Применение мембраны обратного осмоса в питьевой промышленности

Технология мембраны обратного осмоса стала самой важной и эффективной технологией в очистке питьевой воды на сегодняшний день. Она может эффективно удалять большинство загрязняющих веществ в воде, включая бактерии, вирусы, тяжелые металлы, органические и неорганические вещества и т. д., чтобы обеспечить безопасную и здоровую питьевую воду.

Прежде всего, чтобы понять принцип работы мембраны обратного осмоса, нам нужно сначала понять, что такое «осмос» и «обратный осмос».

Осмос означает, что в естественных условиях, когда два раствора разделены полупроницаемой мембраной (мембраной, которая пропускает только растворитель), растворитель (например, вода) будет автоматически перемещаться от низкой концентрации к высокой концентрации через мембрану, чтобы достичь равновесия концентрации с обеих сторон. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока концентрации с обеих сторон не станут одинаковыми. Это то, что мы называем явлением осмоса.

Однако обратный осмос — это процесс, обратный осмосу. В процессе обратного осмоса мы искусственно прикладываем давление со стороны раствора высокой концентрации. Как только это давление превысит осмотическое давление, молекулы воды будут проходить через мембрану в обратном направлении, перемещаясь из раствора высокой концентрации в раствор низкой концентрации. Это обратный осмос. Основные принципы осмоса.

Теперь, когда мы понимаем основную концепцию обратного осмоса, мембрана обратного осмоса является важнейшей частью процесса. Мембрана обратного осмоса представляет собой полупроницаемую мембрану с очень маленьким размером пор, около 0,0001 микрона. Этот мелкий размер пор позволяет молекулам воды проходить, но большинство загрязняющих веществ, включая растворенные соли, органические вещества, бактерии, вирусы, ионы тяжелых металлов и т. д., не могут пройти через мембрану. Таким образом, когда мы применяем давление, вода будет отфильтрована частями из воды, подлежащей очистке, и направлена на выход для воды, в то время как исключенные примеси будут поступать в конец сточных вод и эффективно отделяться.

Во время фактической работы давление обычно применяется к входящей воде, заставляя качество воды проходить через мембрану обратного осмоса. Другие ионы, соли, микроорганизмы и т. д. в основном сохраняются на одном конце сырой воды. Только несколько очень маленьких веществ могут пройти через мембрану обратного осмоса. Затем чистая вода направляется через ряд труб в дом или промышленное предприятие, в то время как сточные воды выводятся из системы.

В целом, принцип работы мембраны обратного осмоса заключается в применении высокого давления к сырой воде, заставляя молекулы воды проходить через мембрану и отделяться от загрязняющих веществ, тем самым очищая качество воды. И все это достигается за счет использования естественных явлений проникновения и контроля человека над ними, поэтому она может играть огромную роль во многих областях.

Применение мембраны обратного осмоса в очистке питьевой воды.

Опреснение морской воды: мембраны обратного осмоса широко используются при опреснении морской воды для преобразования морской воды в пресную для удовлетворения питьевых потребностей. Это очень важно для островов и прибрежных городов, которые испытывают нехватку природных ресурсов пресной воды, но окружены морской водой.

Очистка и повторное использование сточных вод: в сегодняшних сложных условиях охраны окружающей среды мембраны обратного осмоса также широко используются для дальнейшей очистки промышленных и бытовых сточных вод, превращая сточные воды в воду, которую можно безопасно пить или повторно использовать для орошения сельскохозяйственных угодий, озеленения парков и других целей. источник воды.

Станции бутилированной воды и питьевой воды: многие производители бутилированной воды и станции питьевой воды используют системы обратного осмоса для фильтрации и очистки воды, чтобы соответствовать или превосходить стандарты питьевой воды, установленные Всемирной организацией здравоохранения и странами, предоставляя потребителям безопасную, чистую питьевую воду.

Очистка питьевой воды для бытовых нужд: многие современные домохозяйства оснащены бытовыми очистителями воды обратного осмоса, которые очищают свежую питьевую воду непосредственно из водопроводной воды, обеспечивая более здоровую и вкусную свежую воду.

