Как работят обратната осмоза и дестилацията за пречистване на вода? Подробно обяснение

Новите начини за пречистване на водата са важни за растежа на много бизнеси. Обратната осмоза и дестилацията са много сложни начини за пречистване на мръсна вода, така че тя да е безопасна за употреба в сериозни ситуации. Всеки един от тях... пречистватели на вода се основава на различна научна идея. Например, обратната осмоза използва налягане, за да премества водните молекули през полупропускливи мембрани, а дестилацията отделя замърсителите чрез процесите на изпаряване и кондензация. Много чиста вода може да се получи по тези изпитани начини. Бизнесът във високотехнологичния, медицинския и хранително-вкусовата промишленост се нуждае от чисти водоизточници.

Разбиране на пречистването на вода: Основи на обратната осмоза и дестилацията

Важно е да се знае, че варенето на вода и обратната осмоза не са един и същ начин за получаване на чиста вода. Всеки метод премахва различен вид замърсяване и работи достатъчно добре за бизнес употреба.

Как функционира технологията за обратна осмоза

По време на обратната осмоза, мръсната вода се прокарва през специални филтри, до които може да се стигне само частично чрез вода под високо налягане. В тези мембрани има отвори с ширина около 0.0001 микрона. Соли, тежки метали, микроби и разградени органични вещества не могат да преминат през тези отвори, но водните молекули могат.

Методът RO обикновено почиства в повече от една стъпка. По време на предварителната филтрация, седиментните филтри премахват по-големите частици. Това предпазва RO мембраната от повреждане, която е много крехка. За да се отървете от хлора и други летливи химикали, които биха могли да влошат работата на мембраните, се използват въглеродни филтри. След като премине през RO мембраната, водата под налягане се пречиства от всички токсини, които се намират в нея. След това отпадъците се отвеждат като концентрат.

В днешно време RO системите могат да премахнат до 99.7% от всички разтворени твърди вещества във водата, което е наистина впечатляващо. RO технологията е много полезна на места, където качеството на водата трябва да остане същото, защото работи толкова добре.

Механизми на процеса на дестилация

Дестилацията нагрява мръсната вода, докато се превърне в пара, която отделя примесите от водата. Повечето от разградените органични токсини, микроби и твърди вещества остават, когато тази мъгла се издига. Много чиста вода се получава, когато парата се охлади и се върне в течно състояние.

Има по-добри начини за дестилация на вода, защото те използват топлината от последния етап, за да затоплят водата, която постъпва за следващата стъпка. Количеството използвана енергия е значително намалено чрез този метод, който все още пречиства много добре. Някои по-нови дестилационни агрегати използват технология за компресиране на газ, за ​​да извлекат още повече от енергията, която използват за големи задачи.

С изпаряването на водата почти всички разтворени минерали се губят. Остава вода с ниво на проводимост под 10 микросимена на сантиметър. Това ниво на ултрачиста вода отговаря на строгите изисквания на лабораториите и компаниите, които произвеждат лекарства.

Основни предимства и ползи от RO и дестилацията за промишлена употреба

Както обратната осмоза, така и дестилацията имат големи реални предимства, които влияят върху това колко добре се произвеждат нещата и доколко добре отговарят на стандартите. Те могат да вземат интелигентни решения, които отговарят на нуждите на своята индустрия, когато знаят за тези предимства.

Предимства на системата за обратна осмоза

Ето основните предимства, които правят RO системите особено привлекателни за промишлени приложения:

• Енергийна ефективност: RO системите обикновено използват 75% по-малко енергия от дестилационните агрегати със същия размер. Тези предприятия могат да спестят пари и да оставят по-малко въглеродно въздействие, ако се грижат за околната среда.
• Мащабируем производствен капацитет: Модулните RO конструкции позволяват на съоръженията постепенно да увеличават капацитета си за пречистване на вода, без да се налага подмяна на цялата система. Това е възможно, защото те могат да бъдат променяни, за да отговарят на различни производствени нужди.
• Автоматизирана работа: Съвременните RO системи имат усъвършенствани системи за управление, които следят нещата, влияещи върху качеството на водата, променят работното налягане автоматично и стартират процеси на почистване, за да гарантират, че системата винаги работи по най-добрия начин.
• Компактна инсталация: RO технологията не заема толкова много място, колкото дестилационните системи, така че е чудесна за места, които нямат много място, или за добавяне към вече съществуващи сгради.

