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Wie erfolgt die Wasseraufbereitung?

WASSERARITHMETISCHE SYSTEME

Abhängig von der Quelle des Wassers und dem Verwendungszweck wird die Entfernung aller Arten von Verunreinigungen im Wasser aus dem Wasser als Wasseraufbereitung bezeichnet, und alle zu diesem Zweck verwendeten Geräte werden als Wasseraufbereitungssysteme bezeichnet. Der Wasseraufbereitungsprozess wird durch 3 verschiedene physikalische, chemische und biologische Methoden durchgeführt.

Physikalischer Behandlungsprozess; Schwebstoffe wie Ton, Sediment, Sand, die das natürliche Erscheinungsbild von Wasser stören und Trübung verursachen, werden vom Wasser getrennt.

chemischer Behandlungsprozess; Dabei handelt es sich um die Reduktion der im Wasser gelösten Ionen auf die gewünschten Werte oder deren vollständige Entfernung aus dem Wasser.

Biologischer Behandlungsprozess; ist die Neutralisation von Mikroorganismen in Wasser mittels chemischer Desinfektionsmittel oder UV-Systeme (Ultraviolett).

FILTRATIONSSYSTEME
Filtration ist der Prozess der Trennung der suspendierten Feststoffe im ungelösten Zustand vom Wasser, indem sie gefiltert und chemisch den schlechten Geruch und Geschmack entfernen, der durch die organischen Substanzen im Wasser entsteht, und sie in den natürlichen Zustand des Wassers umgewandelt werden Alle Geräte, die zur Durchführung dieses Prozesses verwendet werden, werden als Filtrationssysteme bezeichnet.

Der natürliche Zustand des Wassers ist farblos (klar), geruchlos und geschmacklos. Wasser, dessen Aussehen trüb und duftend ist, gilt als verschmutztes Wasser. Wenn das Aussehen des Wassers auch gefärbt ist, kann angenommen werden, dass sich unerwünschte organische Substanzen und Schwermetalle im gelösten Zustand im Wasser befinden.

Filtersysteme werden benötigt, um all diese Verunreinigungen aus dem Wasser zu entfernen. Es ist möglich, klassische Filtrationssysteme unter 3 Hauptüberschriften zu sammeln.

Schwerkraftfilter; Dies sind einfache Systeme, die nach dem Absetzbecken oder Tank verwendet werden und nach dem Prinzip der Filterung von Wasser durch ein Filterbett aus verschiedenen Schichten von Filtermineralien mittels der natürlichen Kraft, die durch die Schwerkraft auf das Wasser ausgeübt wird, arbeiten. Ziel ist es, die Filtration, die in der natürlichen Umgebung stattfindet, mit künstlichen Systemen nachzuahmen.  Schwerkraftfilter arbeiten mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten und bieten eine große Entfernung von grobkörnigen Schwebstoffen in Wasser.

Multimedia-Filter; Sie sind grundsätzlich in 2 Hauptgruppen unterteilt.

Sandfilter (Quarzfilter); Dies sind speziell entwickelte Filtersysteme, die auf dem Prinzip basieren, die darin enthaltenen Schwebstoffe zu filtern, indem das Wasser durch hohen Druck und eine bestimmte Geschwindigkeit aus den Schichten geleitet wird, die durch Stapeln der Sand- und Kieskörner unterschiedlicher Mineralgrößen in einer bestimmten Reihe und Höhe und Entfernung der Schwebstoffe aus den Filterschichten durch Rückspülung (Regeneration) entstehen. Diese Filterschichten, die in der Regel in einem Faser-, Stahl- oder Edelstahltank platziert werden, werden als "Multi-Layer (Multi-Media) Sand Filter Systems" bezeichnet und bilden die erste Filtereinheit aller Wasseraufbereitungssysteme. Sein Hauptzweck besteht darin, suspendierte Feststoffe einer bestimmten Größe (>80 μ) im Wasser physikalisch zu filtern und vom Wasser zu trennen.

Aktivkohlefilter; Im Gegensatz zu Sandfiltern ist sein Hauptzweck; Anstatt die Schwebstoffe im Wasser zu filtern, werden sie verwendet, um das im Wasser enthaltene freie Chlor und die Oxidationsmittel zu halten und gleichzeitig die organischen Substanzen und den schlechten Geruch und Geschmack, den sie erzeugen, zu entfernen. Sie sind ein integraler Bestandteil von Wasseraufbereitungssystemen und werden häufig vor Enthärtungsanlagen und Umkehrosmose eingesetzt.

grüne Sandfilter; Es handelt sich um einen Filter, der aus speziellen und sehr seltenen Grünsandschichten zum Zwecke der Rückhaltung von Eisen und Mangan besteht, die besonders in Wasser gelöst sind und durch klassische Filtrationsverfahren nicht entfernt werden können. Die mechanische Filtrationsfähigkeit ist mittel und ihr Hauptzweck besteht darin, in Wasser gelöste Schwermetalle zurückzuhalten.

