Почему системы обратного осмоса тратят так много воды?
Как эффективная технология очистки воды, системы обратного осмоса (РО) широко используются в бытовой, промышленной и муниципальной очистке воды. Однако многие люди сталкиваются с проблемой при использовании систем обратного осмоса: большое количество сточных вод. Почему системы обратного осмоса производят так много сточных вод?
В этой статье мы подробно рассмотрим принцип работысистемы обратного осмоса, причины образования сточных вод и научные принципы, лежащие в его основе.
Как работает система обратного осмоса?
Чтобы понять, почемусистемы обратного осмосапроизводить сточные воды, сначала необходимо понять основной принцип его работы. Обратный осмос — это технология, в которой для разделения растворенных веществ и растворителей используются полупроницаемые мембраны. Во время процесса обратного осмоса сырая вода проходит через полупроницаемую мембрану под высоким давлением, и молекулы воды проходят через мембрану в сторону чистой воды, в то время как растворенные в воде примеси, ионы и микроорганизмы задерживаются на другой стороне мембраны и образуют концентрированную воду.
Диаметр микропор полупроницаемой мембраны очень мал, всего около 0,0001 микрона, что позволяет ей эффективно блокировать большинство растворенных твердых веществ и загрязняющих веществ и пропускать только молекулы воды. Этот процесс позволяет не только удалить из воды взвешенные вещества, бактерии и вирусы, но также удалить растворимые соли и органические вещества для получения чистой воды высокой чистоты.
Какова причина образования сточных вод?
В системе обратного осмоса образование сточных вод является неизбежным результатом. В основном это связано со следующими причинами:
2.1 Повышенная концентрация примесей:
В ходе процесса обратного осмоса полупроницаемая мембрана непрерывно задерживает растворенные вещества и загрязняющие вещества в воде со стороны концентрированной воды. Со временем концентрация примесей в концентрированной воде постепенно увеличивается. Если сброс сточных вод отсутствует, эти примеси будут постепенно накапливаться и в конечном итоге блокировать микропоры мембраны, что приведет к выходу мембраны из строя. Поэтому система обратного осмоса должна сбрасывать сточные воды, чтобы поддерживать концентрацию примесей в концентрированной воде в контролируемом диапазоне, чтобы обеспечить нормальную работу системы и длительный срок службы мембраны.
2.2 Требования к самоочистке мембраны:
Полупроницаемая мембрана будет постепенно накапливать примеси в ходе длительной эксплуатации, что приведет к снижению потока мембраны и уменьшению производства чистой воды. Для поддержания эффективного рабочего состояния мембранысистема обратного осмосанеобходимо выполнять регулярную самоочистку мембраны. Этот процесс обычно достигается за счет сброса сточных вод, причем поток сточных вод может удалять примеси с поверхности мембраны, предотвращая ее засорение и загрязнение.
2.3 Ограничения скорости восстановления воды:
Скорость восстановления воды в системе обратного осмоса показывает, какая часть сырой воды превращается в чистую воду. Вообще говоря, степень восстановления воды в бытовой системе обратного осмоса составляет от 20% до 50%, что означает, что на каждый литр произведенной чистой воды сбрасывается от 2 до 4 литров сточных вод. Это соотношение в основном ограничивается мембранной технологией, конструкцией системы и условиями эксплуатации. Повышение скорости восстановления воды обычно приводит к повышенному риску загрязнения и засорения мембраны, что, в свою очередь, влияет на стабильность и срок службы системы.
Какие факторы влияют на количество сточных вод?
Количество сточных вод, образующихся в системе обратного осмоса, зависит не только от ее принципа работы, но и от множества факторов:
3.1 Качество сырой воды:
Качество сырой воды оказывает важное влияние на количество сточных вод из системы обратного осмоса. Чем выше содержание растворенных твердых веществ, примесей и жесткости в сырой воде, тем чаще системе необходимо сливать сточные воды, чтобы предотвратить засорение мембраны. Следовательно, чем хуже качество сырой воды, тем больше обычно количество сточных вод.
3.2 Конструкция и конфигурация системы:
Конструкция и конфигурация системы обратного осмоса также влияет на количество сточных вод. Например, на количество образующихся сточных вод будут влиять площадь мембраны системы, давление насоса, способ слива концентрированной воды и т. д. Эффективная конструкция системы может в определенной степени сократить количество сточных вод и повысить степень рекуперации воды.
3.3 Условия эксплуатации:
Условия эксплуатации, такие как давление воды на входе, температура и скорость потока, также влияют на количество сточных вод. Вообще говоря, более высокое давление воды на входе и более низкая температура воды на входе могут улучшить скорость восстановления воды в системе и уменьшить количество сточных вод. Однако корректировка этих условий должна осуществляться с учетом обеспечения безопасности мембраны и стабильности системы.
Как очищать и утилизировать сточные воды?
Хотя система обратного осмоса производит большое количество сточных вод, эти сточные воды не бесполезны. Разумная очистка и утилизация сточных вод может в определенной степени сократить количество отходов и повысить эффективность использования ресурсов.
4.1 Переработка сточных вод:
Хотя сточные воды содержат высокую концентрацию примесей, во многих случаях их все же можно использовать в качестве непитьевой воды. Например, сточные воды можно использовать для бытового водоснабжения, например, для смыва туалетов, полива цветов и растений, уборки и т. д., сокращая потребление водопроводной воды. В промышленной сфере сточные воды можно использовать для охлаждения оборотной воды, очистки воды и т. д., тем самым снижая затраты на воду.
4.2 Очистка сточных вод:
Перед сбросом сточные воды можно очистить с помощью простых процессов очистки, таких как осаждение и фильтрация, для удаления некоторых примесей перед повторным использованием. В сценариях применения с большим объемом сточных вод можно также использовать усовершенствованное окисление, мембранный биореактор и другие технологии для глубокой очистки в соответствии со стандартами повторного использования.
4.3 Оптимизация системы:
За счет оптимизации конструкции и условий эксплуатациисистема обратного осмоса, количество сточных вод может быть в определенной степени уменьшено. Например, многоступенчатую систему обратного осмоса можно использовать для многократного восстановления концентрированной воды, чтобы улучшить общую скорость восстановления воды и уменьшить количество сточных вод. Кроме того, регулярное обслуживание и очистка мембранных компонентов для поддержания эффективной работы системы также может помочь уменьшить количество сточных вод.
Краткое содержание
Система обратного осмоса занимает важное место в современном процессе очистки воды благодаря своей эффективной способности очистки воды. Однако большой объем сточных вод всегда был в центре внимания. Образование сточных вод является результатом принципа работы и технических ограничений системы обратного осмоса и связано со многими факторами, такими как качество сырой воды, конструкция системы и условия эксплуатации.
При выборе и использовании системы обратного осмоса пользователи должны всесторонне учитывать качество воды, производительность системы и экономические затраты, разумно корректировать условия эксплуатации и принимать эффективные меры по очистке сточных вод для достижения эффективных, энергосберегающих и экологически чистых целей очистки воды.