Installation industrielle d'osmose inverse : règles, instructions d'installation, filtres et principe de fonctionnement

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les installations industrielles d'osmose inverse se caractérisent par un degré élevé de purification de l'eau et de faibles coûts d'exploitation. L'élément principal du module de travail est un bloc de membranes à travers lequel le fluide passe. La surpression créée contribue au processus d'osmose inverse - le flux de "solvant" (eau pure) à travers la membrane. Contrairement au dessalement chimique traditionnel, cette technologie est plus respectueuse de l'environnement, car elle ne nécessite pas l'utilisation de réactifs agressifs.

Destination

Les installations industrielles d'osmose inverse sont utilisées pour purifier l'eau des sels minéraux en vue de son utilisation ultérieure à des fins industrielles, commerciales et domestiques. Cette technologie est très prometteuse, car elle permet d'éliminer de très petites particules du liquide - jusqu'à 0,0001 micron (sels de calcium et de magnésium qui affectent la dureté de l'eau, sulfates, nitrates, molécules de colorant).

La purification de l'eau par cette méthode est utilisée dansdomaines tels que:

• réduire la quantité de sels dans les eaux extraites de sources locales aériennes (sources, rivières, lacs) et souterraines;
• dessalement de l'eau de mer (saumâtre);
• préparation de solutions pour processus technologiques;
• traitement des eaux des chaufferies et chaufferies;
• finir le traitement des eaux usées en circuit fermé;
• désinfection de l'eau à des fins médicales;
• industrie alimentaire - clarification, stabilisation et concentration de jus, boissons gazeuses et vins.

Le plus souvent, les installations industrielles d'osmose inverse font partie de systèmes de purification à deux étages. Lors de la première étape, le liquide subit une filtration mécanique, qui élimine les particules plus grosses.

L'essence de la technologie

Le principe de fonctionnement de l'installation d'osmose inverse est que le liquide à purifier passe à travers des membranes semi-perméables qui piègent totalement ou partiellement les molécules. Avec l'osmose directe, l'eau s'écoule vers la solution. Si vous appliquez une pression dans la première composition au-dessus de la valeur d'équilibre (osmotique), l'eau se déplacera dans la direction opposée. Cela garantit la sélectivité du nettoyage.

Le niveau de pression requis dans l'installation du filtre à osmose inverse dépend de la concentration de sels (plus il est élevé, plus la pression est élevée). Ainsi, avec une minéralisation de 20-30 g/l, c'est 5-10 MPa. L'équipement de nettoyage peut utiliser sa propre pressionsystèmes d'approvisionnement en eau industriels ou augmentation de la moyenne pression (utilisation de pompes). Le type de membrane affecte le degré de pureté de l'eau. Lorsqu'il s'encrasse, le système perd de son efficacité, il est donc nécessaire d'effectuer l'entretien de cet appareil à temps.

Forfait

Les principaux composants des installations industrielles d'osmose inverse sont:

• base (support);
• filtre préfin (équipement de traitement de l'eau);
• unités membranaires (leur nombre est déterminé en fonction des performances d'une unité et de l'ensemble de l'installation);
• pompes haute pression pour fournir la pression différentielle nécessaire;
• tuyauterie avec instrumentation et vannes;
• unité de rinçage pour le nettoyage des membranes;
• armoire de commande électrique et contrôleurs.

Les unités modernes sont de conception modulaire, permettant un assemblage final sur site avec des spécifications sélectionnées qui peuvent être modifiées si nécessaire. L'unité principale est constituée de récipients sous pression avec des membranes d'osmose inverse. De plus, l'installation d'un système d'osmose inverse peut être équipée des types d'équipements suivants:

• système de traitement de l'eau avant traitement osmotique;
• capacité de liquide pur ou original;
• système de répartition.

L'équipement peut également inclure un système d'inhibitiondépôts de sels (carbonates, sulfates et phosphates) sur les membranes, qui comprend une pompe doseuse pour l'alimentation en réactifs, des capteurs de niveau, des vannes et des tubes. L'installation de la pompe à osmose inverse est effectuée séparément. Il est monté sur le réservoir de réactif à l'aide d'un support, après quoi la conduite d'admission de réactif et le capteur de niveau dans le réservoir sont montés. Cet équipement technologique vous permet de prolonger la durée de vie des membranes et de réduire les coûts de maintenance. Un antitartre (inhibiteur de sédimentation) est ajouté à l'eau à une concentration de 2 à 5 mg/l.

