In een tijd waarin watervoorraden steeds schaarser worden en de waterkwaliteitsvereisten constant toenemen, is de omgekeerde osmosis (RO) -technologie een van de kerntechnologieën geworden op het gebied van waterbehandeling met de efficiënte scheidingsprestaties. Als een belangrijk onderdeel in het omgekeerde osmosesysteem om de soepele verzameling en transport van geproduceerd water te waarborgen, heeft de prestaties van het RO -membraanelement permeaatdrager direct invloed op de bedrijfsefficiëntie, de waterkwaliteit en de levensduur van het hele systeem geproduceerd.
1. Basiskennis van Ro membraan element permeaatdrager
1.1 Definitie en functie
RO -membraanelement geproduceerd waterdrager is een structurele component in het omgekeerde osmosemembraanelement dat wordt gebruikt om zuiver water (geproduceerd water te verzamelen en door te geven dat door het RO -membraan gaat. De belangrijkste functie is om het geproduceerde water te leiden dat wordt gescheiden door het RO -membraan van de binnenkant van het membraanelement naar het systeem veilig en efficiënt, terwijl het mengen van geproduceerd water met inlaatwater en geconcentreerd water wordt vermeden om de zuiverheid van de geproduceerde waterkwaliteit te waarborgen. Vanuit een microscopisch perspectief is de waterdrager als een precieze "waterwegcommandant" die het geordende stroompad van watermoleculen plant; Vanuit een macroscopisch perspectief is het een belangrijke barrière om de stabiele werking van het omgekeerde osmosesysteem te handhaven en de kwaliteit van het geproduceerde water te waarborgen.
1.2 Status in het omgekeerde osmosesysteem
Het omgekeerde osmosesysteem bestaat voornamelijk uit RO -membraanelementen, drukvaten, waterinlaatsystemen, besturingssystemen, enz., En de RO -membraanelement Waterdrager is een van de kerncomponenten in het membraanelement. Als het RO -membraanelement wordt vergeleken met het "hart" van het omgekeerde osmosesysteem, dan is de waterdrager het "bloedvat" dat het hart en andere organen verbindt. Het is niet alleen gerelateerd aan de verzamelefficiëntie van het geproduceerde water, maar speelt ook een sleutelrol in de uitvoering van het membraanelement. Hoogwaardige waterdragers kunnen de stroomweerstand van het geproduceerde water verminderen en de werkdruk van het systeem verminderen, waardoor de levensduur van het RO-membraan wordt verlengd; Integendeel, als de waterdrager niet redelijk of van slechte kwaliteit is ontworpen, kan dit leiden tot ongelijke waterstroom en overmatige lokale druk, de vervuiling en schade van het membraanelement versnellen en vervolgens de operationele stabiliteit en economische efficiëntie van het gehele omgekeerde osmosesysteem beïnvloeden.
2. Technische principes van RO Membraan -element permeaatdrager
2.1 Watertransmissiemechanisme
Het watertransmissieproces van het RO -membraanelement Waterdrager is gebaseerd op het principe van vloeistofmechanica. Wanneer het ruwe water onder druk door het RO -membraan gaat, dringen de watermoleculen de membraanporiën in het waterkanaal en de speciale structuur in de waterdrager biedt een transmissiepad voor deze watermoleculen. Gemeenschappelijke waterdragers gebruiken gaas of poreuze structuren, en deze kleine kanalen kunnen de stroom van water effectief leiden. De stroom van watermoleculen in het waterkanaal wordt beïnvloed door factoren zoals kanaalgrootte, ruwheid en kromming. Hoewel een kleinere kanaalgrootte bijvoorbeeld het contactgebied tussen het water en de drager kan vergroten, wat helpt om het water gelijkmatig te verzamelen, zal het ook de weerstand van de waterstroom verhogen; en een overdreven ruw kanaal binnenwand zal werveltromingen in de waterstroom veroorzaken, wat de stabiliteit van de waterstroom beïnvloedt. Om een efficiënte transmissie te bereiken, moet het ontwerp van de waterdrager worden geoptimaliseerd in termen van kanaalgrootte, vorm en ruwheid van de binnenwand om ervoor te zorgen dat het water snel en soepel kan worden getransporteerd van de binnenkant van het membraanelement naar de uitlaat.
