DTRO (Дисково-трубчатая обратноосмотическая система): технологический принцип и применение для глубокой очистки фильтрата

Технология DTRO (дисково-трубчатая обратноосмотическая система) — это мембранная технология разделения, движимая давлением. Её основной принцип использует разность давлений в качестве движущей силы: давление, превышающее осмотическое давление раствора, прикладывается к полупроницаемой мембране. В результате вода из концентрированного раствора продавливается через мембрану на сторону разбавленного раствора, а концентрированный раствор постоянно концентрируется и остается на другой стороне мембраны, достигая цели разделения растворенного вещества и воды. В асимметричной обратноосмотической мембране роль разделения в основном играет плотно упакованный поверхностный тонкий слой высокомолекулярного полимера. Путем просеивания веществ и фильтрации на поверхности мембраны он удаляет практически все примеси в воде, включая различные неорганические соли, молекулы, органические коллоиды, бактерии, вирусы, пирогены и т.д.

Давление, прикладываемое на стороне концентрата, связано с осмотическим давлением раствора. Теоретически, если прикладываемое давление по обе стороны обратноосмотической мембраны превышает осмотическое давление, может происходить явление обратного осмоса. Однако в реальном процессе работы оборудования, из-за влияния таких факторов, как концентрационная поляризация, прикладываемое давление часто в несколько раз превышает осмотическое давление.

Преимущества DTRO: Патентованная гидродинамика и неограниченная открытая канальная структура, а также система подачи воды в условиях полной турбулентности делают так, что взвешенные вещества в питающей воде (исходной воде) не склонны к засорению внутренних частей мембранного модуля. Что важно, встроенная система автоматической очистки с низкой частотой и высокой эффективностью позволяет продлить срок службы мембранного модуля до 5 лет.

На основе анализа преимуществ и сфер применения различных мембранных технологий, для успешного удержания загрязняющих веществ в фильтрате (особенно общего азота) необходимо использовать систему DTRO.

После блока обработки DTRO, как правило, большая часть органических веществ и азотсодержащих загрязнителей уже удалена из стоков системы ультрафильтрации, но согласно стандартам сброса показатели всё ещё могут значительно отличаться, поэтому всё ещё требуется глубокая обработка с помощью мембранной технологии разделения.

DTRO — это в настоящее время в отрасли водоочистки технологически самое передовое и наиболее надежное оборудование для очистки воды. В системе используются дисковые трубчатые обратноосмотические мембраны. Принцип заключается в том, что под действием давления молекулы воды проходят через обратноосмотическую мембрану, а примеси в воде задерживаются обратноосмотической мембраной и выводятся концентратом. Использование технологии обратного осмоса позволяет эффективно удалять примеси, такие как растворенные соли, коллоиды, бактерии, вирусы, бактериальные эндотоксины и большая часть органических веществ. Обычно степень удаления двухвалентных солей в системе составляет более 99%. Кроме того, система обладает такими преимуществами, как простая эксплуатация, стабильная работа, низкое энергопотребление.

Используемые дисковые трубчатые обратноосмотические мембраны относятся к области плотных мембран. Их наибольшее преимущество — высокий уровень фильтрации и хорошее качество очищенной воды.

Обратный осмос может достигать уровня разделения частиц на ионном уровне. Его механизм работы до сих пор не совсем ясен. Обычно считается, что механизм представляет собой механизм селективной адсорбции-капиллярного потока: из-за гидрофильности поверхности мембраны она предпочтительно адсорбирует молекулы воды и отталкивает молекулы солей, таким образом, на поверхностном слое мембраны формируется слой чистой воды толщиной в две молекулы. При приложении давления молекулы чистого водного слоя постоянно проходят через капилляры обратноосмотической мембраны. Контроль размера пор поверхностного слоя очень важен, он влияет на эффект удаления солей и водопроницаемость. Обычно, когда размер пор вдвое превышает толщину слоя чистой воды, это называется критическим размером пор мембраны, что позволяет достичь идеального эффекта удаления солей и водопроницаемости.

Таким образом, степень удержания обратноосмотической мембраной органических загрязнителей, двухвалентных солей и т.д. достигает более 99%, но требуемое рабочее давление велико, и выход продукта (пермеата) низкий. Обычно выход очищенной жидкости при обратном осмосе составляет около 80%.

Дисковые трубчатые обратноосмотические мембраны — это мембранные модули новой конструкции, специально разработанные для обработки фильтрата. Они используют структуру рулонной мембраны, мембранные листы представляют собой промышленные антифоулинговые (устойчивые к загрязнению) RO мембраны, а каналы сетки используют параллельную сетчатую структуру, отличную от обычных рулонных мембран, что позволяет им стабильно работать в течение длительного времени в тех условиях, где обычные рулонные мембраны не могут использоваться.

Дисковые трубчатые обратноосмотические мембраны имеют следующие три ярко выраженные характеристики

• 1.Широкий канал: Зазор между мембранными листами (направляющий диск) составляет 6 мм, в то время как у рулонных мембранных модулей — всего 0,2 мм.
• 2.Короткий путь потока: Путь жидкости по поверхности мембраны составляет всего 7 см, в то время как у рулонных мембранных модулей — 100 см.
• 3.Турбулентный поток: Из-за действия высокого давления, фильтрат, ударяясь о выпуклые точки на направляющем диске, образует высокоскоростную турбулентность. При такой турбулентной промывке на поверхности мембраны не легко оседают загрязняющие вещества. В рулонных мембранных модулях сетчатые опоры задерживают загрязняющие вещества, образуя застойные зоны, что приводит к загрязнению мембранных листов.

Дисковый трубчатый обратный осмос может выдерживать высокие показатели взвешенных веществ (SS), индекса плотности ила (SDI) и высокий коэффициент восстановления (recovery). Проще говоря, даже если на входе поступает вода с илом, она не легко засоряется!

Другие характеристики дисковых трубчатых обратноосмотических мембран

•Простая предварительная обработка, низкие требования к качеству питающей воды, высокий коэффициент восстановления, высокая степень удаления солей.

•Высокое рабочее давление, эффективный дренаж, широкие каналы для жидкости, высокая устойчивость к техническому обслуживанию и очистке, простота и удобство технического обслуживания и замены.

•Низкие эксплуатационные расходы, малая занимаемая площадь, широкий диапазон применения.

Мембранные модули дискового трубчатого обратного осмоса обладают характеристиками устойчивости к высокому давлению и загрязнению. Расстояние между направляющими дисками составляет около 3 мм, и на верхней и нижней поверхностях направляющих дисков имеются нерегулярные выпуклые точки. Эта уникальная структура снижает явления загрязнения мембран и концентрационной поляризации на поверхности мембраны, улучшает условия работы мембраны, продлевает срок службы мембранных листов. В то время как традиционные рулонные мембранные модули состоят из мембранных листов, намотанных на центральную透析ную трубку, с формированием промежутка сеткой. Традиционная сетка имеет ромбовидную структуру, обладает высоким сопротивлением, что не позволяет рулонным мембранам стабильно работать в течение длительного времени.

Хотя рулонные обратноосмотические мембраны имеют простую предварительную обработку, низкое рабочее давление, относительно низкие первоначальные инвестиционные затраты, они предъявляют высокие требования к качеству питающей воды, имеют низкий коэффициент восстановления, низкую степень удаления солей, слабый дренаж, узкие каналы, низкую устойчивость к техническому обслуживанию и очистке, требуют замены всего мембранного модуля при обслуживании, высокие эксплуатационные расходы, большую занимаемую площадь. Применяются для стандартных сред, стандартных мембранных модулей, крупных заводов.