V čase, keď sa vodné zdroje stávajú stále vzácnejšími a požiadavky na kvalitu vody sa neustále zvyšujú, technológia reverznej osmózy (RO) sa stala jednou zo základných technológií v oblasti úpravy vody s účinným separačným výkonom. Ako kľúčová súčasť v systéme reverznej osmózy, aby sa zabezpečilo plynulé zbery a prepravu vyrobenej vody, výkonnosť nosiča membránového prvku RO priamo ovplyvňuje prevádzkovú účinnosť, vyrába kvalitu vody a životnosť prevádzky celého systému.
1. Základné znalosti Ro membránové prvok prenosný nosič
1.1 Definícia a funkcia
RO membránový prvok produkovaný vodným nosičom je štrukturálna zložka vo vnútri membránového prvku reverznej osmózy používaného na zhromažďovanie a prenos čistej vody (produkovanej vody), ktorá prechádza cez Membránu RO. Jeho hlavnou funkciou je bezpečne a efektívne sprevádzať produkovanú vodu oddelenú membránou RO od vnútornej strany membránového prvku po výstupný výtok systému, pričom sa vyhýba miešaniu vyrobenej vody s vstupnou vodou a koncentrovanou vodou, aby sa zabezpečila čistota produkovanej kvality vody. Z mikroskopického hľadiska je vodný nosič ako presný „veliteľ vodnej cesty“, ktorý plánuje riadnú prietokovú cestu molekúl vody; Z makroskopického hľadiska je dôležitou bariérou na udržanie stabilnej prevádzky systému reverznej osmózy a zabezpečenie kvality vyrobenej vody.
1.2 Stav v systéme reverznej osmózy
Systém reverznej osmózy sa skladá hlavne z membránových prvkov RO, tlakových ciev, systémov vstupu vody, riadiacich systémov atď. A vodný nosič Membrány RO je jednou z jadrových zložiek vo vnútri membránového prvku. Ak je membránový prvok RO porovnávaný s „srdcom“ systému reverznej osmózy, vodný nosič je „krvné cievy“ spájajúce srdce a iné orgány. Súvisí to nielen s účinnosťou zberu vyrobenej vody, ale tiež hrá kľúčovú úlohu pri výkone membránového prvku. Vysoko kvalitné vodné nosiče môžu znížiť odolnosť vyrábanej vody prietoku a znížiť prevádzkový tlak systému, čím sa rozširuje životnosť Membrány RO; Naopak, ak nosič vody nie je navrhnutý primerane alebo zlej kvality, môže to viesť k nerovnomernému prietoku vody a nadmernému miestnemu tlaku, urýchliť znečistenie a poškodenie membránového prvku a potom ovplyvniť prevádzkovú stabilitu a ekonomickú účinnosť celého systému reverznej osmózy.
2. Technické princípy nosiča membránového prvku RO
2.1 Mechanizmus prenosu vody
Proces prenosu vody vodného nosiča membránového prvku RO je založený na princípe mechaniky tekutín. Keď surová voda prechádza cez RO membránu pod tlakom, molekuly vody prenikajú do membránových pórov do vodného kanála a špeciálna štruktúra vo vodnom nosiči poskytuje prenosovú cestu pre tieto molekuly vody. Bežní nosiče vody používajú sieťové alebo pórovité štruktúry a tieto malé kanály môžu účinne viesť tok vody. Tok molekúl vody vo vodnom nosiči je ovplyvnený faktormi, ako je veľkosť kanála, drsnosť a zakrivenie. Napríklad, hoci menšia veľkosť kanála môže zväčšiť kontaktnú plochu medzi vodou a nosičom, čo pomáha rovnomerne zhromažďovať vodu, zvýši sa aj odpor prúdu vody; a príliš drsná vnútorná stena kanála spôsobí vírivé prúdy v prietoku vody, čo ovplyvňuje stabilitu prietoku vody. Aby sa dosiahol efektívny prenos, musí byť konštrukcia vodného nosiča optimalizovaná z hľadiska veľkosti kanála, tvaru a drsnosti vnútornej steny, aby sa zabezpečilo, že voda sa dá rýchlo a hladko prepravovať z vnútornej strany membránového prvku do výstupu.