Пищевая промышленность и производство напитков: Многие компании по производству продуктов питания и напитков, которым требуется большое количество воды в процессе производства, например, пивоварение, производство соков и безалкогольных напитков, будут использовать системы обратного осмоса для обработки и очистки воды, чтобы гарантировать вкус и чистоту своей продукции.

Вот некоторые применения мембран обратного осмоса в очистке питьевой воды. Благодаря своим превосходным возможностям фильтрации и очистки мембраны обратного осмоса широко используются, охватывая практически каждый уголок нашей жизни.

Преимущества и характеристики мембраны обратного осмоса.

Эффективно экранируют загрязняющие вещества: Размер пор мембраны обратного осмоса чрезвычайно мал, около 0,0001 микрона, что позволяет плавно проходить только молекулам воды и некоторым небольшим ионам. Поэтому большинство примесей в воде, таких как ионы тяжелых металлов, бактерии, вирусы, органические загрязняющие вещества,d 85-99% растворенных солей будут перехвачены мембраной обратного осмоса, и через нее смогут пройти только молекулы чистой воды, что принципиально гарантирует чистоту сточной воды.

Широкий спектр применения: технология обратного осмоса может обрабатывать все типы водных ресурсов, включая пресную воду, соленую воду, морскую воду и т. д. Пока размер примесей, содержащихся в воде, находится за пределами диапазона размеров пор мембраны обратного осмоса, ее теоретически можно очищать с помощью технологии обратного осмоса. Поэтому технология обратного осмоса имеет очень широкий спектр применения, будь то очистка воды в домашних условиях, промышленные области, опреснение морской воды или даже восстановление влажности воздуха.

Энергосбережение и защита окружающей среды: обратный осмос — это физический процесс фильтрации, который не требует использования каких-либо химических семян кассии и не требует потребления дополнительного топлива или электроэнергии. Поскольку требуется лишь небольшое начальное давление насоса, потребление энергии в течение всего процесса фильтрации относительно низкое. Отражение не только снижает проблемы вторичного загрязнения, но также является энергосберегающим и экологически чистым методом очистки воды.

Оборудование имеет небольшие размеры и занимает меньше площади: По сравнению с традиционным оборудованием для очистки воды, оборудование обратного осмоса имеет простую конструкцию и небольшие размеры, поэтому для него требуется относительно небольшая площадь. Это преимущество делает его особенно подходящим для использования в крупных городах или в любом месте, где требуется оптимальное использование пространства.

Простота эксплуатации и легкость автоматизации управления: Еще одним важным преимуществом является то, что система обратного осмоса проста в эксплуатации и легкость автоматизации управления. Это может значительно снизить нагрузку на оператора, а также значительно повысить эффективность очистки воды.

Качество получаемой воды чрезвычайно высокое и стабильное: Качество воды, обработанной с помощью мембран обратного осмоса, стабильно и может достигать чрезвычайно высокого уровня чистоты, удовлетворяя потребности большого количества отраслей в воде высокой степени очистки.

В целом, мембраны обратного осмоса имеют много преимуществ, таких как более низкое давление, более низкое потребление энергии, небольшой размер оборудования, простота эксплуатации и производство высококачественной воды, что делает их широко используемыми во всех сферах жизни, особенно в области очистки воды. . Будь то очистка питьевой воды, очистка промышленной воды или опреснение морской воды, мембраны обратного осмоса могут играть большую роль.

Мембраны обратного осмоса имеют строгие требования к выбору материала. Как правило, мембраны обратного осмоса в основном изготавливаются из полимерных материалов, таких как полиамид и полисульфон. Полиамидные материалы обладают характеристиками стабильной работы, коррозионной стойкости и хорошего эффекта фильтрации и подходят для различных нужд очистки воды. Благодаря своей превосходной химической стабильности полисульфоновые материалы могут поддерживать низкую скорость осыпания в таких средах, как кислоты, щелочи и окислители, поэтому они также широко используются в производстве мембран обратного осмоса.

Что касается структуры мембраны обратного осмоса, она обычно состоит из следующих трех частей:

Слой подложки: это нижняя часть мембраны обратного осмоса. Обычно она изготавливается из стабильной, однородной поверхности расширения пор и высокопрочного материала, такого как полиимид. Этот слой в основном предназначен для создания стабильного структурного каркаса для всего корпуса мембраны, чтобы выдерживать рабочее давление и предотвращать разрушение корпуса мембраны под воздействием потока воды.