2.2 Synergie met RO -membraanelementen
Er is een nauwe synergetische relatie tussen de waterdrager van het RO -membraanelement en het RO -membraan. Het RO -membraan is verantwoordelijk voor het onderscheppen van onzuiverheden zoals zout, organische stof en micro -organismen in het ruwe water, terwijl de waterdrager verantwoordelijk is voor het verzamelen en transporteren van het water dat tijdig door het RO -membraan passeert. Deze synergie wordt in veel aspecten weerspiegeld: enerzijds moet het structurele ontwerp van de waterdrager overeenkomen met de opstelling van het RO -membraan om ervoor te zorgen dat het water gelijkmatig kan worden verzameld. In een spiraalgewonden RO-membraanelement wordt de waterdrager meestal meestal spiraalvormig gewikkeld rond de centrale waterverzamelingspijp en past ze strak met het membraan om ervoor te zorgen dat het water dat door elk deel van het membraan wordt geproduceerd, soepel het waterkanaal kan binnenkomen; Aan de andere kant moet de materiaalselectie van de waterdrager rekening houden met de chemische compatibiliteit met het RO -membraan om schade aan het RO -membraan te voorkomen als gevolg van chemische reacties tussen de materialen. De stroomkenmerken van de waterdrager zullen ook de hydraulische omstandigheden op het oppervlak van het RO -membraan beïnvloeden. Redelijke watertransmissie kan het concentratiepolarisatieverschikking op het membraanoppervlak verminderen en de scheidingsefficiëntie en anti-vervuilingsvermogen van het RO-membraan verbeteren.
3. Structureel ontwerp en materiaalselectie van RO -membraanelement permeaatdrager
3.1 Gemeenschappelijke structurele typen
3.1.1 Spiraalgewonden waterdrager
Spiraalgewonden RO-membraanelementen zijn de meest gebruikte membraanelemententypen. Hun waterdragers zijn meestal samengesteld uit een geleidetnet en een centrale waterverzamelingspijp. Het geleidingsnet is in het algemeen gemaakt van polypropyleen, dat een zekere porositeit en stijfheid heeft. Het kan een stroomkanaal bieden voor het geproduceerde water en een rol spelen bij het ondersteunen van het membraan. De mesh -vorm, grootte en opstelling van het geleidnet hebben een belangrijke invloed op de uniforme verdeling en stromingsweerstand van het geproduceerde water. De centrale waterverzamelingspijp is het uiteindelijke verzamelpunt van het geproduceerde water. Het is meestal gemaakt van poreus roestvrij staal of polyvinylchloride. De kleine gaten gelijkmatig verdeeld over het oppervlak kunnen snel het geproduceerde water verzamelen dat door het geleidetnet in de pijp wordt verzameld en uiteindelijk naar de systeemuitgang worden getransporteerd.
3.1.2 Holle vezelwaterdrager
De waterdragerstructuur van het Hollow Fiber RO-membraanelement verschilt van die van het spiraalgewonden type. In holle vezelmembraanelementen zijn een groot aantal holle vezelmembraanbundels geïntegreerd in een drukvat, en de waterdrager is voornamelijk verantwoordelijk voor het begeleiden van het water dat wordt geproduceerd door het holle vezelmembraan uit de binnenholte van het membraan naar de uitlaat van het membraanelement. Gewoonlijk wordt het ene uiteinde van het holle vezelmembraan afgesloten en is het andere uiteinde verbonden met het uiteinde van het waterverzameling en stroomt het water rechtstreeks in het waterverzamelingsuiteinde door de binnenholte van het membraan. Om de efficiëntie van de waterverzameling te verbeteren, neemt het einde van het waterverzameling vaak een speciaal structureel ontwerp aan, zoals een poreuze plaat of een waterverzameling, om ervoor te zorgen dat het water dat door elk membraan wordt geproduceerd snel en gelijkmatig kan worden verzameld.
3.2 Materiaalkenmerken en vereisten
De materiaalselectie van de waterdrager van het RO -membraanelement is erg belangrijk, wat direct de prestaties en de levensduur van de waterdrager beïnvloedt. Het ideale waterdragermateriaal moet de volgende kenmerken hebben:
Chemische stabiliteit: het kan de erosie van verschillende chemische middelen weerstaan (zoals antiscalanten en bactericiden die vaak worden gebruikt in omgekeerde osmosesystemen), reageert niet chemisch met het water en voorkomt vervuiling van de waterkwaliteit van het water. Veel voorkomende materialen met goede chemische stabiliteit zijn polypropyleen, polyvinylideenfluoride (PVDF), enz.
Mechanische sterkte: het heeft voldoende sterkte en stijfheid om bepaalde druk en waterstroomeffecten tijdens de werking van het omgekeerde osmosesysteem te weerstaan en is niet gemakkelijk te vervormen of te beschadigen. In een hogedruk omgekeerd osmosesysteem moet de waterdrager bijvoorbeeld een hogere interne druk weerstaan, dus de mechanische sterkte van het materiaal moet hoger zijn.