Patronenfilter; Im Vergleich zu Schwerkraft- und Multimedia-Filtern handelt es sich um Filter, die verwendet werden, um die kleineren (1-50μ) Schwebstoffe in Wasser vom Wasser zu trennen. Der Kartuschenkörper kann je nach Einsatzgebiet in Kunststoff oder Stahl hergestellt werden. Als Filtermaterial werden Putrex-, Nylon- oder Stahlfilter eingesetzt. Putrex-Filter sind für den einmaligen Gebrauch konzipiert und müssen durch einen neuen ersetzt werden, wenn der Filter die Sättigung erreicht. Die Filtrationsfähigkeit ist besser als bei Nylon- und Stahlpatronenfiltern. Nylon- und Stahlpatronenfilter können mehr als einmal durch Reinigung durch Waschen verwendet werden, wenn sie verstopft sind.

ERWEICHUNGSSYSTEME
Systeme, die Calcium- und Magnesiumionen, die in Wasser gelöst und im Allgemeinen als "Wasserhärte" ausgedrückt werden, von Wasser trennen, basierend auf dem Prinzip des Ionenaustauschs mittels eines kationischen Harzes, werden als Enthärtungssysteme bezeichnet. Das im Enthärtungstank enthaltene Harz ist mit Natrium (Na)-Ionen beladen. Wenn das Rohwasser durch das Harz geleitet wird, werden das Kalzium (Ca) und Magnesium (Mg) im Wasser durch das Natrium (Na) -Ion auf dem Harz ersetzt, und somit werden die Ionen, die im Wasser Härte bilden, vom Wasser getrennt. Für den Fall, dass die Natrium (Na) -Ionen auf dem Harz erschöpft sind, was als Sättigung des Harzes bezeichnet wird, wird das Harz mit Kochsalzlösung gewaschen und mit Natrium (Na) -Ionen aufgeladen, wobei Calcium (Ca) - und Magnesium (Mg) -Ionen verbleiben. Dieser Prozess wird als Harzerneuerung oder -regeneration bezeichnet. Enthärtungsanlagen mit sehr geringer mechanischer Filtrationsfähigkeit werden vollautomatisch gesteuert, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist, abhängig von der Wassermenge, die durch das Harz fließt, oder zeitlich angepasst in Abhängigkeit vom Härtegrad des Wassers. Wasseraufbereitungsgeräte

Bei der Auswahl von Enthärtungssystemen sollten diese nach folgenden Kriterien ausgewählt werden.
Harzhöhe; Um die optimale Effizienz im Betrieb zu erreichen, sollten die Tankhöhe und dementsprechend die Harzhöhe sowie die Quellrate des Harzes beim Rückspülen sehr sorgfältig berechnet werden. Andernfalls kann während der Rückspülung das Problem der Harzleckage des Systems und damit der Wasserhärte nicht ausreichend entfernt werden. Wasserreiniger

Bestimmung der Zeit zwischen zwei Regenerationen; Die wichtigsten Faktoren bei der Bestimmung der Regenerationszeit sind die Art des Harzes, die Härte des Rohwassers, der zu erhaltende Weichwasserdurchfluss, der Tankdurchmesser und dementsprechend die Durchflussrate des Wassers, das über das Harz strömt. Nach all diesen Werten sollte das Design gemacht und das am besten geeignete Enthärtungssystem ausgewählt werden. In allgemeinen Anwendungen sollten Erweichungssysteme unter der Annahme entworfen werden, dass jedes Erweichungssystem mindestens einmal täglich eine Regeneration (maximal 3 Mal) durchführt. Dieser Prozess kann nicht mehr als 3 Mal am Tag stattfinden. Wie oft am Tag dieser Prozess stattfinden sollte, hängt in der Regel von der Qualität des Rohwassers und den anfänglichen Investitionskosten ab. Wenn also die falsche Wahl getroffen wird, sinkt entweder die Qualität und Quantität des Produktwassers oder die anfänglichen Investitionskosten sind unnötig gestiegen.