Микропористый слой: расположенный между опорным слоем и самым внешним слоем пленки, это слой пористой полимерной мембраны. Основная функция этого слоя — экранирование макромолекулярных примесей, бактерий и т. д. и защита слоя преобразования.

Разделительный слой: это самая внешняя и видимая часть материала и наиболее функционально важный слой. Он в основном состоит из полимерных материалов, и его толщина обычно составляет всего от десятков до сотен нанометров. Основная функция этой мембраны заключается в использовании механизма разделения и фильтрации, чтобы молекулы воды могли проходить как можно дальше, а также отфильтровывать ионы и вредные вещества в воде.

Каждый из этих трех слоев выполняет свои собственные функции и вместе образует высокоэффективную мембрану обратного осмоса с высокой добавленной стоимостью. Следует отметить, что сила связи между слоями также очень важна, что напрямую определяет общую стабильность и долговечность мембраны. Мембраны, которые недостаточно прочны, будут разделяться при длительном использовании и терять свои разделительные свойства.

Вообще говоря, материал и конструкция мембран обратного осмоса делают их широко используемыми во многих областях, таких как производство воды, очистка сточных вод, опреснение морской воды и т. д. Характеристики этого материала и структуры также позволяют мембране обратного осмоса сохранять свои превосходные производительность фильтрации в среде высокого давления, отфильтровывать различные вредные вещества и обеспечивать более безопасные и здоровые водные ресурсы.

В мембране обратного осмоса первый или нижний слой, опорный слой, является очень важной частью. Как правило, этот слой изготавливается из полиэфирного нетканого материала. Полиэфирный нетканый материал — это новый тип нетканого материала, изготовленного из полиэстера в качестве основного сырья с помощью ряда процессов, таких как плавление, прядение, вытягивание, термическое склеивание или химическая флокуляция.

Характеристики полиэфирных нетканых материалов:

Превосходные механические свойства: полиэфирный нетканый материал обладает превосходными механическими свойствами и может обеспечить хорошую физическую поддержку для мембраны обратного осмоса, предотвращая деформацию и повреждение при длительной эксплуатации и высоком давлении.

Однородная структура: структура полиэфирного нетканого материала очень однородна, а прочность его волокон однородна. Гладкость и однородность нетканой поверхности оказывают очень важное влияние на покрытие активного слоя и микропористого слоя опорного слоя.

Правильный контроль среднего размера пор: размер среднего размера пор связан не только с удалением примесей, но и влияет на поток воды, что дополнительно влияет на общую производительность и эффект использования мембраны обратного осмоса.

Термостойкость и коррозионная стойкость: полиэфирные нетканые материалы также обладают хорошей термостойкостью и коррозионной стойкостью и могут адаптироваться к различным сложным условиям работы.

Отличная прочность связи: шероховатость поверхности полиэфирного нетканого материала определяет его прочность связи с последующими материалами, такими как слой обратного осмоса и микропористый слой.

Поэтому полиэфирный нетканый материал, как основной вспомогательный материал мембраны обратного осмоса, не только играет вспомогательную роль, но и обеспечивает эффективную и стабильную работу всей системы за счет точного контроля ее различных свойств. Это требует точного контроля каждого звена во время выбора материала, настройки процесса и производственных процессов для производства мембран обратного осмоса с превосходной производительностью.

Шероховатость поверхности полиэфирного нетканого материала оказывает ключевое влияние на производительность мембраны обратного осмоса. Это включает в себя два основных аспекта: один - это сила связи между слоями пленки, а другой - это формирование слоев пленки.

Сила связи между слоями пленки

Шероховатость поверхности полиэфирного нетканого материала оказывает прямое влияние на силу связи между ним и верхним слоем мембраны обратного осмоса (обычно слоем полисульфона). Когда шероховатость поверхности нетканого материала выше, его поверхность будет иметь больше точек контакта и неровностей, что поможет увеличить силу взаимодействия со слоем полисульфона, тем самым делая различные слои мембраны. Они могут образовывать лучшую комбинацию, делая их более стабильными и долговечными. Напротив, если поверхность слишком гладкая, поверхность контакта между ней и слоем полисульфона будет уменьшена, что может привести к расслоению мембраны обратного осмоса при ее работе под высоким давлением.