Resistentie tegen microbiële besmetting: omdat micro -organismen gemakkelijk worden gefokt tijdens de werking van het omgekeerde osmosesysteem, moet het waterdragermateriaal een bepaald vermogen hebben om de microbiële hechting en reproductie te weerstaan om de impact van microbiële besmetting op de kwaliteit van de waterproductie en het systeem te verminderen. Sommige materialen zullen een speciale behandeling ondergaan, zoals het toevoegen van antibacteriële middelen of oppervlaktemodificatie, om hun weerstand tegen microbiële besmetting te verbeteren.
Temperatuurweerstand: het kan zich aanpassen aan verschillende bedrijfstemperatuurbereiken van het omgekeerde osmosesysteem. Over het algemeen ligt de bedrijfstemperatuur van het omgekeerde osmosesysteem tussen 5 ℃ en 45 ℃ en moet het waterdragermateriaal stabiele prestaties binnen dit temperatuurbereik behouden zonder vervorming, verzachting of brosheid.
4. Toepassingsscenario's van RO -membraanelement permeaatdrager
4.1 Veld voor industrieel waterbehandeling
In de industriële productie hebben veel industrieën strikte vereisten voor de waterkwaliteit en omgekeerde osmosetechnologie en RO -membraanelement waterdragers zijn veel gebruikt.
Power Industry: Boiler Voerswaterbehandeling in thermische energiecentrales is een van de belangrijke toepassingsscenario's van RO -membraanelementwaterdragers. Om ketelschaling en corrosie te voorkomen, is een hoog zuiver water vereist als voedingswater. RO -membraanelement Waterdragers kunnen efficiënt water verzamelen en overbrengen die wordt geproduceerd na omgekeerde osmosisbehandeling, boilers voorzien van waterbronnen die voldoen aan de waterkwaliteitseisen, zorgen voor de veilige en stabiele werking van ketels en de efficiëntie van stroomopwekking verbeteren.
Elektronische industrie: de vereisten voor waterkwaliteit in het productieproces van elektronische chips zijn extreem hoog en ultrazuinig water is vereist. Als een belangrijke link bij de bereiding van ultrazuinig water, heeft de prestaties van de waterdrager van het omgekeerde osmosesysteem direct invloed op de kwaliteit en stabiliteit van het water. Hoogwaardige waterdragers kunnen zorgen voor een lage onzuiverheidsgehalte en een hoge zuiverheid van het geproduceerde water, voldoen aan de strikte vereisten van elektronische chipproductie voor waterkwaliteit en zorgen voor productkwaliteit en opbrengst.
Chemische industrie: bij chemische productie vereisen veel chemische reacties het gebruik van zuiver water als oplosmiddel of reactiemedium. In het waterzuiveringssysteem van de chemische industrie kan het RO -membraanelement waterdrager het water dat wordt geproduceerd na omgekeerde osmosis -behandeling stabiel transporteren naar elke productielink, waardoor een betrouwbare waterbrongarantie biedt voor chemische productie, terwijl fouten van apparatuur en productkwaliteitsfluctuaties veroorzaakt door problemen met de waterkwaliteit.
4.2 Civiele en commerciële waterzuiveringsvelden
Met de verbetering van de levensstandaarden van mensen, blijft de aandacht voor de kwaliteit van het drinkwater stijgen en worden waterdragers van de osmosetechnologie en RO -membraanelement ook op grote schaal gebruikt in civiele en commerciële waterzuiveringsapparatuur.
Huishoudelijke waterzuiveraar: huishoudelijke omgekeerde osmose waterzuiveraars verwijderen schadelijke stoffen in water door RO -membraanelementen, en de waterdrager verzamelt en transporteert het gezuiverde water naar de kraan om veilig en gezond drinkwater voor gezinnen te bieden. Het ontwerp van de waterdrager moet rekening houden met miniaturisatie, lichtheid en compatibiliteit met de algehele structuur van de huishoudelijke waterzuiveraar, terwijl de hygiëne en veiligheid van het water worden gewaarborgd.
Commerciële waterzuiveringsapparatuur: op openbare plaatsen zoals scholen, ziekenhuizen en kantoorgebouwen, biedt commerciële waterzuiveringsapparatuur drinkwater voor een groot aantal mensen. Deze apparaten moeten meestal een grote hoeveelheid water verwerken en vereisen hogere waterverzameling en transmissiemogelijkheden van de RO -membraanelement waterdrager. Bovendien zijn de operationele stabiliteit en het onderhoudsgemak van commerciële waterzuiveringsapparatuur ook cruciaal. Het structurele ontwerp en de materiaalselectie van de waterdrager moet deze factoren volledig overwegen om de onderhoudskosten en de uitvaltijd van de apparatuur te verlagen.
