I en tid hvor vannressursene blir stadig knappere og kravene til vannkvaliteten stadig øker, har omvendt osmose (RO) -teknologi blitt en av kjerneteknologiene innen vannbehandling med den effektive separasjonsytelsen. Som en nøkkelkomponent i det omvendte osmosesystemet for å sikre jevn innsamling og transport av produsert vann, påvirker ytelsen til RO -membranelementet permeatbærer direkte driftseffektiviteten, produsert vannkvalitet og levetid for hele systemet.
1. Grunnleggende kunnskap om Ro membranelement permeatbærer
1.1 Definisjon og funksjon
RO -membranelement produsert vannbærer er en strukturell komponent inne i det omvendte osmosemembranelementet som brukes til å samle og overføre rent vann (produsert vann) som passerer gjennom RO -membranen. Hovedfunksjonen er å lede det produserte vannet atskilt med RO -membranen fra innsiden av membranelementet til systemuttaket trygt og effektivt, samtidig som du unngår blanding av produsert vann med innløpsvann og konsentrert vann for å sikre renheten til den produserte vannkvaliteten. Fra et mikroskopisk perspektiv er vannbæreren som en presis "vannveis kommandør" som planlegger den ordnede strømningsveien til vannmolekyler; Fra et makroskopisk perspektiv er det en viktig barriere for å opprettholde den stabile driften av det omvendte osmosesystemet og sikre kvaliteten på det produserte vannet.
1.2 Status i det omvendte osmosesystemet
Det motsatte osmosesystemet er hovedsakelig sammensatt av RO -membranelementer, trykkbeholdere, vanninnløpssystemer, kontrollsystemer, etc., og RO -membranelementet vannbærer er en av kjernekomponentene inne i membranelementet. Hvis RO -membranelementet sammenlignes med "hjertet" i det motsatte osmosesystemet, er vannbæreren "blodkaret" som forbinder hjertet og andre organer. Det er ikke bare relatert til innsamlingseffektiviteten til det produserte vannet, men spiller også en nøkkelrolle i utførelsen av membranelementet. Vannbærere av høy kvalitet kan redusere strømningsmotstanden til det produserte vannet og redusere driftstrykket til systemet, og dermed forlenge levetiden til RO-membranen; Tvert imot, hvis vannbæreren ikke er designet rimelig eller av dårlig kvalitet, kan det føre til ujevn vannstrøm og overdreven lokalt trykk, akselerere forurensningen og skaden på membranelementet, og deretter påvirke driftsstabiliteten og den økonomiske effektiviteten til hele det omvendte osmosesystemet.
2. Tekniske prinsipper for RO -membranelement permeatbærer
2.1 Vannoverføringsmekanisme
Vannoverføringsprosessen til RO -membranelementets vannbærer er basert på prinsippet om væskemekanikk. Når råvannet passerer gjennom RO -membranen under trykk, trenger vannmolekylene inn i membranporene inn i vannkanalen, og den spesielle strukturen inne i vannbæreren gir en transmisjonssti for disse vannmolekylene. Vanlige vannbærere bruker nett eller porøse strukturer, og disse bittesmå kanalene kan effektivt lede vannstrømmen. Strømmen av vannmolekyler i vannbærerkanalen påvirkes av faktorer som kanalstørrelse, ruhet og krumning. Selv om en mindre kanalstørrelse for eksempel kan øke kontaktområdet mellom vannet og bæreren, som hjelper til med å samle vannet jevnt, vil det også øke vannstrømningsmotstanden; og en altfor grov kanal indre vegg vil forårsake virvelstrømmer i vannstrømmen, noe som påvirker stabiliteten til vannstrømmen. For å oppnå effektiv overføring, må utformingen av vannbæreren optimaliseres når det gjelder kanalstørrelse, form og indre vegg ruhet for å sikre at vannet raskt og glatt transporteres fra innsiden av membranelementet til utløpet.
