What is a membrane in a RO plant?
Introduction to Reverse Osmosis Technology
Reverse Osmosis (RO) is a membrane-based separation technology that utilizes pressure as the driving force to remove dissolved solids, ions, and other impurities from water. By applying pressure greater than the osmotic pressure of the feed water, water molecules are forced through a semi-permeable membrane, while contaminants are rejected and concentrated in the brine stream. This process effectively reduces salinity, hardness, organic matter, and microorganisms, producing high-purity permeate water.
RO systems are widely used in seawater and brackish water desalination, industrial wastewater reuse, potable water purification, and various industrial processes requiring high-quality water. The performance and efficiency of RO depend on factors such as membrane material, feed water quality, operating pressure, and system design.
Under equilibrium conditions, the height difference between the two compartments corresponds to the osmotic pressure difference (typically denoted as π) of the solution at equilibrium concentration. Osmotic pressure is a function of the type and concentration of solutes in the solution. Generally, for every 100 ppm of total dissolved solids (TDS) concentration, the osmotic pressure π ranges from 0.04 to 0.075 bar.
π = nRT = MM RT
V
n = the amount of solute in molesR = the ideal gas constantT = temperature in KelvinV = the volume of the solutionMM = the molar mass of the solute
For example:A brackish water solution with a TDS of 1,500 ppm has an osmotic pressure of approximately 1.02 bar;A seawater solution with a TDS of 32,000 ppm has an osmotic pressure of approximately 21.8 bar.
Osmosis | Equilibrium | Reverse Osmosis
Natural OsmosisLow Solute Concentration → High Solute ConcentrationSemi-permeable Membrane
External Applied Pressure
Reverse Osmosis (RO) refers to the process where water flows in the opposite direction of natural osmosis—from a concentrated solution to a diluted one. This process must be driven by externally applied pressure. The reverse flow of water is hindered by three main factors: the osmotic pressure on both sides of the semi-permeable membrane, the internal resistance of the membrane itself, and the resistance caused by fouling on the membrane surface and within its pores during operation. Therefore, the pressure applied in reverse osmosis must significantly exceed the osmotic pressure difference of the solution.
For example:
In brackish water RO systems, the operating pressure is typically set at 15.5 bar (or higher), while the osmotic pressure difference of a 2,000 ppm brackish water solution is less than 2 bar.
For seawater with an osmotic pressure difference of approximately 22 bar (at 32,000 ppm), the applied operating pressure is usually around 55 bar.
1.2 Reverse Osmosis Membranes
The reverse osmosis system relies on reverse osmosis membranes (i.e., the semi-permeable membranes mentioned above) to achieve separation between solvents and solutes. These membranes allow the passage of solvents while rejecting other solutes. Currently, most reverse osmosis membranes feature a multi-layer composite polymer structure with polyamide as the separation layer. These membranes deliver excellent separation performance and long-term durability under conventional feed water conditions.
1.3 Key Performance Parameters
1. Recovery RateThe recovery rate refers to the percentage of feed water that is converted into permeate water. For example, a recovery rate of 75% means that for every 100 m³/d of feed water, the permeate water output is 75 m³/d.
For a single industrial reverse osmosis membrane element, the recovery rate in product performance testing typically ranges from 8% to 15%. For a full-scale reverse osmosis water treatment system, the recovery rate varies between 40% and 90%, depending on factors such as feed water characteristics (e.g., salt concentration, contaminants), system configuration, and operational conditions.
2. Rejection RateThe rejection rate defines the percentage of a specific solute retained by the reverse osmosis membrane after filtration relative to its concentration in the feed water.
Valence of Solutes: Solutes with higher valence exhibit higher rejection rates. For example, Ca²⁺ has a higher rejection rate than Na⁺.
Degree of Hydration: Ions with larger hydrated sizes achieve higher rejection rates. For instance, chloride ions (Cl⁻) are rejected more effectively than nitrate ions (NO³⁻).
Molecular Weight: Generally, solutes with higher molecular weights are rejected more efficiently than those with lower molecular weights.
Polarity of Solutes: Non-polar solutes typically show lower rejection rates. For example, benzene, despite its relatively high molecular weight, has a rejection rate of only about 25% due to its non-polar structure.