2.2 Synergia s prvkami Membrány RO
Medzi vodným nosičom membránového prvku RO a Membránom RO je úzky synergický vzťah. Membrána RO je zodpovedná za zachytenie nečistôt, ako sú soľ, organické látky a mikroorganizmy v surovej vode, zatiaľ čo vodný nosič je zodpovedný za zhromažďovanie a prepravu vody, ktorá prechádza včasnou membránou RO. Táto synergia sa odráža v mnohých aspektoch: na jednej strane musí konštrukčný návrh vodného nosiča zladiť usporiadanie Membrány RO, aby sa zabezpečilo rovnomerné zhromaždenie vody. Napríklad v membránovom prvku špirálovitého vinutia je vodný nosič zvyčajne špirálovitý okolo centrálneho potrubia zberu vody a pevne zapadá do membrány, aby sa zabezpečilo, že voda produkovaná každou časťou membrány môže hladko vstúpiť do vodného kanála; Na druhej strane, výber materiálu vodného nosiča by mal zvážiť chemickú kompatibilitu s Membránou RO, aby sa predišlo poškodeniu Membrány RO v dôsledku chemických reakcií medzi materiálmi. Charakteristiky toku vodného nosiča ovplyvnia aj hydraulické podmienky na povrchu membrány RO. Primeraný prenos vody môže znížiť fenomén polarizácie koncentrácie na povrchu membrány a zlepšiť účinnosť separácie a schopnosť anti-znečistenia Membrány RO.
3. Štrukturálny návrh a výber materiálu RO membránového prvku prebiehajúceho nosiča
3.1 Bežné konštrukčné typy
3.1.1 Vodný nosič špirály
Membránové prvky špirálového vŕbaného sú najpoužívanejšími typmi membránových prvkov. Ich vodné nosiče sa zvyčajne skladajú z vodiacej siete a centrálneho potrubia zberu vody. Vodičská sieť je všeobecne vyrobená z polypropylénu, ktorý má určitú pórovitosť a tuhosť. Môže poskytnúť prietokový kanál pre vyrobenú vodu a zohrávať úlohu pri podpore membrány. Tvar, veľkosť, veľkosť a usporiadanie vodiacej siete majú dôležitý vplyv na rovnomerné rozdelenie a odolnosť proti prietoku vyrobenej vody. Centrálne potrubie zberu vody je konečným bodom zberu vyrobenej vody. Zvyčajne sa vyrába z poréznej nehrdzavejúcej ocele alebo polyvinylchloridu. Malé otvory rovnomerne rozložené na jeho povrchu môžu rýchlo zaviesť vyrobenú vodu zozbieranú vodiacou sieťou do potrubia a nakoniec ju prepraviť do systému systému.
3,1.2 Dutiny Fiber Water Nosič
Štruktúra vodného nosiča membránového prvku dutého vlákna RO sa líši od štruktúry typu špirálového vŕbky. V membránových prvkoch dutých vlákien sa do tlakovej nádoby integruje veľké množstvo zväzkov dutých vlákien membrány a vodný nosič je zodpovedný hlavne za vedenie vody produkovanej membránou z dutých vlákien z vnútornej dutiny membrány do výstupu membránového prvku. Zvyčajne je jeden koniec membrány z dutých vlákien utesnený a druhý koniec je pripojený k koncu zberu vody a voda tečie priamo do zberu vody koncom vnútornej dutiny membrány. Aby sa zlepšila účinnosť zberu vody, koniec zberu vody často prijíma špeciálny konštrukčný dizajn, ako je pórovitá doska alebo dutina zberu vody, aby sa zabezpečilo, že voda produkovaná každou membránou sa môže rýchlo a rovnomerne zbierať.
3.2 Materiálové charakteristiky a požiadavky
Výber materiálu vodného nosiča membránového prvku RO je veľmi dôležitý, čo priamo ovplyvňuje výkonnosť a životnosť vodného nosiča. Ideálny materiál na nosič vody by mal mať tieto vlastnosti:
Chemická stabilita: Môže odolávať erózii rôznych chemických činidiel (ako sú antiskalanty a baktericídy bežne používané v systémoch reverznej osmózy), nereaguje chemicky s vodou a vyhýba sa znečisteniu kvality vody vody. Bežné materiály s dobrou chemickou stabilitou zahŕňajú polypropylén, polyvinylidén fluorid (PVDF) atď.
Mechanická pevnosť: Má dostatočnú pevnosť a tuhosť, aby odolala určitému nárazu tlaku a toku vody počas prevádzky systému reverznej osmózy a nie je ľahké deformovať alebo poškodiť. Napríklad vo vysokotlakovom systéme reverznej osmózy musí vodný nosič odolať vyššiemu vnútornému tlaku, takže mechanická pevnosť materiálu je potrebná vyššia.
