Hệ thống lọc nước biển bằng phương pháp thẩm thấu ngược, SWRO là một hệ thống xử lý đặc biệt và độc lập trong công nghệ xử lý nước bằng thẩm thấu ngược. Các hệ thống thẩm thấu ngược nước biển điển hình chủ yếu bao gồm bốn phần chính: lấy nước biển, tiền xử lý nước biển, xử lý thẩm thấu ngược và xử lý sau để sản xuất. Thiết kế phương pháp thẩm thấu ngược nước biển được giới thiệu qua mười bước sau đây.
Việc thiết kế quy trình phải được thực hiện theo bất kỳ phương pháp thiết kế nào, và Quy trình SWRO Việc thiết kế đóng vai trò quan trọng hơn, bao gồm việc lựa chọn loại thiết bị được đề cập dưới đây, xác định các thông số kỹ thuật và tính toán công suất thiết bị trong toàn bộ hệ thống. Do đó, khi thiết kế hệ thống khử muối bằng thẩm thấu ngược theo yêu cầu của khách hàng, trước tiên cần xác định quy trình công nghệ sơ bộ. Sau đó, tiến hành xác định loại và thông số kỹ thuật của thiết bị dựa trên quy trình đó.
Cần lưu ý rằng quy trình ban đầu và quy trình cuối cùng được xác định có thể rất khác nhau. Bởi vì trong quá trình thiết kế, dựa trên kết quả tính toán, có thể sẽ cần điều chỉnh việc lựa chọn thiết bị, các thông số kỹ thuật và bố trí thiết bị, v.v.
Sau khi quy trình ban đầu được xác định, hệ thống có thể được thiết kế theo các bước sau đây, nhưng giữa các bước trong quy trình thiết kế vẫn tồn tại mối liên hệ nhất định. Quy trình công nghệ cuối cùng sẽ được hoàn thiện thông qua quá trình thiết kế tổng thể.
Thông qua quá trình ban đầu, có thể xác định và tính toán sơ đồ cân bằng thủy lực. Sơ đồ cân bằng thủy lực rất quan trọng trong các hệ thống thẩm thấu ngược nước biển. Có thể nói rằng đây là bước xác minh và xác nhận quy trình sơ bộ, đồng thời cung cấp dữ liệu cho bước tiếp theo là lựa chọn thiết bị, xác định thông số và tính toán. Các yếu tố cần xem xét bao gồm thành phần hóa học của nước biển, phương pháp lấy nước biển, tỷ lệ thu hồi của hệ thống, thu hồi năng lượng của hệ thống, lượng nước thất thoát trong quá trình và thành phần hóa học của nước sản xuất.
Trong các hệ thống thẩm thấu ngược nước biển, việc lấy nước biển có ảnh hưởng lớn đến quá trình tiền xử lý nước biển. Nếu các yếu tố này không được xem xét kỹ lưỡng, hiệu quả của quá trình thẩm thấu ngược sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng, đồng thời làm tăng tải trọng hoạt động của bộ lọc an toàn và màng thẩm thấu ngược. Các yếu tố sau đây cần được xem xét trong quá trình lấy nước: vị trí lấy nước, tác động của bão đối với các cơ sở lấy nước, phương pháp vận chuyển từ vị trí lấy nước đến hệ thống tiền xử lý, loại bơm lấy nước (bơm chìm hoặc bơm hút), sự ăn mòn của nước biển, và các vi sinh vật, vi khuẩn trong nước biển, v.v. Sau khi xem xét các yếu tố trên, nói chung, có ba loại hệ thống lấy nước: lấy nước từ giếng bãi biển, lấy nước mặt biển và lấy nước qua bộ lọc đáy biển. Cách lựa chọn phương pháp lấy nước cụ thể như thế nào cần được xác định bằng cách xem xét tất cả các yếu tố.
Bộ lọc đa phương tiện hiện nay chủ yếu được sử dụng trong giai đoạn tiền xử lý của các hệ thống khử mặn nước biển trong nước và quốc tế, với chức năng loại bỏ tạp chất trong nước thô, chất keo, vi sinh vật và các chất rắn lơ lửng khác, đồng thời đảm bảo chỉ số ô nhiễm của nước biển sau khi lọc nhỏ hơn hoặc bằng 5, đáp ứng các yêu cầu về tiền xử lý.