State of Solutes: Gaseous solutes are not rejected by reverse osmosis membranes. For instance, ammonia gas (NH₃) is not rejected, while ammonium ions (NH₄⁺) in low-pH solutions can be effectively retained.
Degree of Branching: Highly branched molecules exhibit higher rejection rates. For example, isopropanol has a higher rejection rate than n-propanol.
Other Factors: Additional influences include feed water conditions (e.g., pH, ionic strength, hardness) and membrane properties (e.g., surface charge characterized by zeta potential, hydrophilicity, and surface morphology).
The rejection performance of practical reverse osmosis membranes, especially nanofiltration membranes, depends on a combination of the above factors rather than any single variable. For more accurate data, product manuals and lab-scale simulation tests provide only preliminary reference information. We recommend users conduct pilot tests under actual field conditions to validate performance.
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Was ist die neue Art von biologischen Trägern?
Was ist der neue Typ von biologischen Trägern? Entdecken Sie den revolutionären PCG-Biocarrier für eine überlegene Abwasserbehandlung
Einleitung: Die Zukunft der Abwasserbehandlung ist da
In der sich entwickelnden Welt der Abwasserbehandlung spielen biologische Träger eine entscheidende Rolle in Biofilmprozessen und bestimmen Effizienz, Wirtschaftlichkeit und ökologische Nachhaltigkeit. Traditionelle Träger, wie Kunststoffmedien oder Keramikringe, kämpfen oft mit Einschränkungen wie schlechter mikrobieller Adhäsion, geringer Oberfläche und kurzer Lebensdauer. Hier kommen PCG-Biocarrier (Polymer Composite Gel Biocarriers) ins Spiel – eine bahnbrechende Innovation von shanghai dubhe environmental protection&technology Co., Ltd., die entwickelt wurde, um die Abwasserbehandlung mit unübertroffener Leistung zu revolutionieren.
Dieser Artikel untersucht, warum PCG-Biocarrier die Next-Generation-Lösung für Industrien, Kommunen und Umweltprojekte sind, die höhere Effizienz, geringere Schlammproduktion und eine längere Lebensdauer anstreben.
Warum PCG-Biocarrier? Die Wissenschaft hinter der Innovation
1. Überlegenes Material & Design
PCG-Biocarrier werden aus einem hochgradig hydrophilen Polymer-Verbundgel hergestellt, inspiriert von japanischer Technologie und über ein Jahrzehnt Forschung und Entwicklung verfeinert. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:
Mikron-Porenstruktur (≥10.000 m²/m³ Oberfläche) – Maximiert die mikrobielle Anhaftung.
98% Porosität – Gewährleistet eine optimale Sauerstoff- und Nährstoffdiffusion.
Weiche, nicht-abrasive Textur – Schützt die Ausrüstung und ist gleichzeitig verschleißfest.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Trägern zieht die einzigartige Gelmatrix von PCG auf natürliche Weise nützliche Bakterien an und beschleunigt die Biofilmbildung in nur 3-7 Tagen – 50% schneller als herkömmliche Medien.
2. Unübertroffene Leistung in der Abwasserbehandlung
PCG-Biocarrier zeichnen sich bei der Ammoniakstickstoff (NH3-N)-, Gesamtstickstoff (TN)- und CSB-Entfernung aus und sind ideal für:
Kommunale Kläranlagen (Erfüllung strenger Klasse IV-Standards, z. B. TN
Aussichten für die Anwendung neuer Technologie für Blasendiffusoren
Ein Blasendiffusor ist ein Gerät, das in der Industrie und in der wissenschaftlichen Forschung weit verbreitet ist, um Gase in Flüssigkeiten einzuführen und Blasen zu erzeugen, um zu rühren, zu mischen und zu reagieren.Eine neue Art von Blasendiffusor hat auf dem Markt große Aufmerksamkeit erregt., die eine Reihe von Vorteilen und Merkmalen aufweist und ein einzigartiges Anwendungspotenzial in bestimmten Bereichen aufweist.
Zunächst ist der Blasendiffusor mit innovativen Strukturen und Materialien ausgelegt und im Vergleich zu herkömmlichen Blasendiffusoren kompakter, leichter und leichter zu bewegen und zu bedienen.Sie besteht auch aus speziellen Materialien, die gegen Korrosion und Temperatur beständig sind., so dass sie in einer Vielzahl von rauen Umgebungen stabil arbeiten kann und somit den Bedürfnissen verschiedener Branchen und Bereiche gerecht wird.
