Демінералізація води заснована на видаленні з неї всіх катіонів та аніонів, які з’явилися з розчинених в ній солей. Її можна здійснити за допомогою: зворотного осмосу; іонногообміну; електродеіонізації.
Вибір методу залежить від загального солевмісту і потребдо води. Повне видалення з води практично всіх розчиннихсубстанцій гарантує лише метод іонного обміну.
Демінералізація води методом зворотного осмосу
Зворотний осмос відноситься до мембранних процесів, щодозволяють видаляти з води розчинні і колоїдні забруднення(0,1 — 0,001 мкм) які містяться в ній. Процес заснований наявищі осмосу, що полягає в переході розчинника (води) черезнапівпроникну мембрану, тобто, що пропускає розчинник ізатримує розчинені субстанції (солі). Рушійна сила в процесіосмосу — різниця концентрацій розчинених солей в розчинах,розділених мембранами. Збільшення концентрації розчину,відповідного високому зовнішньому тиску викличе приливводи в напрямку, протилежному природному. Даний процесназивається зворотним осмосом. В результаті процесузворотного осмосу вода практично знесолюється. Газовікомпоненти води, такі як кисень або вуглекислий газ,проходять через мембрану. Основним елементом кожногопристрою зворотного осмосу є модуль, що складається зоднієї або декількох мембран.
Насос високого тиску безперервно подає воду в корпус,де знаходиться напівпроникна мембрана. Потік води навході розділяється на два потоки: пермеат (з низькимвмістом солей) і концентрат (концентровані солі). Клапанконцентрату призначений для регулювання співвідношенняцих потоків, а також утримання тиску на мембрані. Пермеатнакопичується в баку для пермеата та з нього подається вмісце призначення.
Основні поняття, пов’язані з технологією зворотногоосмосу
Дана величина становить 50-80%. Повернення 75% означає,що потік пермеата становить 75% кількості води на вході,що свідчить про майже 4-кратну концентрацію солей уконцентраті, у порівнянні з водою на вході.
TDS (Total Dissolved Solids) – ступінь вмісту солей у воді;визначає кількість розчинених у воді солей. Має вирішальнийвплив на тиск.
SDI (Silt Density Index) – колоїдний індекс; коефіцієнт, якийслід враховувати при проектуванні системи зворотногоосмосу — визначає кількість забруднень на мембрані. Йогозначення має бути < 3.
Вимірювання SDI проводиться завдяки спеціальномупристрою за допомогою якого, визначається ступіньзанесення суспензіями мембранного фільтру з рейтингомфільтрації 0,45 мкм при постійному тиску 2,07 бар.
де:
T0 – основний час [сек.], необхідний на початку тесту для фільтрації (задопомогою мембранного фільтру) 500 мл води (напр. 20 сек.);
T15 – час, необхідний для повторної фільтрації 500 мл досліджуваної водичерез 15 хв. роботи мембранного фільтру (напр. 40 сек.).
Вода, яка використовується для пристрою демінералізаціїводи шляхом зворотного осмосу, зазвичай вимагаєпопередньої підготовки — необхідно видалити з неї всісубстанції, які можуть перешкодити або зупинити роботумембран, блокуючи їх. Вода повинна бути пом’якшена, з неїслід видалити залізо, марганець, масло та вільний хлор, аколоїдальний індекс SDI не повинен перевищувати 3.
Типова технологія повинна включати в себе наступні процеси:механічна фільтрація; знезалізнення, видалення марганцю;видалення вільного хлору (фільтрація на активованомувугіллі); пом’якшення; захисна фільтрація; зворотний осмос.
Для того, щоб правильно підібрати технологію та устаткування,необхідно здійснити повний аналіз вхідної води.
Система зворотного осмосу повинна працювати вбезперервному режимі; якщо ж вона працює періодично,необхідно включати її час від часу (хоча б раз на добупротягом не менше, ніж 20 хв.). В іншому випадку, необхіднобуде продезінфікувати мембрани.
В основному мембрани вимагають очищення, якщо:
- збільшився вміст солей у пермеаті більш ніж на 15%;
- необхідно збільшення тиску вхідної води більш ніж на20%;
- зменшилася гідравлічна продуктивність більш ніж на5% для даної температури води;
- з’явилися відкладення на мембранах.