Đối với hệ thống khử mặn nước biển quy mô lớn, để bảo vệ màng RO và kéo dài tuổi thọ của màng, việc sử dụng màng siêu lọc là điều cần thiết. Chỉ số SDI của nước sau khi qua màng siêu lọc có thể nhỏ hơn 3, và chất lượng nước thu được tốt hơn so với nước qua bộ lọc cát.
Bộ lọc an toàn: đây là bộ lọc cuối cùng trong hệ thống thẩm thấu ngược. Độ chính xác tối thiểu của bộ lọc là 1 µm. Dựa trên sơ đồ cân bằng thủy lực, có thể xác định lưu lượng nước qua bộ lọc an toàn QT, lựa chọn loại bộ lọc và xác định lưu lượng qua từng bộ lọc Q, từ đó xác định số lượng bộ lọc an toàn cần thiết. Bộ lọc an toàn thường được lựa chọn dưới dạng túi lọc hoặc màng lọc vi lọc. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về bộ lọc an toàn, bạn có thể tham khảo Cơ chế hoạt động của bộ lọc đa phương tiện trong các hệ thống khử muối.
Hệ thống thẩm thấu ngược là trái tim của toàn bộ dự án, chủ yếu bao gồm mô-đun màng thẩm thấu ngược và bơm áp suất cao. Trọng tâm của thiết kế là điều chỉnh tỷ lệ thu hồi nước phù hợp với chất lượng nước thô khác nhau và tối ưu hóa hiệu quả kinh tế của hệ thống thông qua quy trình xử lý. Thẩm thấu ngược là quá trình di chuyển ngược lại của hiện tượng thẩm thấu, đây là phương pháp tách chất tan và dung môi bằng màng bán thấm dưới tác động của áp suất. Công nghệ khử muối nước biển là quá trình loại bỏ các ion vô cơ, vi khuẩn, virus, chất hữu cơ và các tạp chất dạng keo trong nước biển bằng phương pháp thẩm thấu ngược, tạo ra nước khử muối chất lượng cao. Mô-đun màng thẩm thấu ngược là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống khử muối nước biển. Nước biển được bơm áp suất cao đưa vào mô-đun màng và được khử muối thông qua các màng. Ngày nay, màng RO được ứng dụng rộng rãi và có rất nhiều nhà sản xuất ở nước ngoài, chẳng hạn như DOW của Mỹ, Hydranautics và Toray của Nhật Bản. Các nhà sản xuất màng thẩm thấu ngược khác nhau có các đặc tính khác nhau và mỗi nhà sản xuất màng có phần mềm tính toán màng RO riêng, chẳng hạn như Dow Rosa, Japan Toray RO. Đối với việc bố trí mô-đun màng, phần mềm sẽ tính toán theo thiết kế.
Bơm áp suất cao được sử dụng để bơm nước biển vào mô-đun màng thẩm thấu ngược với áp suất nước biển từ 6 đến 8 MPa, đây là áp suất cần thiết để hệ thống thẩm thấu ngược đạt được quá trình khử muối. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của quá trình khử muối nước biển bằng thẩm thấu ngược là sử dụng bơm áp suất cao (HP) để đưa nước biển vào mô-đun màng, nơi nước ngọt được thẩm thấu qua màng sang phía bên kia nhờ áp suất cao, từ đó đạt được quá trình khử muối RO. Việc lựa chọn bơm áp suất cao cũng khá đơn giản, và có nhiều nhà sản xuất bơm áp suất cao trên thế giới, như thương hiệu nổi tiếng Danfoss. Nói chung, bơm ly tâm đa cấp được lựa chọn trong hệ thống khử muối nước biển quy mô lớn, còn bơm pít-tông được lựa chọn trong hệ thống khử muối nước biển quy mô nhỏ. Không có yêu cầu đặc biệt về loại bơm HP và cách tính toán, nhưng có sự khác biệt lớn về vật liệu. Ở đây, bơm HP được làm bằng thép không gỉ kép do nước biển có tính ăn mòn rất cao.