Absorptionskoeffizient des zu verwendenden Harzes; Es gibt viele kommerzielle Harze, die in Wasseraufbereitungssystemen verwendet werden. Wichtig ist, die Bedürfnisse des Enthärtungssystems erfüllen zu können und ein Harz zu wählen, das das Wasser vollständig enthärten kann. Eine Einsparung des Harztyps unter Berücksichtigung kommerzieller Bedenken führt zu einem ineffizienten Betrieb des Systems und dann zu unerwünschten Negativen wie Kalk- / Sedimentbildung. Insbesondere in industriellen Anwendungen sind Kalkbildung, Schäden und Kosten, die für die Beseitigung aufgewendet werden müssen, hundertmal höher als die anfänglichen Investitionskosten von Harz. Daher sollten die anfänglichen Investitionskosten nicht vermieden werden, und ein Enthärtungssystem sollte durch Auswahl eines Harzes mit einem hohen Absorptionskoeffizienten, der für Rohwasser geeignet ist, entworfen werden.

Arbeitssystem; Abhängig von der Rohwasserhärte und dem benötigten Produktwasserdurchsatz können die Enthärtungsanlagen mit drei verschiedenen Applikationsmethoden namens Single, Duplex (Tandem) und Triplex betrieben werden. Einzelenthärtungssysteme sind Systeme, die für niedrige Durchflussraten und relativ weniger harte Gewässer verwendet werden, und sind Enthärtungssysteme, die während der Regeneration kein Produktwasser produzieren und intermittierend arbeiten.

Duplex (Tandem) Enthärtungssysteme sind, wie der Name schon sagt, Systeme, die entstehen, indem zwei einzelne Enthärtungssysteme parallel miteinander verbunden werden. Sie werden in Gewässern mit hohem Fließratenbedarf und hohem Härtewert eingesetzt. Das System ist so konzipiert, dass es Wasser mit der Durchflussrate erzeugt, die ständig benötigt wird, und während eine der Enthärtungseinheiten läuft, schließt die andere den Regenerationsprozess ab und wartet in der Stand-by-Position. Wenn das Harz des Arbeitsenthärtungssystems die Sättigung erreicht, wird die Winterschlafeinheit aktiviert und die Regeneration der anderen Einheit durchgeführt. Dieser Prozess wird vollautomatisch volumetrisch gesteuert und es ist kein menschliches Eingreifen erforderlich. Das System bestimmt, welcher Enthärtungstank aktiviert wird, indem es die Menge an Durchflussmesser-Produktwasser am Auslass misst, und dieser Prozess wird sequenziell fortgesetzt. Der wichtigste Punkt dabei ist, dass die maximale Wassermenge, die je nach Rohwasserhärte jedes Enthärtungssystem passieren kann, korrekt nach dem Harzabsorptionskoeffizienten berechnet und für die Automatisierung definiert wird. Dieser Wert, der in der Anlagenautomatisierung definiert wird, wird vom Durchflussmesser gemessen und sendet ein Signal an die automatische Ventilgruppe, den ersten Tank ebenso in Betrieb zu nehmen wie den eingegebenen Wert. Wenn die berechnete maximale Übergangsdurchflussrate erreicht ist, sendet der Durchflussmesser ein zweites Signal, um den zweiten Enthärtungstank zu aktivieren, während der erste Enthärtungstank regeneriert und in einer bereitstehenden Position gehalten wird. Dieser Vorgang wird sequentiell wiederholt, solange Wasser durch das System fließt, so dass ohne Unterbrechung weiches Wasser gewonnen wird.

Triplex-Systeme (Triple Softening Systems) eignen sich für die Arbeit in sehr stark durchströmten und sehr harten Gewässern für die kontinuierliche Wasserproduktion wie Dublex (Tandem) -Systeme. Es gibt 3 Enthärtungssysteme im System, die unabhängig voneinander und parallel arbeiten. Auch hier werden sie vollautomatisch volumetrisch (volumetrisch) wie Duplex (Tandem) Systeme gesteuert. Das System arbeitet in Form von 2 + 1, dh basierend auf dem Prinzip, eine von ihnen zu regenerieren und zu überwintern, während zwei Einheiten in Betrieb sind, und dieser Prozess wird für jedes Erweichungssystem jeweils wiederholt.

