I en tid då vattenresurserna blir allt mer knappa och kraven på vattenkvaliteten ökar ständigt, har omvänd osmos (RO) -teknologi blivit en av kärnteknologierna inom vattenbehandlingen med dess effektiva separationsprestanda. Som en nyckelkomponent i det omvända osmossystemet för att säkerställa en smidig insamling och transport av producerat vatten, påverkar RO -membranelementbärarens prestanda direkt driftseffektiviteten, producerad vattenkvalitet och livslängd för hela systemet.
1. Grundläggande kunskaper om RO membranelement permeat bärare
1.1 Definition och funktion
RO -membranelement Producerat vattenbärare är en strukturell komponent inuti det omvända osmosmembranelementet som används för att samla och överföra rent vatten (producerat vatten) som passerar genom RO -membranet. Dess huvudfunktion är att vägleda det producerade vattnet som separeras av RO -membranet från insidan av membranelementet till systemutloppet säkert och effektivt, samtidigt som blandningen av producerat vatten med inloppsvatten och koncentrerat vatten för att säkerställa renheten i den producerade vattenkvaliteten. Ur ett mikroskopiskt perspektiv är vattenbäraren som en exakt "Waterway Commander" som planerar den ordnade flödesvägen för vattenmolekyler; Ur ett makroskopiskt perspektiv är det en viktig barriär att upprätthålla den stabila driften av det omvända osmosystemet och säkerställa kvaliteten på det producerade vattnet.
1.2 Status i det omvända osmossystemet
Det omvända osmossystemet består huvudsakligen av RO -membranelement, tryckkärl, vatteninloppssystem, styrsystem etc., och RO -membranelementets vattenbärare är en av kärnkomponenterna i membranelementet. Om RO -membranelementet jämförs med "hjärtat" i det omvända osmosystemet, är vattenbäraren "blodkärlet" som förbinder hjärtat och andra organ. Det är inte bara relaterat till insamlingseffektiviteten hos det producerade vattnet, utan spelar också en nyckelroll i membranelementets prestanda. Vattenbärare av hög kvalitet kan minska flödesmotståndet hos det producerade vatten och minska systemets driftstryck och därigenom förlänga RO-membranets livslängd; Tvärtom, om vattenbäraren inte är utformat rimligt eller av dålig kvalitet, kan det leda till ojämnt vattenflöde och överdrivet lokalt tryck, påskynda föroreningar och skador på membranelementet och sedan påverka driftstabiliteten och den ekonomiska effektiviteten för hela omvänd osmossystem.
2. Tekniska principer för RO -membranelement genomsyrar bärare
2.1 Vattenöverföringsmekanism
Vattenöverföringsprocessen för RO -membranelementets vattenbärare är baserad på principen om fluidmekanik. När det råa vattnet passerar genom RO -membranet under tryck, penetrerar vattenmolekylerna membranporerna in i vattenkanalen, och den speciella strukturen inuti vattenbäraren ger en transmissionsväg för dessa vattenmolekyler. Vanliga vattenbärare använder nät eller porösa strukturer, och dessa små kanaler kan effektivt vägleda vattenflödet. Flödet av vattenmolekyler i vattenbärarkanalen påverkas av faktorer som kanalstorlek, grovhet och krökning. Till exempel, även om en mindre kanalstorlek kan öka kontaktområdet mellan vattnet och bäraren, vilket hjälper till att samla vattnet jämnt, kommer det också att öka vattenflödesmotståndet; Och en alltför grov kanal innervägg kommer att orsaka virvelströmmar i vattenflödet, vilket påverkar vattenflödets stabilitet. För att uppnå effektiv överföring måste utformningen av vattenbäraren optimeras med avseende på kanalstorlek, form och innerväggens grovhet för att säkerställa att vattnet snabbt och smidigt kan transporteras från insidan av membranelementet till utloppet.