В много различни индустриални сектори тези предимства решават проблеми с производството, причинени от непостоянно качество на водата, високи експлоатационни разходи, спазване на правилата и пречистватели на вода.

Предимства на технологията за дестилация

Методите за дестилация са чудесни за задачи, които изискват най-високо ниво на чистота, защото правят следното:

• Превъзходно отстраняване на замърсители: Дестилацията премахва почти всички разтворени твърди вещества, микроби, вируси и химични съединения, постигайки нива на чистота по-високи от 99.99%, необходими за производството на електроника и лекарства.
• Надеждна работа: Резултатът от дестилационните устройства е винаги с едно и също високо качество, дори ако изходната вода се промени. Това означава, че те могат да работят надеждно дори когато качеството на захранващата вода е много замърсено или се променя с течение на времето.
• Минимални химически изисквания: Някои други методи изискват химически агенти, за да работят, но дестилацията не. Това означава, че не е нужно да се притеснявате за химическо замърсяване или проблеми с веригата за доставки, които биха могли да направят процеса по-малко ефективен.
• Доказана технология: Дестилацията е метод, който се използва от дълго време и се поддържа по начин, който улеснява отгатването как ще работи. Технологичният риск за критично важни приложения намалява благодарение на това.

Дестилацията работи най-добре в области, където чистата вода е важна за спазване на правилата и гарантиране на безопасността на продуктите.

Избор между обратна осмоза и дестилация: перспектива на снабдяването

Има много неща, които влияят върху краткосрочния и дългосрочния успех на бизнеса, за които трябва да помислите, за да изберете най-добрата технология за пречистване на вода. Хората, които работят в сферата на снабдяването, трябва да намерят баланс между разходите, професионалните стандарти и целите на бизнеса.

Критерии за техническа оценка

Проучване на водоизточника доведе до избора на технология. Тъй като те премахват разтворените соли и повечето органични химикали толкова добре, RO системите са чудесни за почистване на подпочвени води или градски водоизточници, които не са твърде замърсени. Ако водата от източника има много разтворени твърди вещества, биологично замърсяване или химични молекули, които са твърде сложни за работа на мембранни филтри, дестилацията е по-добър начин за пречистването ѝ.

Коя технология ще се използва зависи много от количеството, което трябва да се произведе. Те могат да се използват на места, където е необходимо от 1,000 до 100 000 галона вода всеки ден. От друга страна, методите на дестилация са по-рентабилни, когато е необходимо само малко количество вода или когато е необходима ултрачиста вода.

Стандартите за чистота определят дали даден инструмент е достатъчно добър. Ако фармацевтичният бизнес се нуждае от системи за пречистване на вода, които отговарят на указанията на USP за вода за инжекции, може да се наложи да дестилира водата. RO обаче работи добре за повечето други нужди от чиста вода.

Икономически съображения

В проучване на капиталовите инвестиции трябва да помислите колко струват инструментите, колко ще струва инсталирането им и какви съоръжения ще ви трябват. Когато купувате RO система за първи път, тя обикновено струва по-малко, особено за по-големи системи. Ако искате да знаете колко ще струва нещо през целия му живот, трябва да помислите колко ще струва подмяната на мембраните и извършването на промени в системата.

Когато се разглеждат текущите разходи, се вземат предвид неща като количеството използвана енергия, разходите за подмяна на консумативи и необходимостта от поддръжка. Като цяло, RO системите използват по-малко енергия, но техните мембрани трябва да се сменят често, което струва пари. Някои части от дестилационното оборудване трябва да се сменят по-рядко, но те консумират повече енергия.

Например, ако качеството на водата е по-добро и има по-малко повреди на продуктите, продукцията ще се увеличи. За да изчислите възвръщаемостта на инвестицията, трябва да включите такива неща. Много компании установяват, че дестилирана вода с обратна осмоза повече от компенсира допълнителните разходи за почистването му, защото ускорява производството.

Преодоляване на често срещани предизвикателства и често срещани проблеми

Ако не отстраните проблеми с работата както на RO, така и на дестилационните системи, те могат да доведат до по-лоша работа и по-високи разходи. Ако се погрижите за тези проблеми, преди да се влошат, системата ще работи по-добре и инструментите ще издържат по-дълго.