2.2 Synergi med RO -membranelementer
Det er et nært synergistisk forhold mellom vannbæreren til RO -membranelementet og RO -membranen. RO -membranen er ansvarlig for å avskjære urenheter som salt, organisk materiale og mikroorganismer i råvannet, mens vannbæreren er ansvarlig for å samle og transportere vannet som passerer gjennom RO -membranen på en riktig måte. Denne synergien gjenspeiles i mange aspekter: På den ene siden må den strukturelle utformingen av vannbæreren samsvare med arrangementet av RO -membranen for å sikre at vannet kan samles jevnt. For eksempel, i et spiral-sår RO-membranelement, blir vannbæreren vanligvis spiralt viklet rundt det sentrale vanninnsamlingsrøret og passer tett med membranen for å sikre at vannet produsert av hver del av membranen jevnt kan komme inn i vannkanalen; På den annen side bør materialvalget av vannbæreren vurdere den kjemiske kompatibiliteten med RO -membranen for å unngå skade på RO -membranen på grunn av kjemiske reaksjoner mellom materialene. Strømningsegenskapene til vannbæreren vil også påvirke de hydrauliske forholdene på overflaten av RO -membranen. Rimelig vannoverføring kan redusere konsentrasjonspolarisasjonsfenomenet på membranoverflaten og forbedre separasjonseffektiviteten og anti-forurensningsevnen til RO-membranen.
3. Strukturell design og materialvalg av RO -membranelement permeatbærer
3.1 Vanlige strukturelle typer
3.1.1 Spiralwound vannbærer
Spiral-sår RO-membranelementer er de mest brukte membranelementtypene. Deres vannbærere er vanligvis sammensatt av et guidetett og et sentralt vanninnsamlingsrør. Veiledningsnettet er vanligvis laget av polypropylen, som har en viss porøsitet og stivhet. Det kan gi en strømningskanal for det produserte vannet og spille en rolle i å støtte membranen. Mesh -formen, størrelsen og arrangementet av guidens nett har en viktig innflytelse på den ensartede fordelingen og strømningsmotstanden til det produserte vannet. Det sentrale vanninnsamlingsrøret er det endelige innsamlingspunktet for det produserte vannet. Det er vanligvis laget av porøst rustfritt stål eller polyvinylklorid. De små hullene som er jevnt fordelt på overflaten, kan raskt introdusere det produserte vannet som er samlet inn av føringsnettet inn i røret og til slutt transportere det til systemuttaket.
3.1.2 Hul fibervannbærer
Vannbærerstrukturen til det hule fiber RO-membranelementet er forskjellig fra den av spiral-sårtypen. I hule fibermembranelementer er et stort antall hule fibermembranbunter integrert i et trykkbeholder, og vannbæreren er hovedsakelig ansvarlig for å lede vannet produsert av hul fibermembranen fra det indre hulrommet til membranen til utløpet av membranelementet. Vanligvis er den ene enden av den hule fibermembranen forseglet, og den andre enden er koblet til vanninnsamlingsenden, og vannet strømmer direkte inn i vanninnsamlingen ender gjennom membranens indre hulrom. For å forbedre vanninnsamlingseffektiviteten, vedtar vanninnsamlingsenden ofte en spesiell strukturell design, for eksempel en porøs plate eller et vanninnsamlingshulrom, for å sikre at vannet som produseres av hver membran kan raskt og jevnt samles.
3.2 Materielle egenskaper og krav
Materialvalget av vannbæreren til RO -membranelementet er veldig viktig, noe som direkte påvirker ytelsen og levetiden til vannbæreren. Det ideelle vannbærermaterialet skal ha følgende egenskaper:
Kjemisk stabilitet: Den tåler erosjonen av forskjellige kjemiske midler (for eksempel antiskalanter og bakterikere som vanligvis brukes i omvendt osmosesystemer), reagerer ikke kjemisk med vannet, og unngår forurensning av vannkvaliteten på vannet. Vanlige materialer med god kjemisk stabilitet inkluderer polypropylen, polyvinylidenfluorid (PVDF), etc.
Mekanisk styrke: Den har tilstrekkelig styrke og stivhet til å motstå visse trykk- og vannstrømningseffekter under driften av det omvendte osmosesystemet, og er ikke lett å deformere eller skade. For eksempel, i et høyt trykk omvendt osmosesystem, må vannbæreren tåle høyere indre trykk, så den mekaniske styrken til materialet er nødvendig for å være høyere.