2.2 Synergi med RO -membranelement
Det finns ett nära synergistiskt samband mellan vattenbäraren av RO -membranelementet och RO -membranet. RO -membranet är ansvarigt för att avlyssna föroreningar som salt, organiskt material och mikroorganismer i det råa vattnet, medan vattenbäraren är ansvarig för att samla och transportera vattnet som passerar genom RO -membranet i rätt tid. Denna synergi återspeglas i många aspekter: å ena sidan måste den strukturella utformningen av vattenbäraren matcha arrangemanget av RO -membranet för att säkerställa att vattnet kan samlas jämnt. Till exempel, i ett spiral-sunt RO-membranelement, är vattenbäraren vanligtvis spiralt lindad runt det centrala vattenuppsamlingsröret och passar tätt med membranet för att säkerställa att vattnet som produceras av varje del av membranet kan smidigt komma in i vattenkanalen; Å andra sidan bör materialvalet av vattenbäraren överväga den kemiska kompatibiliteten med RO -membranet för att undvika skador på RO -membranet på grund av kemiska reaktioner mellan materialen. Flödesegenskaperna för vattenbäraren kommer också att påverka de hydrauliska förhållandena på ytan av RO -membranet. Rimlig vattenöverföring kan minska koncentrationspolarisationsfenomenet på membranytan och förbättra separationseffektiviteten och antiföroreningsförmågan hos RO-membranet.
3. Strukturell design och materialval av RO -membranelement permeatbärare
3.1 Vanliga konstruktionstyper
3.1.1 Spiral-sund vattenbärare
Spiral-sår RO-membranelement är de mest använda membranelementtyperna. Deras vattenbärare består vanligtvis av ett styrnät och ett centralt vattenuppsamlingsrör. Guidnätet är vanligtvis tillverkat av polypropen, som har en viss porositet och styvhet. Det kan ge en flödeskanal för det producerade vattnet och spela en roll för att stödja membranet. Nätets nätform, storlek och arrangemang har ett viktigt inflytande på den producerade vattenens enhetliga fördelning och flödesmotstånd. Det centrala vattenuppsamlingsröret är den slutliga insamlingspunkten för det producerade vattnet. Det är vanligtvis tillverkat av poröst rostfritt stål eller polyvinylklorid. De små hålen jämnt fördelade på ytan kan snabbt introducera det producerade vatten som samlats in av styrnätet i röret och slutligen transportera det till systemuttaget.
3.1.2 ihålig fibervattenbärare
Vattenbärarstrukturen för det ihåliga fiber-RO-membranelementet skiljer sig från det för spiral-sårtyp. I ihåliga fibermembranelement är ett stort antal ihåliga fibermembranbuntar integrerade i ett tryckkärl, och vattenbäraren är huvudsakligen ansvarig för att vägleda det vatten som produceras av det ihåliga fibermembranet från membranets inre hålrum till membranelementets uttag. Vanligtvis är den ena änden av det ihåliga fibermembranet tätat, och den andra änden är ansluten till vattenuppsamlingsänden, och vattnet flyter direkt in i vattenuppsamlingsänden genom membranets inre kavitet. För att förbättra vattenuppsamlingseffektiviteten antar vattenuppsamlingen ofta en speciell strukturell design, såsom en porös platta eller en vattenuppsamlingshål, för att säkerställa att vattnet som produceras av varje membran snabbt och jämnt kan samlas in.
3.2 Materialegenskaper och krav
Materialvalet av vattenbäraren i RO -membranelementet är mycket viktigt, vilket direkt påverkar vattenbärarens prestanda och livslängd. Det perfekta vattenbärarmaterialet bör ha följande egenskaper:
Kemisk stabilitet: Det kan motstå erosionen av olika kemiska medel (såsom antisalanter och bakteriedöden som vanligtvis används i omvända osmossystem), reagerar inte kemiskt med vattnet och undviker föroreningar av vattenkvaliteten på vattnet. Vanliga material med god kemisk stabilitet inkluderar polypropen, polyvinylidenfluorid (PVDF), etc.
Mekanisk styrka: Det har tillräcklig styrka och styvhet för att motstå viss tryck- och vattenflödespåverkan under driften av det omvända osmosystemet och är inte lätt att deformera eller skada. Till exempel, i ett högt tryck omvänt osmosystem, måste vattenbäraren tåla högre inre tryck, så att materialets mekaniska styrka krävs för att vara högre.
