I dette modul lærer du de grundlæggende principper for omvendt osmose, teknikkens effektivitet, når det gælder fjernelse af opløste tørstoffer i vand, de vigtigste funktioner af et industrielt omvendt osmoseanlæg, og hvordan du kan øge virkningsgraden og samtidig reducere kompleksiteten med en intelligent CRE-pumpe.

Osmose er et naturligt forekommende fænomen, dvs. bevægelse af vand gennem en halvgennemtrængelig membran fra en lav til en høj koncentrationsopløsning.

Membranen er gennemtrængelig for vand, men afviser næsten alle ioner og opløste tørstoffer. Vand bevæger sig, indtil den osmotiske ligevægt er opnået.

Men hvis et tryk, der er højere end det osmotiske tryk, anvendes på den koncentrerede opløsning kan processen vendes, heraf navnet omvendt osmose. Mens ultrafiltrering kan fjerne opslæmmede tørstoffer fra vand, kan omvendt osmose fjerne de resterende opløste forurenende stoffer såsom ioner, tungmetaller osv.

Kombinationen af begge teknologier anvendes normalt i den fysiske behandling f.eks. ved genanvendelse af vand. Den mest populære konfiguration af en industriel omvendt osmosemembran består af en plan plade bestående af flere lag, der er viklet ind i en cylinder for at øge overfladearealet og samtidig spare plads.

Cylinderen placeres derefter i en trykbeholder. Når vandet kommer ind gennem indløbet, strømmer det over membranens overflade. Det rensede vand eller permeat opsamles i et midterrør, mens resten, det såkaldte koncentrat eller afvisning, opsamles for enden.

Forholdet mellem mængden af permeat og mængden af koncentrat sammenlignet med indløbets råvand kaldes afvisningsprocenten. For at omvendt osmose kan fungere, er der behov for et betydeligt tryk, hvilket gør det til en energikrævende proces.

Nu vil vi se på de komponenter, et grundlæggende RO-anlæg som minimum skal have for at fungere: ... indløbssiden med pumpen til at øge råvandets tryk,... ... den omvendte osmosemembran... ... og på dens anden side, de to udløbsstrømme, hvor den ene er permeatudløbet, hvor det rene vand kommer ud... og den anden er udløbet for koncentratet eller afvisningen.

Der er typisk placeret en modtryks- eller reguleringsventil ved koncentratets udløb at opbygge tryk inde i membranen. Der er også to flowsensorer: En på permeatsiden og en på koncentratsiden, der bruges til at afbalancere processens afvisningsprocent.

Når anlægget sættes op, er koncentratventilen helt åben, og der vil være fuldt flow på kondensatsiden, men intet flow på permeatsiden, da trykket ikke er tilstrækkeligt, til at vand kan krydse membranen.

Ved at regulere modtryksventilen kan trykket øges op til den optimale afvisningsprocent, der vil afhænge af systemets udformning og af kvaliteten af råvand til behandling... i den forstand at råvandskvaliteten kan indeholde forskellige forbindelser, der kan beskadige membranerne eller påvirke anlæggets ydelse.

Dernæst kommer forbehandlingsfasen. Hvis der ikke foretages forbehandling, kan forbindelser såsom karbonater eller sulfater eller opløste salte medføre tilstopning af membranen... dette kaldes kalkdannelse og kan påvirke anlæggets samlede ydelse... ... da aggressive stoffer såsom klor eller klorider ellers kan ødelægge membranens materiale, hvilket kompromittere behandlingens effektivitet.

Aktivt kul eller blødgørere anvendes normalt til forbehandling, eftersom det første skridt er at fjerne spor af kemikalier eller at polere råvandet for klor eller klorider, før det når membranen... men en alternativ forbehandlingsstrategi kan være at behandle vandet med forskellige kemikalier som f.eks. kalkfjerner, ved hjælp af doseringspumper.

En effektiv forbehandling kan spare dig masser af besvær og udgifter. Der kan dog efterhånden opstå kalkdannelse hvis der f.eks. står råvand i membranen. Dette kan overvåges ved at installere en sensor, der måler differenstrykket mellem indløbet og koncentratudløbet på den omvendte osmoseenhed.

Efterhånden som aflejringerne opbygges på membranen, vil differenstrykket stige. Og når det når et foruddefineret maksimum, skal membranen rengøres, f.eks. med en proces, der kaldes forlæns skyl.

For at aktivere forlæns skyl har kontratryksventilen et omløb med en styreventil. Dette omløb er lukket under normal drift, men åbnes, når membranen skal rengøres. Koncentratet kan nu passere frit, og dette vil øge strømmen i koncentratsiden, så aflejringerne skylles væk. Nogle apps udfører det forlæns skyl med råvand og nogle med permeat.

Som en yderligere sikkerhedsforanstaltning kan der tilføjes en ledningsevnesensor til at måle permeatets kvalitet. Hvis membranens integritet er kompromitteret, så urenheder eller opløste tørstoffer kan passere gennem membranen, øges permeatets ledningsevne og, når den overskrider et indstillet niveau, lukkes systemet for at undgå uønsket forurening i premeattanken.

Styringen af de forskellige funktioner og komponenter kan være kompleks og udføres normalt af en PLC eller eksterne styringer, men der findes en anden måde ... en intelligent CRE-pumpe.

Og som ekstra sikkerhed kan der tilføjes andre komponenter såsom en styreventil til at slukke for indløbsvandet i tilfælde af funktionsfejl, en pressostat for at forhindre tørløb og endda en niveauafbryder for at sikre, at tanken ikke overfyldes, og at processen sættes på pause, indtil tankniveauet er faldet.

Samlet set i et omvendt osmoseanlæg har den kompakte og intelligente CRE-pumpe et lille fodaftryk og høj virkningsgrad, hvilket sikrer lav pris pr. behandlet kubikmeter.

Den har en brugervenlig grænseflade, de målte signaler vises digitalt, og den har endda mulighed for fjernovervågning.

Hermed slutter modulet om de grundlæggende principper for omvendt osmose og fordelene ved at bruge en intelligent CRE-pumpe til at reducere kompleksiteten.