Odolnosť proti mikrobiálnej kontaminácii: Keďže sa mikroorganizmy ľahko chovajú počas prevádzky systému reverznej osmózy, materiál na nosič vody by mal mať určitú schopnosť odolávať mikrobiálnemu pripojeniu a reprodukcii, aby sa znížil vplyv mikrobiálnej kontaminácie na kvalitu výroby vody a prevádzky systému. Niektoré materiály podstúpi špeciálne ošetrenie, ako napríklad pridanie antibakteriálnych látok alebo modifikácia povrchu, aby sa zlepšila ich rezistencia na mikrobiálnu kontamináciu.
Teplotný odpor: Môže sa prispôsobiť rôznym prevádzkovým teplotám systému reverznej osmózy. Všeobecne povedané, prevádzková teplota systému reverznej osmózy je medzi 5 ℃ a 45 ℃ a materiál na nosič vody si musí udržiavať stabilný výkon v tomto teplotnom rozsahu bez deformácie, zmäkčovania alebo ohĺbenia.
4. Aplikačné scenáre nosiča Membrány RO membrány
4.1 Priemyselné úpravy vody
V priemyselnej výrobe má veľa priemyselných odvetví prísne požiadavky na kvalitu vody a široko sa používajú technológia reverznej osmózy a membránové nosiče membránových prvkov.
Energetický priemysel: Ošetrenie vodou kotla v tepelných elektrárňach je jedným z dôležitých scenárov aplikácií vodných nosičov RO membránových prvkov. Aby sa zabránilo škálovaniu a korózii kotla, je potrebná voda s vysokou čistotou ako napájacia voda. Vodné nosiče RO membránových prvkov môžu účinne zhromažďovať a prenášať vodu vyrobenú po ošetrení reverznej osmózy, poskytovať kotla s vodnými zdrojmi, ktoré spĺňajú požiadavky na kvalitu vody, zabezpečujú bezpečnú a stabilnú prevádzku kotlov a zlepšujú účinnosť výroby energie.
Elektronický priemysel: Požiadavky na kvalitu vody vo výrobnom procese elektronických čipov sú extrémne vysoké a je potrebná ultrapúrová voda. Ako kľúčové spojenie pri príprave ultrapurovej vody, výkon vodného nosiča systému reverznej osmózy priamo ovplyvňuje kvalitu a stabilitu vody. Vysoko kvalitných vodných nosičov môžu zabezpečiť nízky obsah nečistoty a vysokú čistotu vyrobenej vody, spĺňať prísne požiadavky na výrobu elektronických čipov pre kvalitu vody a zabezpečujú kvalitu a výnos výrobkov.
Chemický priemysel: Pri chemickej produkcii si veľa chemických reakcií vyžaduje použitie čistej vody ako rozpúšťadla alebo reakčného média. V systéme úpravy vody v chemickom priemysle môže vodný nosič membrány RO stabilne transportovať vodu produkovanú po ošetrení reverznej osmózy do každého výrobného spojenia, čo poskytuje spoľahlivú záruku zdroja vody na výrobu chemikálií a zároveň znižuje poruchy zariadenia a kolísanie kvality produktu spôsobené problémami s kvalitou vody.
4.2 Občianske a komerčné oblasti čistenia vody
So zlepšením životnej úrovne ľudí sa pozornosť na kvalitu pitnej vody naďalej zvyšuje a technológia reverznej osmózy a vodné nosiče RO membránových prvkov sa tiež široko používajú v občianskych a komerčných zariadeniach na čistenie vody.
Čistiteľ vody pre domácnosť: Čistifikátory vodnej vody pre domácnosť Reverzné osmózy odstraňujú škodlivé látky vo vode cez Membránové prvky RO a vodný nosič zhromažďuje a prepravuje vyčistenú vodu do kohútika, aby sa zabezpečilo bezpečnú a zdravú pitnú vodu pre rodiny. Návrh vodného nosiča musí zvážiť miniaturizáciu, ľahkosť a kompatibilitu s celkovou štruktúrou čističa vody v domácnosti, pričom sa zabezpečuje hygiena a bezpečnosť vody.
Komerčné vybavenie na čistenie vody: Na verejných miestach, ako sú školy, nemocnice a kancelárske budovy, komerčné vybavenie na čistenie vody poskytuje pitnú vodu pre veľké množstvo ľudí. Tieto zariadenia zvyčajne potrebujú spracovať veľké množstvo vody a vyžadujú vyšší výber vodného zberu vody a prenosu vodného nosiča membránového prvku RO. Okrem toho je rozhodujúca aj pohodlie prevádzkovej stability a údržby komerčných zariadení na čistenie vody. Konštrukčný dizajn a výber materiálu vodného nosiča musia tieto faktory úplne zvážiť, aby sa znížili náklady na údržbu a prestoje zariadenia.