Resistens mot mikrobiell förorening: Eftersom mikroorganismer lätt är uppfödda under driften av det omvända osmossystemet, bör vattenbärarmaterialet ha en viss förmåga att motstå mikrobiell fästning och reproduktion för att minska påverkan av mikrobiell förorening på kvaliteten på vattenproduktionen och systemdriften. Vissa material kommer att genomgå specialbehandling, såsom tillsats av antibakteriella medel eller ytmodifiering, för att förbättra deras resistens mot mikrobiell förorening.
Temperaturmotstånd: Den kan anpassa sig till olika driftstemperaturintervall i det omvända osmosystemet. Generellt sett är driftstemperaturen för det omvända osmosystemet mellan 5 ℃ och 45 ℃, och vattenbärarmaterialet måste bibehålla stabila prestanda inom detta temperaturområde utan deformation, mjukning eller ombränning.
4. Applikationsscenarier av RO -membranelement permeaterar bärare
4.1 Fältet för industriell vattenbehandling
I industriell produktion har många branscher strikta krav på vattenkvalitet och omvänd osmosteknik och RO -membranelementvattenbärare har använts allmänt.
Kraftindustri: Pannmatningsvattenbehandling i termiska kraftverk är ett av de viktiga applikationsscenarier för RO -membranelementvattenbärare. För att förhindra pannskalning och korrosion krävs hög renhetsvatten som fodervatten. RO -membranelement Vattenbärare kan effektivt samla och överföra vatten som produceras efter omvänd osmosbehandling, ge pannor med vattenkällor som uppfyller kraven på vattenkvalitet, säkerställer en säker och stabil drift av pannor och förbättrar kraftproduktionseffektiviteten.
Elektronisk industri: Kraven för vattenkvalitet i tillverkningsprocessen för elektroniska chips är extremt höga och ultrapure vatten krävs. Som en nyckellänk vid framställningen av ultrapure -vatten påverkar prestandan för vattenbäraren i det omvända osmosystemet direkt kvaliteten och stabiliteten på vattnet. Vattenbärare av hög kvalitet kan säkerställa låg föroreningsinnehåll och hög renhet av det producerade vatten, uppfylla de strikta kraven för elektronisk chiptillverkning för vattenkvalitet och säkerställa produktkvalitet och utbyte.
Kemisk industri: I kemisk produktion kräver många kemiska reaktioner användning av rent vatten som lösningsmedel eller reaktionsmedium. I vattenbehandlingssystemet i den kemiska industrin kan RO -membranelementets vattenbärare stabilt transportera det vatten som produceras efter omvänd osmosbehandling till varje produktionslänk, vilket ger en tillförlitlig vattenkällgaranti för kemisk produktion, medan man minskade utrustningsfel och produktkvalitetsfluktuationer orsakade av vattenkvalitetsproblem.
4.2 Civil- och kommersiella vattenreningsfält
Med förbättringen av människors levnadsstandard fortsätter uppmärksamheten på dricksvattens kvalitet och omvänd osmosteknik och RO -membranelementvattenbärare används också allmänt i civil och kommersiell vattenrening.
Hushållens vattenrenare: Hushållens omvänd osmos Vattenrenare tar bort skadliga ämnen i vatten genom RO -membranelement, och vattenbäraren samlar och transporterar det renade vattnet till kranen för att ge säkert och hälsosamt dricksvatten för familjer. Utformningen av vattenbäraren måste överväga miniatyrisering, lätthet och kompatibilitet med den övergripande strukturen för hushållens vattenrenare, samtidigt som vatten och säkerhet säkerställs.
Utrustning för kommersiell vattenrening: På offentliga platser som skolor, sjukhus och kontorsbyggnader ger kommersiell vattenreningsutrustning dricksvatten för ett stort antal människor. Dessa enheter måste vanligtvis bearbeta en stor mängd vatten och kräver högre vattenuppsamlings- och transmissionsfunktioner för RO -membranelementets vattenbärare. Dessutom är den operativa stabilitets- och underhålls bekvämligheten för kommersiell vattenreningsutrustning också avgörande. Det strukturella konstruktionen och materialvalet av vattenbäraren måste helt överväga dessa faktorer för att minska underhållskostnaden och driftsstoppet för utrustningen.