Motstand mot mikrobiell forurensning: Siden mikroorganismer lett blir avlet opp under driften av det omvendte osmosesystemet, bør vannbærermaterialet ha en viss evne til å motstå mikrobiell tilknytning og reproduksjon for å redusere effekten av mikrobiell forurensning på kvaliteten på vannproduksjon og systemdrift. Noen materialer vil gjennomgå spesiell behandling, for eksempel tilsetning av antibakterielle midler eller overflatemodifisering, for å forbedre deres resistens mot mikrobiell forurensning.
Temperaturmotstand: Den kan tilpasse seg forskjellige driftstemperaturområder i det motsatte osmosesystemet. Generelt sett er driftstemperaturen i det omvendte osmosesystemet mellom 5 ℃ og 45 ℃, og vannbærermaterialet må opprettholde stabil ytelse innenfor dette temperaturområdet uten deformasjon, mykgjøring eller fordring.
4. Applikasjonsscenarier for RO -membranelementet permeatbærer
4.1 Industrielt vannbehandlingsfelt
I industriell produksjon har mange bransjer strenge krav til vannkvalitet, og omvendt osmoseteknologi og RO -membranelementvannbærere har blitt mye brukt.
Kraftindustri: Kjelefôrvannbehandling i termiske kraftverk er et av de viktige applikasjonsscenariene til RO -membranelementets vannbærere. For å forhindre skalering av kjel og korrosjon, kreves vann med høy renhet som fôrvann. RO -membranelement Vannbærere kan effektivt samle inn og overføre vann produsert etter omvendt osmosebehandling, gi kjeler vannkilder som oppfyller krav til vannkvalitet, sikrer sikker og stabil drift av kjeler og forbedrer effektiviteten til kraftproduksjon.
Elektronisk industri: Kravene til vannkvalitet i produksjonsprosessen med elektroniske brikker er ekstremt høye, og ultrapurvann er nødvendig. Som en nøkkelkobling i fremstilling av ultrapurvann påvirker ytelsen til vannbæreren til det omvendte osmosesystemet direkte kvaliteten og stabiliteten til vannet. Vannbærere av høy kvalitet kan sikre lavt urenhetsinnhold og høy renhet av vannet som produseres, oppfyller de strenge kravene til elektronisk brikkeproduksjon for vannkvalitet og sikre produktkvalitet og utbytte.
Kjemisk industri: I kjemisk produksjon krever mange kjemiske reaksjoner bruk av rent vann som et løsningsmiddel eller reaksjonsmedium. I vannbehandlingssystemet i den kjemiske industrien kan RO -membranelementets vannbærer stabilt transportere vannet som produseres etter omvendt osmosebehandling til hver produksjonslenke, og gi en pålitelig vannkildegaranti for kjemisk produksjon, samtidig som det reduserer svikt i produktkvaliteten forårsaket av vannkvalitetsproblemer.
4.2 Civil and Commercial Water Rensing Fields
Med forbedring av folks levestandard fortsetter oppmerksomheten på kvaliteten på drikkevann å stige, og omvendt osmoseteknologi og RO -membranelementvannbærere er også mye brukt i sivilt og kommersielt vannrensingsutstyr.
Husholdningsvannsrenser: Husholdningens omvendte osmose Vannrensere fjerner skadelige stoffer i vann gjennom RO -membranelementer, og vannbæreren samler seg og transporterer det rensede vannet til springen for å gi trygt og sunt drikkevann til familier. Utformingen av vannbæreren må vurdere miniatyrisering, letthet og kompatibilitet med den generelle strukturen til husholdningsvannsrenser, samtidig som du sikrer hygiene og sikkerheten til vannet.
Kommersielt vannrensingsutstyr: På offentlige steder som skoler, sykehus og kontorbygg, gir kommersielt vannrensingsutstyr drikkevann for et stort antall mennesker. Disse enhetene trenger vanligvis å behandle en stor mengde vann, og krever høyere vanninnsamling og overføringsfunksjoner for RO -membranelementets vannbærer. I tillegg er den operasjonelle stabiliteten og vedlikeholdskonferansen for kommersielt vannrensingsutstyr også avgjørende. Strukturell design og materialvalg av vannbæreren må vurdere disse faktorene fullt ut for å redusere vedlikeholdskostnadene og driftsstansen til utstyret.