Schémas recommandés

Il existe plusieurs options d'aménagement pour les installations industrielles d'osmose inverse, qui sont sélectionnées en fonction des propriétés de l'eau de source:

1. Traitement de l'eau minéralisée provenant du puits: filtre grossier (CSF) - unité d'osmose inverse (ROO).
2. Purification de l'eau à haute teneur en fer, suspensions, haute couleur: CSF - filtres à remplissage mécanique (à travers une couche de charge filtrante) - filtres de purification à sorption - UOO.
3. Traitement de l'eau à haute minéralisation: CSF - ultrafiltration (adoucissement de l'eau) - filtres de purification à sorption - UOO.

Caractéristiques principales

Les installations varient de plusieurs manières:

• Pureté du flux à travers la membrane (80-99, 8%).
• La taille des pores de la membrane osmotique (aucune membrane extra fine n'est nécessaire pour éliminer les particules organiques lourdes).
• Performances.

Types de membranesmodules

Les principaux types de membranes suivants se distinguent par leur emplacement et leur apparence:

• Tubulure. La membrane est située le long de la surface cylindrique intérieure du tuyau, le flux d'eau purifiée sort par les trous latéraux et les particules en suspension se déposent. Le diamètre des tubes est le plus souvent de l'ordre de 4 à 25 mm, ils sont placés dans le boîtier en parallèle ou en série. Les avantages d'un tel système sont un débit élevé (jusqu'à 6 m/s), l'absence de filtration fine préalable et une maintenance aisée. Les inconvénients incluent de grandes dimensions et des coûts de traitement élevés.
• Fibre. Des fibres creuses d'un diamètre de 0,6 à 2 mm sont utilisées. L'eau peut couler aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur. Dans certains modèles, les fibres sont fixées avec une maille en tissu. Ces modules à membrane résistent à la pression externe et interne et peuvent être rincés régulièrement. Les systèmes de fibres sont principalement utilisés pour l'ultrafiltration car les trous sont obstrués par de grosses particules.
• Plaque. Les membranes sont fixées dans une plaque de support et le module lui-même est une cassette avec un ensemble de cadres rectangulaires. Ils sont faciles à assembler et à nettoyer, mais la configuration tortueuse et complexe du bloc entraîne des pertes de charge et réduit la fiabilité des équipements.
• Spirale. Les membranes et récepteurs d'eau purifiée (perméat) sont enroulés en plusieurs couches autour du tube collecteur central. Ces modules sont les plus compacts en termes depar rapport aux autres types, mais très sensible à la contamination.

Les membranes plates sont le plus souvent constituées de films d'acétate de cellulose ou de polyamide.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d'une usine d'osmose inverse industrielle est le suivant:

1. Pré-nettoyage dans les pré-filtres.
2. L'eau est fournie par une pompe à haute pression au module à membrane, où elle est divisée en 2 flux - liquide purifié et concentré à haute salinité.
3. Sortie de l'eau purifiée de l'unité d'osmose inverse, mesurer son débit, la collecter dans un récipient.
4. Rejet du concentrat à l'égout ou le diriger vers l'entrée de la pompe (traitement répété recyclage).

En cas d'augmentation inacceptable de la contre-pression, un relais est activé, ce qui éteint l'installation. La même chose se produit lorsque le réservoir de collecte d'eau traitée (interrupteur de niveau) est rempli. Le rinçage de la membrane démarre automatiquement.

Préparation de l'eau

La technologie des membranes d'osmose inverse suppose l'absence presque totale d'impuretés mécaniques dans le liquide source. La purification de l'eau industrielle dans ce cas est inefficace, car des particules étrangères y pénètrent lors du transport de l'eau par des canalisations. Par conséquent, le système d'osmose inverse doit inclure des pré-filtres à l'entrée de l'unité à membrane.

Ce type d'équipement est généralement fabriqué de manière universelleconception et se compose d'au moins 3 types de filtres: filtres grossiers et fins, ainsi que pour la collecte de substances organiques (filtres à sorption). Les options supplémentaires sont les systèmes d'ultrafiltration, de déferrisation et de clarification. Si cet appareil n'est pas utilisé, les membranes de travail se bouchent rapidement, ce qui réduit l'efficacité du processus d'osmose inverse.

Installation et mise en service

Selon les instructions d'installation, l'osmose inverse doit être installée à l'intérieur. Ces unités ne sont pas conçues pour une utilisation en extérieur.

Les travaux d'installation sont effectués dans l'ordre suivant:

• installation du système de réactifs;
• raccordement de canalisations pour l'alimentation en eau brute et la réception d'eau traitée;
• programmation du contrôleur (réglage de la valeur maximale admissible de la conductivité électrique, de la température de l'eau, de la durée de lavage des membranes avant le cycle de travail, de l'intervalle de temps entre leur nettoyage et d'autres paramètres);
• Vérification du fonctionnement en mode manuel (ouverture de l'alimentation en eau de source, des robinets de sortie du liquide purifié et du concentré, mise en marche de la pompe haute pression);
• passer l'appareil en mode automatique.