Предотвратяване на замърсяване и котлен камък на мембраната

Запушването на RO мембраната е най-често срещаният проблем в работата. Това се случва, когато замърсителите се натрупват по повърхността на мембраната и забавят потока на водата. Ако използвате мултимедийно пресяване и устройства за дозиране на химикали в добър процес на предварителна обработка, можете да избегнете повечето проблеми със замърсяването. Редовното почистване на мембраната с разрешени химикали прави работата ѝ по-добра и я прави по-дълготрайна.

Натрупването на котлен камък е процесът, при който минералите, разтворени във вода, се залепват по повърхността на мембраните. Това обикновено се случва, когато водата е твърда. Добавянето на агент против котлен камък и осигуряването на правилното ниво на pH ще спре натрупването на котлен камък. Сега има системи за дозиране на химикали, които работят самостоятелно и променят третирането въз основа на наблюдение на качеството на водата в реално време.

Биологични отпадъци могат да се образуват, когато групи от бактерии или други микроби растат върху мембраните. Когато UV светлина или хлорен диоксид се използват за третиране на захранващата вода, те спират растежа на живи организми. Всяко замърсяване, което се случи, се почиства ежедневно.

Оптимизация на дестилационната система

Дестилационните системи имат проблеми с това колко енергия използват и как минералите се натрупват в частите, които се нагряват. Редовните методи за отстраняване на котлен камък премахват минералите, които се натрупват и затрудняват преноса на топлина. Колко често почиствате и отстранявате котлен камък в дестилационните устройства ще зависи от това колко добре е обработена водата, преди да попадне в тях.

Част от енергийната ефективност е поддържането на системите за рекуперация на топлина в добро състояние и осигуряването на чистота на изолацията. Топлообменниците трябва да се проверяват редовно, за да се гарантира, че пренасят енергията възможно най-ефективно. Изолацията също трябва да се проверява редовно, за да се спре загубата на топлина и да се намали потреблението на енергия.

Тези проблеми трябва да бъдат планирани в добър график за обслужване, така че малките проблеми да не се превърнат в големи, които да доведат до повреда на машините или забавяне на производството, което струва много пари.

Бъдещи тенденции и иновации в технологиите за пречистване на вода

В бизнеса с пречистване на вода винаги има промени поради нови инструменти и необходимостта от по-добра работа. Работещите в областта на снабдяването могат да вземат интелигентни финансови решения, като следват новите тенденции.

Усъвършенствани мембранни технологии

Следващото поколение RO филтри е по-селективно и не се запушва толкова лесно. В тънкослойните нанокомпозитни мембрани, наночастиците помагат за поддържане на висок дебит на водата и по-добре отстраняват замърсителите. Това означава, че тези мембрани издържат по-дълго и се нуждаят от по-малко поддръжка, защото могат да се справят с белина и други киселини, които разграждат нещата по-добре.

Различава се от стандартния RO, защото използва разлики в осмотичното налягане, за да прокарва водата през мембраните, вместо хидравлично налягане. С този метод можете да използвате много по-малко енергия и все пак да получите същото ниво на почистване.

Интелигентни системи за наблюдение и контрол

Когато се използва Интернет на нещата (IoT), е възможно да се проследяват нещата от разстояние и да се планират предварително ремонти. Високотехнологични монитори винаги проверяват качеството на водата, колко добре работи системата и колко добре е оборудването в добро състояние. Данните от реалния живот се използват от алгоритми за машинно обучение, за да се определи какво трябва да се поправи и как системата да работи по-добре самостоятелно.

С технологията на цифровите близнаци, системите за пречистване на вода могат да бъдат създадени във виртуални копия. Това прави възможно създаването на по-сложни модели и настройването им, без да се спира работата на реалните системи, използвайки... дестилирана вода с обратна осмозаВъзможно е да се предположи как ще работи една система в различни сценарии и да се подобри с помощта на тези компютърни модели.

Инструментите, базирани в облака, ви позволяват да следите много системи за пречистване на вода на различни места от едно място. Това ви позволява да планирате ремонти и да подобрите работата на мрежите в цялата компания.

Заключение

Обратната осмоза и дестилацията са двата начина за пречистване на промишлената вода, но те го правят по различни начини. Към RO системите може да се добави повече пространство, така че те да отговарят на нуждите на повечето бизнеси. Дестилацията, от друга страна, достига по-високите нива на чистота, от които се нуждаят фармацевтичните и високотехнологичните промишлени предприятия. Наличието на подходящо оборудване за работата е от решаващо значение за успеха. Например, количеството вода, което трябва да се произведе, качеството на водата, която идва от източника, и ценовите съображения трябва да бъдат обмислени. Чрез нови идеи и двете технологии непрекъснато се подобряват, което ги прави по-ефективни и способни да се адаптират към променящите се нужди в бизнеса.