4.3 Avsaltningsfelt av sjøvann
Avsalting av sjøvann er en av de viktige måtene å løse mangelen på ferskvannsressurser. Omvendt osmosisavsaltningsteknologi for sjøvann har blitt den mainstream avsaltningsmetoden for sjøvann på grunn av dens høye effektivitet og energisparing. I avsaltingssystemet for sjøvann står RO-membranelementets vannbærer overfor et mer alvorlig arbeidsmiljø og må motstå korrosjonen av sjøvann med høyt saltholdig og trykket forårsaket av høytrykksdrift. Derfor legger vannbæreren som brukes til avsalting av sjøvann mer oppmerksomhet på korrosjonsmotstand og høy styrke i materialvalg og strukturell design. For eksempel brukes et spesielt korrosjonsbestandig legeringsmateriale for å lage det sentrale vannsamlingsrøret, og overflaten antikorrosjonsbehandling av avledningsnettet utføres for å sikre at vannbæreren kan fungere stabilt i lang tid i avsaltningssystemet for sjøvann og effektivt samle og overføre avsalt friskt vann.
5. Utviklingstrenden for RO -membranelement permeatbærer
5.1 Strukturell optimalisering og innovasjon
I fremtiden vil strukturen til RO -membranelementets vannbærer utvikle seg i en mer optimalisert og nyskapende retning. Gjennom Computer Fluid Dynamics (CFD) simuleringsteknologi analyseres vannstrømningsfordelingen inne i vannbæreren nøyaktig, for å designe en mer fornuftig kanalform og størrelse, reduserer strømningsmotstanden i vannproduksjonen ytterligere og forbedrer enhetligheten i vannproduksjonen. Utvikle for eksempel vannbærere med bioniske strukturer for å etterligne effektive væskeoverføringsstrukturer i naturen, for eksempel planteårer eller dyreblodkar, for å oppnå mer effektiv overføring av vannproduksjon. Modulær og integrert vannbærerdesign vil også bli en trend, som er praktisk for installasjon, vedlikehold og utskifting, og forbedrer den generelle ytelsen og påliteligheten til det omvendte osmosesystemet.
5.2 Forskning og anvendelse av nye materialer
Med kontinuerlig utvikling av materialvitenskap, vil nye materialer gradvis brukes på RO -membranelementvannbærere. Materialer med spesielle egenskaper som nanomaterialer og smarte materialer forventes å bli nye valg for vannbærere. For eksempel har nanokompositter utmerkede mekaniske egenskaper, kjemisk stabilitet og antiforurensningsegenskaper, noe som effektivt kan forbedre levetiden og antiforurensningsevnen til vannbærere; Intelligente materialer kan automatisk justere sin egen ytelse i henhold til endringer i miljøforhold. For eksempel kan temperaturresponsive materialer endre overflateegenskaper ved forskjellige temperaturer, redusere mikrobiell tilknytning og redusere forurensningsrisikoen for vannbærere. I tillegg vil forskningen og utviklingen av nedbrytbare materialer også bli et hett tema for å løse miljøforurensningsproblemene forårsaket av forlatelse av tradisjonelle vannbærere.
5.3 Intelligent og automatisk overvåking
For bedre å sikre driften av det omvendte osmosesystemet, vil RO -membranelementets vannbærer utvikle seg i retning av intelligent og automatisert overvåking. Ved å installere sensorer på vannbæreren, kan overvåking av vannstrøm, trykk, temperatur og andre parametere utføres til rettidig oppdagelse av unormale forhold for vannbæreren, for eksempel blokkering og lekkasje. Kombinert med Big Data -analyse og kunstig intelligensteknologi blir overvåkningsdataene dypt utvunnet og analysert for å forutsi ytelsesendringene og feilrisikoen for vannbæreren, for å oppnå tidlig advarsel og aktivt vedlikehold. Den intelligente vannbæreren kan også kobles til kontrollsystemet til det motsatte osmosesystemet for automatisk å justere systemets driftsparametere i henhold til vannproduksjonssituasjonen, for å forbedre systemets driftseffektivitet og vannkvalitet.
Copyright © Zhejiang Herovo New Materials Co., Ltd. Tilpassede Warp Knitting Tekstil Stoffer Produsenter
www.herovo.com