4.3 Pole odsoľovania morskej vody
Odsoľovanie morskej vody je jedným z dôležitých spôsobov, ako vyriešiť nedostatok sladkovodných zdrojov. Technológia odsoľovania morskej vody reverznej osmózy sa stala metódou odsoľovania morskej vody v hlavnej účinnosti a úspory energie. V systéme odsoľovania morskej vody čelí vodnému nosiči RO membrány čelí závažnejšiemu pracovnému prostrediu a musí odolávať korózii morskej vody s vysokým slastvom a tlaku spôsobeným vysokotlakovou prevádzkou. Preto vodný nosič používaný na odsoľovanie morskej vody venuje väčšiu pozornosť odolnosti proti korózii a vysokej pevnosti pri výbere materiálu a konštrukcii konštrukcie. Napríklad sa na výrobu potrubia centrálneho zberu vody používa špeciálny zliatinový materiál odolný voči korózii a vykonáva sa povrchová protiorózna ošetrenie diverznej siete, aby sa zabezpečilo, že vodný nosič môže stabilne pracovať stabilne v systéme odsoľovania morskej vody a účinne zhromažďovať a vysielať odsoľovanú sladkú vodu.
5. Vývojový trend nosiča membránových prvkov RO
5.1 Štrukturálna optimalizácia a inovácia
V budúcnosti sa štruktúra vodného nosiča membránových prvkov RO vyvinie optimalizovanejším a inovatívnejším smerom. Prostredníctvom simulačnej technológie počítačovej tekutiny (CFD) je distribúcia prietoku vody vo vodnom nosiči presne analyzovaná, aby sa navrhol primeranejší tvar a veľkosť kanála, ďalej znižuje odolnosť výroby vody a zlepšuje rovnomernosť výroby vody. Napríklad vyvíjajte vodné nosiče s bionickými štruktúrami, aby sa napodobňovali účinné štruktúry prenosu tekutín v prírode, ako sú rastlinné žily alebo živočíšne krvné cievy, aby sa dosiahol efektívnejší prenos výroby vody. Modulárny a integrovaný dizajn nosiča vody sa tiež stane trendom, ktorý je vhodný pre inštaláciu, údržbu a výmenu a zlepšuje celkový výkon a spoľahlivosť systému reverznej osmózy.
5.2 Výskum a aplikácia nových materiálov
S nepretržitým vývojom vedy o materiáloch sa nové materiály postupne aplikujú na vodné nosiče membránových prvkov RO. Očakáva sa, že materiály so špeciálnymi vlastnosťami, ako sú nanomateriály a inteligentné materiály, sa stanú novými voľbami pre nosiče vody. Napríklad nanokompozity majú vynikajúce mechanické vlastnosti, chemickú stabilitu a antikologické vlastnosti, ktoré môžu účinne zlepšiť životnosť servisu a schopnosť proti znečisťovania vodných nosičov; Inteligentné materiály môžu automaticky upravovať svoj vlastný výkon podľa zmien v podmienkach prostredia. Napríklad materiály reagujúce na teplotu môžu meniť povrchové vlastnosti pri rôznych teplotách, znížiť mikrobiálne pripojenie a znížiť riziko znečistenia nosičov vody. Okrem toho sa výskum a vývoj degradovateľných materiálov stane aj horúcou témou na riešenie problémov so znečistením životného prostredia spôsobené opustením tradičných vodných nosičov.
5.3 Inteligentné a automatizované monitorovanie
Aby sa lepšie zabezpečilo prevádzku systému reverznej osmózy, vodný nosič RO membrány sa vyvinie v smere inteligentného a automatizovaného monitorovania. Inštaláciou senzorov na vodný nosič sa môže vykonať monitorovanie prietoku vody, teploty a ďalších parametrov v reálnom čase, aby sa včas odhalili abnormálne podmienky nosiča vody, ako je blokáda a únik. V kombinácii s analýzou veľkých údajov a technológiou umelej inteligencie sa údaje o monitorovaní hlboko ťaží a analyzujú, aby sa predpovedali zmeny výkonnosti a riziká zlyhania nosiča vody, aby sa dosiahla včasné varovanie a aktívna údržba. Inteligentný vodný nosič môže byť tiež spojený s riadiacim systémom systému reverznej osmózy, aby automaticky upravil prevádzkové parametre systému podľa situácie výroby vody, aby sa zlepšila prevádzková účinnosť systému a kvalita vody.
Copyright © Zhejiang Herovo New Materials Co., Ltd. Výrobcovia osnovných pletenín na mieru
www.herovo.com