Umkehrosmose (Osmose) 
Faktoren, die den Ertrag beeinflussen;
Die mit RO erreichte Wasserqualität hängt von vielen Faktoren wie Membrantyp, Betriebsdruck, pH-Wert, Sardelleneigenschaften und Temperatur ab. 2-wertige Ionen wie Ca, Mg und Sulfat werden im Allgemeinen effektiver entfernt als einwertige Ionen wie Na und Cl. Einige Substanzen, wie Borat, werden durch den pH-Wert erheblich beeinflusst.

Druck;
Betriebsdruck in ROs; Sie hängt von der Gesamtmenge der gelösten Feststoffe im Speisewasser und der gewünschten Filtrationsdruckeffizienz ab. TDS entscheidet über den osmotischen Druck des Systems. 100 mg/l TDS entsprechen 1 psi. Die Zuführung muss größer sein als die Summe aus osmotischer Druckdifferenz und Filterdruck. Daher erfordert die Meerwasseraufbereitung einen viel höheren Druck als Salzwasser. Darüber hinaus verbessert die erhöhte Druckdifferenz die Filtrationsqualität. Während der Salzdurchgang konstant ist, wird der Wasserdruck erhöht und Wasser von höherer Qualität erhalten.

Dies ist nicht wahr, auch wenn angenommen wird, dass durch die Erhöhung des RO-Systemdrucks so viel Wasser wie gewünscht erhalten werden kann. Membranhersteller entwerfen nach maximalem Durchfluss, täglichem Wasserdurchfluss und Oberfläche. Dies liegt an der Tatsache, dass Mineralien neben der Membran hergestellt werden, die als Konzentrationspolarisation bekannt sind. Darüber hinaus werden die Membranen im Laufe der Zeit durch Druck komprimiert. Buddha verlangsamt die Diffusion von Wasser, das durch ihn hindurchfließt, und die Produktionsrate (Durchflussrate) nimmt ab.

Temperatur;
Die Erhöhung der Speisewassertemperatur erhöht den Filtrationsdurchfluss, hat aber keinen Einfluss auf die Filtrationsqualität. Abhängig von der Selektivität der Membranstruktur kann dieser Wärmeeffekt 1,5-2% pro 1 Fahrenheit betragen. Eine Temperaturerhöhung ist nur unterhalb des Maximums der speziellen Operation der Membran vorteilhaft. Bei Temperaturen darüber wird die Membran beschädigt.

Verbesserung des Prozentsatzes ;
Der Prozentsatz der Verbesserung, bei dem die Membran arbeitet, wirkt sich direkt auf die Filtrationsqualität aus. Die Eliminierung von nichtionischen Verbindungen wie organischen Stoffen, Pyrogenen (Feuer), Zellen, Viren und Bakterien ist der Filtrationsprozess. Sie können auch im Filtrationsstrom vorhanden sein, wenn die Konzentration von Bakterien sehr hoch ist. Obwohl es nicht sicher ist, dass sie sich an diesen Stellen niedergelassen haben, als sie durch die Membranporen gingen, wird akzeptiert, dass dies der Fall sein kann. Daher sollte eine bakteriologische Behandlung vor RO durchgeführt werden.

Faktoren, die die Lebensdauer der Membran beeinflussen;
Um die Konstruktionsleistung aufzudecken, sollten Faktoren berücksichtigt werden, die die Filtrationsqualität und die Betriebseffizienz verringern. Absenkung ist der Rückgang der Produktion aufgrund anorganischer, organischer oder mikrobiologischer Fortpflanzung. Oder der Abbau kann eine Abnahme der Wasserqualität aufgrund irreversibler Schäden an der Membranoberfläche bedeuten.

Anorganische Kontamination ;
Die häufigsten Probleme der anorganischen Kontamination können durch eine ordnungsgemäße Vorbehandlung beseitigt werden.

suspendierte Feststoffe;
Die typische Filtrationsanforderung beträgt maximal 5 Mikron in perforierten Übergangsmembranen und 25 Mikron oder kleiner in spiralgewickelten Membranen, abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit. Die Trübung wird im Allgemeinen als weniger als 1 NTU angesehen.

Bicarbonat-Alkalinität;
Alle Gewässer enthalten Calciumbicarbonat und können sich in Form von Calciumcarbonat verwandeln oder im letzten Stadium Ausscheidungen bilden und die Membran verstopfen. Um dieses Problem zu vermeiden; Das Speisewasser wird entweder enthärtet oder mit Säure behandelt, um den pH-Wert zu senken und die Ausfällung von Calciumcarbonat zu verhindern. Im Allgemeinen verwenden kleine Ro-Einheiten eine Erweichung, während große Einheiten eine pH-Kontrolle verwenden. Wenn die Membran mit Calciumcarbonat verstopft ist, kann sie durch saures Waschen gereinigt werden. Zubereitete saure Waschgeräte werden im Allgemeinen mit Zitronensäure oder Phosphorsäure hergestellt.