4.3 Desaltning av havsvatten
Havsvatten avsaltning är ett av de viktiga sätten att lösa bristen på sötvattenresurser. Omvänd osmos Övertygningsteknologi har blivit mainstream -havsvatten avsaltningsmetoden på grund av dess höga effektivitet och energibesparing. I havsvatten avsaltningssystemet står Ro-membranelementets vattenbärare inför en allvarligare arbetsmiljö och måste motstå korrosion av havsvatten med hög salthet och trycket orsakat av högtrycksdrift. Därför ägnar vattenbäraren som används för avsaltning av havsvatten mer uppmärksamhet på korrosionsbeständighet och hög styrka i materialval och strukturell design. Till exempel används ett speciellt korrosionsbeständigt legeringsmaterial för att göra det centrala vattenuppsamlingsröret, och ytan anti-korrosionsbehandling av avledningsnätet utförs för att säkerställa att vattenbäraren kan fungera stabilt under lång tid i havsvattens avsaltningssystem och effektivt samla in och överföra avsaltat färskt vatten.
5. Utvecklingstrend av RO -membranelement permeatbärare
5.1 Strukturell optimering och innovation
I framtiden kommer strukturen för RO -membranelementet vattenbärare att utvecklas i en mer optimerad och innovativ riktning. Genom Computer Fluid Dynamics (CFD) simuleringsteknologi analyseras vattenflödesfördelningen inuti vattenbäraren exakt för att utforma en mer rimlig kanalform och storlek, ytterligare minska flödesmotståndet för vattenproduktionen och förbättra enhetens enhetlighet. Utveckla till exempel vattenbärare med bioniska strukturer för att imitera effektiva vätskeöverföringsstrukturer i naturen, såsom växtvener eller djurblodkärl, för att uppnå effektivare överföring av vattenproduktion. Modulär och integrerad vattenbärardesign kommer också att bli en trend, vilket är bekvämt för installation, underhåll och ersättning och förbättrar den totala prestanda och tillförlitlighet i det omvända osmosystemet.
5.2 Forskning och tillämpning av nya material
Med den kontinuerliga utvecklingen av materialvetenskap kommer nya material gradvis att appliceras på RO -membranelementvattenbärare. Material med speciella egenskaper som nanomaterial och smarta material förväntas bli nya val för vattenbärare. Till exempel har nanokompositer utmärkta mekaniska egenskaper, kemisk stabilitet och antiföroreningsegenskaper, vilket effektivt kan förbättra livslängden och antiföroreningsförmågan hos vattenbärare; Intelligenta material kan automatiskt justera sin egen prestanda beroende på förändringar i miljöförhållanden. Till exempel kan temperaturresponsiva material ändra ytegenskaper vid olika temperaturer, minska mikrobiell fästning och minska föroreningsrisken för vattenbärare. Dessutom kommer forskning och utveckling av nedbrytbara material också att bli ett hett ämne för att lösa miljöföroreningsproblem som orsakas av övergivande av traditionella vattenbärare.
5.3 Intelligent och automatiserad övervakning
För att bättre säkerställa driften av det omvända osmossystemet kommer RO -membranelementet vattenbärare att utvecklas i riktning mot intelligent och automatiserad övervakning. Genom att installera sensorer på vattenbäraren kan realtidsövervakning av vattenflöde, tryck, temperatur och andra parametrar utföras för att snabbt upptäcka onormala förhållanden för vattenbäraren, såsom blockering och läckage. Kombinerat med Big Data -analys och teknik för konstgjord intelligens bryts övervakningsdata djupt och analyseras för att förutsäga prestandaförändringar och misslyckanden för vattenbäraren för att uppnå tidig varning och aktivt underhåll. Den intelligenta vattenbäraren kan också kopplas till kontrollsystemet för det omvända osmossystemet för att automatiskt justera systemets driftsparametrar enligt vattenproduktionssituationen för att förbättra systemets driftseffektivitet och vattenkvalitet.
Copyright © Zhejiang Herovo New Materials Co., Ltd. Custom Warp Stickning Textile Fabrics Manufacturers
www.herovo.com