4.3 Ontziltingsveld van zeewater
Ontzilting van zeewater is een van de belangrijke manieren om het tekort aan zoetwaterbronnen op te lossen. Omgekeerde osmose -ontziltingstechnologie van zeewater is de mainstream desalisatiemethode voor zeewater geworden vanwege de hoge efficiëntie en energiebesparing. In het ontziltingssysteem van het zeewater wordt de RO-membraanelement waterdrager geconfronteerd met een ernstiger werkomgeving en moet de corrosie van zeewater met een hoog zoutgehalte worden weergegeven en de druk veroorzaakt door hoge druk. Daarom besteedt de waterdrager die wordt gebruikt voor de ontzilting van zeewater meer aandacht aan corrosieweerstand en hoge sterkte in materiaalselectie en structureel ontwerp. Een speciaal corrosiebestendig legeringsmateriaal wordt bijvoorbeeld gebruikt om de centrale waterverzamelingspijp te maken, en de oppervlakte-anti-corrosiebehandeling van het omleidingsnet wordt uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de waterdrager stabiel lang kan werken in het zeewaterontzilveringssysteem en efficiënt te verzamelen en efficiënt te ontdoende zoete water.
5. Ontwikkelingstrend van RO -membraanelement permeaatdrager
5.1 Structurele optimalisatie en innovatie
In de toekomst zal de structuur van de watervoerder van het RO -membraanelement zich ontwikkelen in een meer geoptimaliseerde en innovatieve richting. Via Computer Fluid Dynamics (CFD) simulatietechnologie wordt de waterstroomverdeling in de waterdrager nauwkeurig geanalyseerd, om een redelijke kanaalvorm en grootte te ontwerpen, de stroomweerstand van de waterproductie verder vermindert en de uniformiteit van de waterproductie verbetert. Ontwikkel bijvoorbeeld waterdragers met bionische structuren om efficiënte vloeistoftransmissiestructuren in de natuur te imiteren, zoals plantenaders of bloedvaten met dieren, om een efficiëntere transmissie voor waterproductie te bereiken. Modulair en geïntegreerd waterdragerontwerp zal ook een trend worden, wat handig is voor installatie, onderhoud en vervanging, en verbetert de algehele prestaties en betrouwbaarheid van het omgekeerde osmosesysteem.
5.2 Onderzoek en toepassing van nieuwe materialen
Met de continue ontwikkeling van de materialenwetenschap zullen nieuwe materialen geleidelijk worden toegepast op RO -membraanelementwaterdragers. Materialen met speciale eigenschappen zoals nanomaterialen en slimme materialen zullen naar verwachting nieuwe keuzes worden voor waterdragers. Nanocomposieten hebben bijvoorbeeld uitstekende mechanische eigenschappen, chemische stabiliteit en eigenschappen anti-vervuiling, die de levensduur van het servicedienst en anti-vervuiling van waterdragers effectief kunnen verbeteren; Intelligent materiaal kan hun eigen prestaties automatisch aanpassen op basis van veranderingen in omgevingscondities. Temperatuur-responsieve materialen kunnen bijvoorbeeld oppervlakte-eigenschappen bij verschillende temperaturen veranderen, de microbiële bevestiging verminderen en het vervuilingsrisico op waterdragers verminderen. Bovendien zal het onderzoek en de ontwikkeling van afbreekbare materialen ook een hot topic worden om de milieuvervuilingsproblemen op te lossen die worden veroorzaakt door het verlaten van traditionele waterdragers.
5.3 Intelligente en geautomatiseerde monitoring
Om de werking van het omgekeerde osmosesysteem beter te waarborgen, zal het RO -membraanelementwaterdrager zich ontwikkelen in de richting van intelligente en geautomatiseerde monitoring. Door sensoren op de waterdrager te installeren, kan realtime monitoring van waterstroom, druk, temperatuur en andere parameters worden uitgevoerd om abnormale omstandigheden van de waterdrager tijdig te detecteren, zoals blokkade en lekkage. Gecombineerd met big data -analyse en kunstmatige intelligentietechnologie, worden de monitoringgegevens diep gedolven en geanalyseerd om de prestatieveranderingen en faalrisico's van de waterdrager te voorspellen, om vroege waarschuwing en actief onderhoud te bereiken. De intelligente waterdrager kan ook worden gekoppeld aan het besturingssysteem van het reverse osmosesysteem om de besturingsparameters van het systeem automatisch aan te passen volgens de waterproductiesituatie, om de operationele efficiëntie en waterkwaliteit van het systeem te verbeteren.
Copyright © Zhejiang Herovo nieuwe materialen Co., Ltd. Fabrikanten van aangepaste kettingbreitextielstoffen
www.herovo.com