Anwendung:
WATERREINUNG: Bei der Wasseraufbereitung werden Blasendiffusoren verwendet, um Luft oder Sauerstoff in das Wasser zu injizieren, um den Sauerstoffgehalt zu erhöhen.Dies hilft, die Bedingungen für das Wachstum von Organismen im Wasser zu verbessern, wie z. B. bei Teichzucht, Aquarien und Abwasserbehandlung.
Abwasserbehandlung: Bei der Abwasserbehandlung helfen Blasendiffusoren, die Zersetzung organischer Substanzen durch Bakterien zu beschleunigen und damit das Wasser zu reinigen.
Medizinischer Bereich: In medizinischer Ausrüstung können Blasendiffusoren in verschiedenen Behandlungen wie Sauerstofftherapie, Atemtherapie usw. verwendet werden, um Patienten zusätzlichen Sauerstoff zu versorgen.
Biotechnologie und Labore: In Laboren werden oft Blasendiffusoren verwendet, um Proben zu mischen und zu mischen, um biologische oder chemische Reaktionen zu erleichtern.
Die Geburt des Polymer Composite Gels - Neue Technologie für Biofüllstoffe
Um zu lösen:
1. der Träger wird hauptsächlich mit Kontaktoxidationsverfahren angewendet, der herkömmliche Träger weist eine schlechte Hydrophilität und eine geringe Sauerstofflösungswirksamkeit auf;
2- die geringe spezifische Fläche der traditionellen Träger, die kleine Anhaftungsmenge der Mikroorganismen und die geringe Aufbereitungskapazität;
3. Verringerung der Schlammentladung und Umweltverschmutzung;
4. Traditionelle MBBR-Fahrzeuge mit hängender Verschleißschicht Korrosionsschicht, die die Lebensdauer der Abwasserbehandlungseinrichtungen verringert; die Verwendung von Verschleißschrott führt zu Schäden an Pumpen und Ventilatoren.
PCG-A ist eine neue Technologie, die besser funktioniert als MBBR.
PCG ist eine Art Wasserbehandlungs-Bioträger, das auf einem polymeren hydrophilen Material basiert und von Japan inspiriert wurde.und bezog sich auf die Anwendungserfahrung Japans seit etwa 20 JahrenUnser Forschungs- und Entwicklungsteam arbeitet seit 2010 an dem weichen Bioträger.Im Jahr 2010 begann unser F&E-Team mit der Entwicklung des weichen Bioträgers, und nach 6 Jahren Design und Entwicklung wählten wir schließlich PCG als weichen Bioträger mit hoher Hydrophilität und Biophilität.Nach 6 Jahren Design und Entwicklung haben wir uns endlich für ein neues hochmolekulares Material mit hoher Hydrophilität, Biophilität, Anti-Abrasion,Luftung und starke spezifische Oberfläche als Substrat des Bioträgers, die 2016 ins Leben gerufen wurde.Nach 5 Jahren kleiner und mittlerer Versuche wird es 2020 endlich in die Großproduktion gebracht.PCG liegt in China vor ähnlichen ProduktenUnd unsere Technologie ist jetzt die neueste der sechsten Generation.
Vorteile gegenüber traditioneller Technologie:
Ausgezeichnete mechanische Festigkeit (Ausnutzungsbeständigkeit);Synergistische Wirkung mit Biogeltechnologie zur Förderung des Wachstums und der biologischen Aktivität immobilisierter vorteilhafter Bakterienflora;Verstärkte Nitrifizierungsreaktion;hocheffiziente Adsorptionskapazität;Gleichzeitige Entfernung spezifischer organischer Stoffe (z. B. toxische aromatische Verbindungen);
Hydrophilität vs. Hydrophobität, Öl absorbierender vs. nicht Öl absorbierender Test zum Vergleich von MBBR und gewöhnlichem Schwamm.
Anwendung: Abwasserbehandlung:Medizinischer Bereich:Biotechnologie und Laboratorien:Getränke und Lebensmittel:
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