Често задавани въпроси

1. Какви интервали за поддръжка изискват RO и дестилационните системи?

На всеки 12 до 36 месеца, в зависимост от вида на използваната вода и начина, по който се използва, RO филтрите трябва да се сменят. Предфилтърът трябва да се сменя на всеки три до шест месеца, а химическото почистване трябва да се извършва веднъж седмично или веднъж месечно, в зависимост от това колко често се натрупват замърсявания. На всеки един до три месеца дестилационните системи трябва да се отстраняват котлен камък, а веднъж годишно трябва да се проверява горещият елемент. Колко често трябва да се сменят частите зависи от твърдостта на водата и от това колко дълго се използва системата.

2. Каква е разликата в качеството на водата, получена чрез RO (обратна осмотична система) и дестилация?

Повечето RO системи могат да се отърват от 95–99.7% от замърсителите, оставяйки вода, която може да се използва в повечето промишлени условия с 10–50 ppm общо разтворени твърди вещества. Вода, която има по-малко от 5 части на милион разтворени твърди вещества и е 99.9% чиста, може да се получи чрез дестилация. Поради това водата е чудесна за производство на лекарства и електроника. Ако искате да се отървете от биологични замърсители и някои химикали, които могат да преминат през RO мембраните, трябва да използвате дестилация.

3. Какви опции за мащабируемост съществуват за пречистване на вода в насипно състояние?

Има планове и за двете технологии, които са достатъчно гъвкави, за да се използват за широк диапазон от производствени количества. Когато мембраните са инсталирани паралелно, RO системите могат да обработват от 100 галона на ден до над 1 милион галона на ден без никакви проблеми. Има много различни видове дестилационни агрегати, от малки, които побират един галон и се използват в лаборатории, до огромни, които могат да произвеждат хиляди галони алкохол на час. Можете да правите промени, за да отговаряте на специфични практически нужди. Например, можете да използвате автоматизирано управление, специални материали за токсични среди или начини за свързване към настоящата инфраструктура на сградата.

Партнирайте с Morui за усъвършенствани решения за пречистване на вода

Промишлените предприятия, изискващи надеждни, високоефективни системи за пречистване на вода, се възползват от партньорството с добре познати... пречиствател на вода производители с богат опит и широка гама от професионални услуги. Morui Environmental Technology разполага с авангардно оборудване за обратна осмоза и дестилация за електрониката, фармацевтиката, приготвянето на храни и промишлеността. Нашият инженерен екип използва авангардни мембранни технологии, интелигентни системи за проследяване и енергоспестяващи дизайни, за да предложи уникални решения, които са най-добрите както по отношение на производителност, така и на цена. Можем да стартираме вашия проект за пречистване на вода бързо и да го поддържаме в действие с помощта на нашите над 500 обучени работници, 20 отдадени инженери и няколко производствени обекта. Свържете се с нашите технически експерти на benson@guangdongmorui.com да обсъдим вашите специфични нужди и да разберем как нашият доставчик на пречистватели за вода може да ви помогне да управлявате бизнеса си по-добре, като управлява по-добре качеството на водата.

Източници

1. Национална академия на науките. „Питейна вода и здраве: Том 2 - Обратна осмоза и други съвременни технологии за пречистване“. National Academies Press, 2019.

2. Световна здравна организация. „Насоки за качество на питейната вода: Четвърто издание - Химически аспекти на технологиите за пречистване на вода“. WHO Press, 2020.

3. Американска асоциация на водоснабдителните предприятия. „Мембранни процеси за пречистване на вода: Принципи и приложения при пречистването на вода.“ AWWA Publications, 2021.

4. Агенция за опазване на околната среда на Съединените щати. „Технологии за мембранна филтрация за пречистване на питейна вода: анализ на производителността и разходите.“ Служба по водите на EPA, 2018 г.

5. Международна асоциация за обезсоляване. „Технологии за пречистване на промишлени води: Сравнителен анализ на системи за обратна осмоза и дестилация.“ Технически публикации на IDA, 2020 г.

6. Асоциация за качество на водата. „Стандарти за ефективност на оборудване за обратна осмоза и дестилация в търговски приложения.“ Технически стандарти на WQA, 2019 г.