образование пленки

Помимо влияния на силу связи между слоями мембраны, шероховатость поверхности полиэфирного нетканого материала также будет влиять на процесс формирования мембраны обратного осмоса. В процессе подготовки мембраны обратного осмоса формируемый слой мембраны обычно наносится на поверхность нетканого полиэфирного материала. В это время, если шероховатость поверхности нетканого материала слишком велика, это может повлиять на равномерность покрытия, привести к неравномерной толщине пленки и в конечном итоге повлиять на эффективность разделения мембраны обратного осмоса. Если поверхность слишком гладкая, слой полисульфона может плохо прилипать к поверхности во время процесса нанесения покрытия, что может привести к отпадению слоя мембраны во время процесса обратного осмоса.

Поэтому шероховатость поверхности нетканых полиэфирных материалов необходимо должным образом контролировать, чтобы обеспечить хорошую производительность мембраны обратного осмоса. Это также означает, что в процессе подготовки мембран обратного осмоса выбор и обработка нетканых материалов, процесс нанесения покрытия и последующие этапы сушки и отверждения должны выполняться в строгом соответствии с предписанными условиями процесса, чтобы гарантировать, что слой мембраны. Равномерность и сила связи между слоями мембраны достигаются для получения мембраны обратного осмоса с превосходными эксплуатационными характеристиками.

Если поверхность нетканого материала слишком гладкая, это может создать ряд проблем, которые могут негативно повлиять на производительность нетканого материала в различных приложениях.

Уменьшение адгезии

Если гладкость поверхности нетканого материала слишком высокая, это может повлиять на адгезию между ним и другими материалами. Например, при подготовке мембраны обратного осмоса, если поверхность слишком гладкая, слой полисульфона или другой мембраны

e материалы могут не полностью прилипнуть к поверхности. прикрепляться к ней. Если адгезия недостаточна, это может привести к отслаиванию или расслоению мембранного слоя или материала во время последующего процесса разделения мембраны или при воздействии изменений окружающей среды и физического давления, что окажет огромное влияние на производительность всего продукта, включая срок службы, Эксплуатационная интенсивность и даже производительность фильтрации будут в разной степени поставлены под угрозу.

Влияет на процессы нанесения покрытия и покраски

Во время процесса нанесения покрытия или покраски слишком гладкая нетканая поверхность может помешать равномерному нанесению или прилипанию покрытия, что отрицательно скажется на формировании покрытия, толщине и консистенции. Если покрытие не приобретет хорошую консистенцию, пленка может демонстрировать нестабильные характеристики при нанесении.

Влияет на ламинирование, например, на обои

Кроме того, если нетканые материалы используются в качестве базовых материалов для обоев или других продуктов, которые необходимо наклеить, слишком гладкая поверхность может привести к недостаточной адгезии между базовым материалом и стеной или другими материалами, что повлияет на его окончательную посадку и эффект. срок службы. Влияние на производительность нетканых материалов

Наконец, в процессе обработки определенных свойств, таких как гидрофильность, поверхность нетканого материала становится слишком гладкой, что может повлиять на добавление и распределение гидрофильного агента. Гидрофильность является важным атрибутом для многих применений, таких как салфетки и медицинские принадлежности. Если поверхность слишком гладкая, гидрофильный агент может быть неравномерно распределен на нетканой поверхности, что влияет на общую производительность продукта.

Поэтому гладкость поверхности нетканых материалов необходимо должным образом контролировать, чтобы гарантировать их прикладные эффекты и производительность в различных областях. В реальном процессе производства этого можно добиться путем корректировки параметров производства или принятия определенных методов обработки, таких как придание шероховатости поверхности. Это связано с тем, что идеальная нетканая поверхность не должна быть слишком гладкой, но должна иметь определенную шероховатость для улучшения ее адгезии и обеспечения ее производительности в нишевых областях применения.