Calciumsulfat;
Calciumsulfat ist in Wasser mit begrenzter Löslichkeit vorhanden. Wenn es in Wasser enthalten ist, erhöht das Speisewasser, wenn es durch Filtration durch den Salzwasserabschnitt gelangt, an Konzentration und verstopft die Membran und bildet einen Niederschlag. Das Speisewasser wird durch die Vorenthärtungseinheit geleitet oder mit Antiskarziantien behandelt. Mit Calciumsulfat verstopfte Membranen können gereinigt werden, indem sie mit Säure behandelt werden. Calciumsulfat ist mit Säure schwieriger zu entfernen als Calciumcarbonat.

Eisen, Mangan, Silikat und kolloidale Substanz;
Wenn gelöstes Eisen in Wasser mit Luft in Berührung kommt, oxidiert es oder fällt aus, um Eisenhydroxid und / oder Eisenoxid zu bilden. Dies ist ein gallertartiger Niederschlag und verstopft die Membran. Wenn die Menge an Eisen zwischen 0,05 und 0,5 mg / lt liegt, sollte es durch Vorbehandlung entfernt werden. Eisenverstopfungen können auf Korrosionsprodukte zurückzuführen sein. Die Probleme, die durch Mangan, Silikat, Aluminium und kolloidale Substanzen verursacht werden, sind auch die gleichen wie Eisen.

organische Kontamination;
Wenn die Membran durch organische Substanzen verstopft ist, kann sie mit Reinigungsmittel oder Natronlauge gereinigt werden. TFC-Membranen gelten als leicht zu reinigen, da sie eine größere pH-Toleranz aufweisen als Zellulosemembranen.

Mikrobiologische Kontamination;
Celluloseacetat-Membranen unterstützen die mikrobiologische Vermehrung, während polyamidartige Membranen dies nicht tun. Beide können mit dem Problem der mikrobiologischen Kontamination konfrontiert sein. Celluloseacetatmembranen werden durch Chlorierung des Speisewassers von dieser Kontamination ferngehalten. Polyamidmembranen können die oxidativen Eigenschaften von Chlor nicht tolerieren. Chloriertes Speisewasser muss vor dem Eintritt in das System aufbereitet werden.

Oxidation;
Es befasst sich in erster Linie mit TFC-Membranen und wird bei Chlorbeständigkeit berücksichtigt. Allerdings haben nicht alle Oxidationsmittel die gleiche Wirkung. Wenn die Membran der übermäßig oxidierenden Chemikalie ausgesetzt ist, kollabiert das System und es treten inakzeptable Salzübergänge auf.

Hydrolyse;
Es betrifft Zellulosemembranen und weist Parallelen zur Oxidation von TFCs auf. Auf die gleiche Weise kann bei der Hydrolyse das System beschädigt werden und es kommt zu einer übermäßigen Salzpassage. Buddha ist ein irreversibler Schaden, wie bei der Oxidation. Je höher der pH-Wert des von der Membran zugeführten Wassers ist, desto schneller findet eine Hydrolyse statt. Im Allgemeinen ist der pH-Wert auf maximal 8 – 8,5 begrenzt.

Polarisation;
Die Membran enthält zwei stagnierende Lösungen nebeneinander, deren Mineralstoffkonzentration sehr unterschiedlich ist. Diese Konzentration wird als Polarisation bezeichnet und vom Membranhersteller mit dem maximalen Filtrationsfluss für den Membrantyp reguliert. Die Membranfiltration tritt auf, je länger die Polarisation anhält.

Entwässerungsanschluss;
Das RO-System stellt die potentielle Übergangsverbindung zwischen dem Zu- und Entwässerungswasser dar, und daher muss der entsprechende Entwässerungsanschluss so erfolgen, dass der Durchgang krankheitserregender Bakterien in die Wasserzuleitung verhindert wird.

Baustoffe;
Die Module arbeiten mit 200 psig und sind komplett aus Kunststoff gefertigt. Die Temperaturgrenzen des Kunststoffmaterials überschreiten die Temperaturgrenzen der Membran. Bei der Untersuchung von 400 psig und höher bestehen einige Abschnitte aus 304 Edelstahl, Bronze oder Messing.