом и выходом для концентрата блока обратного осмоса.

С увеличением количества отложений на мембране будет расти и дифференциальное давление. Когда это давление достигнет предустановленного максимума, мембрану необходимо будет очистить, например, с помощью процесса, называемого «прямая промывка». Чтобы осуществить прямую промывку, у клапана противодавления есть байпас с пилотируемым клапаном.

В нормальном режиме работы байпас перекрыт, но когда мембрану необходимо очистить, он открывается. Концентрат теперь проходит свободно, при этом в линии концентрата поток увеличивается, смывая отложения.

В некоторых областях применения используется прямая промывка неочищенной водой, в некоторых — пермеатом.

В качестве дополнительной меры предосторожности можно установить датчик проводимости. С его помощью можно измерить качество пермеата. Если целостность мембраны нарушена и через нее проходят примеси или растворенные твердые вещества, проводимость пермеата повышается, а когда ее установленный уровень превышается, система останавливается, чтобы избежать нежелательного загрязнения воды в баке пермеата.

Управлять различными функциями и компонентами бывает сложно. Как правило, этим занимаются ПЛК или внешние контроллеры, но есть и другой способ, в котором участвует интеллектуальный насос CRE.

Для еще большей безопасности можно добавить и другие компоненты, например пилотируемый клапан, чтобы перекрывать поток неочищенной воды в случае сбоя системы, переключатель давления для предотвращения работы всухую и даже переключатель уровня, чтобы убедиться, что бак не переполнен и что процесс приостановлен до тех пор, пока уровень воды в баке не снизится.

Итак, в системе обратного осмоса можно использовать интеллектуальный насос CRE, который занимает очень мало места и обеспечивает высокую производительность, что, в свою очередь, снижает стоимость каждого кубического метра обработанной воды.

У насоса понятный интерфейс, измеренные сигналы отображаются в цифровом виде, а также есть функция дистанционного мониторинга.

На этом мы завершаем модуль по основным принципам обратного осмоса и преимуществам использования интеллектуального насоса CRE, упрощающего работу с системой.