Thiết bị thu hồi năng lượng là loại thiết bị có khả năng thu hồi áp suất từ nước biển cô đặc. Thiết bị này có thể truyền áp suất cao của nước biển cô đặc sang nước thô, từ đó giảm lưu lượng của bơm áp suất cao. Thiết bị thu hồi năng lượng dòng PX do công ty ERI của Mỹ sản xuất được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống khử muối nước biển bằng thẩm thấu ngược, chiếm hơn 90% tổng công suất khử muối, và tỷ lệ thu hồi của nó có thể đạt hơn 95%.
Nước được khử muối bằng phương pháp thẩm thấu ngược có thể đáp ứng tiêu chuẩn nước uống theo tiêu chuẩn GB5749-85. Và hầu hết các chỉ tiêu đều vượt trội so với nước khoáng. Trong quá trình tiền xử lý, nước đã qua lọc sơ bộ có tính axit do chất khử. Để điều chỉnh độ pH, cần thêm kiềm để trung hòa. Sau đó, nước được đưa đến điểm sử dụng theo yêu cầu của khách hàng. Nếu sản phẩm cần được xử lý thêm, có thể áp dụng quy trình thẩm thấu ngược lần 2 hoặc trao đổi ion.
Hệ thống định lượng là một bộ phận không thể thiếu trong quá trình khử muối nước biển. Do đó, hệ thống định lượng hóa chất Các loại thiết lập và liều lượng, cùng với việc tính toán lượng sử dụng là rất quan trọng. Trước hết, NaClO hoặc clo được đưa vào giếng lấy nước hoặc đường ống dẫn nước để tiêu diệt vi khuẩn và tảo. Trước khi qua bộ lọc cát, chất keo tụ được đưa vào đường ống để làm kết tụ các hạt keo và tạp chất trong nước, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc. Cuối cùng, chất chống đóng cặn đôi khi được thêm vào nước biển đã lọc tùy theo tình trạng chất lượng nước, nhằm ngăn chặn các hạt keo nhỏ và hiện tượng đóng cặn trên màng RO. Ngoài ra, chất khử được thêm vào để khử lượng clo tự do còn lại khi sử dụng chất diệt khuẩn, vì màng RO có yêu cầu rất nghiêm ngặt về nồng độ clo tự do, do clo tự do có khả năng oxy hóa mạnh đối với màng RO.
Ở đây, chúng ta lấy NaClO làm ví dụ để tính toán như sau:
(Lưu ý: Q là lưu lượng bơm định lượng, X là liều lượng được bổ sung, q là lưu lượng nước và w là nồng độ định lượng.)
1) Có thể lựa chọn ống PVC, ống UPVC hoặc ống thép carbon có lớp lót cho phần lấy nước và xử lý sơ bộ.
2) Thép không gỉ hai pha được sử dụng cho phần chính của hệ thống thẩm thấu ngược.
3) Ống PVC hoặc UPVC cũng có thể được lựa chọn cho phần xử lý sau.
Tìm hiểu thêm về Cách lựa chọn đường ống cho nhà máy khử muối nước biển.
Trong các hệ thống thẩm thấu ngược nước biển, PLC được sử dụng làm bộ điều khiển để xử lý tín hiệu trực tuyến và điều khiển tín hiệu liên động. Máy tính điều khiển công nghiệp được sử dụng làm màn hình hiển thị, và phần mềm “cấu hình” được dùng để phát triển một “bản đồ giám sát quy trình công nghệ xử lý khử muối nước biển” độc đáo, thể hiện tình trạng vận hành của toàn bộ nhà máy.
Cái hệ thống lọc nước biển bằng phương pháp thẩm thấu ngược Phương pháp thiết kế được trình bày trong bài báo này là một bản tóm tắt ngắn gọn về tình hình phát triển vật liệu và quy trình trong ngành xử lý nước hiện nay. Cùng với sự phát triển của công nghệ cũng như việc nghiên cứu và ứng dụng các nguồn năng lượng mới, phương pháp thiết kế này sẽ có những thay đổi tương ứng.
Kysearo là một công ty sản xuất thiết bị xử lý nước hàng đầu có trụ sở tại Trung Quốc, chuyên thiết kế và sản xuất các hệ thống xử lý nước hiệu suất cao.
Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong ngành, chúng tôi luôn nỗ lực cải thiện chất lượng các nguồn nước khác nhau, bao gồm nước biển, nước giếng, nước giếng khoan, nước máy và nước ngầm, v.v.
Sản phẩm
Công ty
Liên hệ
