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.
¿Cumple su proveedor de tratamiento de aguas residuales estos 5 estándares de servicio críticos?
¿Su socio de tratamiento de aguas residuales cumple con estos 5 estándares de servicio críticos? ¡Shanghai DUBHE establece el punto de referencia!
En el exigente mercado global actual, elegir al socio tecnológico adecuado para el tratamiento de aguas residuales es crucial. Pero, ¿cómo pueden las empresas en Rusia, Filipinas, Indonesia, Malasia y más allá asegurar que su proveedor ofrezca no solo equipos, sino una verdadera asociación y tranquilidad? Shanghai DUBHE Environmental Protection Technology Co., Ltd., un innovador líder en soluciones integrales de aguas residuales, desafía el estándar de la industria al preguntar: ¿Está recibiendo estos servicios esenciales?
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Shanghai DUBHE: Comprometido con su éxito y agua más limpia"En DUBHE, nuestra filosofía central es servir a nuestros clientes superando las expectativas", afirma el liderazgo de la empresa. "Innovamos continuamente nuestros dispositivos de aireación, sistemas de deshidratación de lodos y biofiltros, pero creemos que la tecnología excepcional debe combinarse con un servicio inigualable. Hacemos estas preguntas porque vivimos las respuestas, asegurando que nuestros socios en Rusia, Filipinas, Indonesia, Malasia y a nivel mundial tengan un socio de tratamiento de aguas residuales confiable, receptivo y verdaderamente solidario".
¿Cuál es el nuevo tipo de portadores biológicos?
¿Qué son los nuevos tipos de portadores biológicos? Descubra el revolucionario bioportador PCG para un tratamiento superior de aguas residuales
Introducción: El futuro del tratamiento de aguas residuales está aquí
En el mundo en evolución del tratamiento de aguas residuales, los portadores biológicos juegan un papel fundamental en los procesos de biopelículas, determinando la eficiencia, la rentabilidad y la sostenibilidad ambiental. Los portadores tradicionales, como los medios plásticos o los anillos cerámicos, a menudo luchan con limitaciones como la mala adhesión microbiana, la baja superficie y la corta vida útil. Presentamos los bioportadores PCG (bioportadores de gel compuesto de polímero), una innovación innovadora de shanghai dubhe environmental protection&technology Co., Ltd., diseñada para revolucionar el tratamiento de aguas residuales con un rendimiento inigualable.
Este artículo explora por qué los bioportadores PCG son la solución de próxima generación para las industrias, los municipios y los proyectos ambientales que buscan mayor eficiencia, menor producción de lodos y un rendimiento más duradero.
¿Por qué Los ? La ciencia detrás de la innovación
1. Material y diseño superiores
Los bioportadores PCG están diseñados a partir de un gel compuesto de polímero altamente hidrofílico, inspirado en la tecnología japonesa y refinado durante más de una década de I+D. Las características clave incluyen:
Estructura de poros a nivel de micras (≥10,000 m²/m³ de superficie) – Maximiza la fijación microbiana.
98% de porosidad – Asegura una difusión óptima de oxígeno y nutrientes.
Textura suave y no abrasiva – Protege el equipo y resiste el desgaste.
A diferencia de los portadores convencionales, la matriz de gel única de PCG atrae naturalmente a las bacterias beneficiosas, acelerando la formación de biopelículas en solo 3-7 días – 50% más rápido que los medios tradicionales.
2. Rendimiento inigualable en el tratamiento de aguas residuales
Los bioportadores PCG sobresalen en la eliminación de nitrógeno amoniacal (NH3-N), nitrógeno total (TN) y DQO, lo que los hace ideales para:
Plantas municipales de tratamiento de aguas residuales (que cumplen con los estrictos estándares de Clase IV, por ejemplo, TN
Perspectivas de aplicación de las nuevas tecnologías del difusor de burbujas
Un difusor de burbujas es un dispositivo ampliamente utilizado en la industria y la investigación científica para introducir gases en líquidos y generar burbujas con el propósito de agitar, mezclar y reaccionar.un nuevo tipo de difusor de burbujas ha llamado la atención del mercado, que tiene una serie de ventajas y características y muestra un potencial de aplicación único en ciertos campos.
En primer lugar, el difusor de burbujas está diseñado con estructuras y materiales innovadores. En comparación con los difusores de burbujas tradicionales, la unidad es más compacta, ligera y más fácil de mover y operar.También está hecho de materiales especiales que son resistentes a la corrosión y a la temperatura, lo que le permite operar de manera estable en una variedad de ambientes adversos, satisfaciendo así las necesidades de diferentes industrias y campos.
Aplicación:
Tratamiento del agua: en el proceso de tratamiento del agua se utilizan difusores de burbujas para inyectar aire u oxígeno en el agua para aumentar el contenido de oxígeno.Esto ayuda a mejorar las condiciones para el crecimiento de los organismos en el agua, como en el cultivo de estanques, acuarios y tratamiento de aguas residuales.
Tratamiento de aguas residuales: En el proceso de tratamiento de aguas residuales, los difusores de burbujas ayudan a acelerar la descomposición de las sustancias orgánicas por las bacterias, purificando así el agua.
Campo médico: En el equipo médico, los difusores de burbujas se pueden usar en varios tratamientos, como la terapia de oxígeno, la terapia respiratoria, etc., para proporcionar a los pacientes oxígeno adicional.
Biotecnología y laboratorios: En los laboratorios, los difusores de burbujas se utilizan a menudo para agitar y mezclar muestras para facilitar las reacciones biológicas o químicas.
El nacimiento del Polymer Composite Gel-nueva tecnología de bio relleno
Para resolver:
1. el portador se aplica principalmente mediante el método de oxidación por contacto, el portador tradicional tiene una baja hidrofilidad y baja eficiencia de disolución del oxígeno;
2. la pequeña superficie específica de los portadores tradicionales, la pequeña cantidad de microorganismos que se adhieren y la escasa capacidad de tratamiento;
3. Reducción de la descarga de lodos y la contaminación ambiental;
4. la capa de corrosión del equipo de transporte MBBR tradicional, reduciendo la vida útil del equipo de tratamiento de aguas residuales; el uso de residuos de desgaste que daña las bombas y los ventiladores.
PCG-A es una nueva tecnología de bio relleno que funciona mejor que MBBR.
El PCG es una especie de producto biotransportador de tratamiento de agua basado en un material hidrófilo polimérico, inspirado en el diseño de Japón,y se refirió a la experiencia de aplicación de Japón durante unos 20 añosNuestro equipo de I+D ha estado trabajando en el bio-portador blando desde 2010.En 2010, nuestro equipo de I + D comenzó a desarrollar el biotransportador blando, y después de 6 años de diseño y desarrollo, finalmente seleccionamos PCG como el biotransportador blando con alta hidrofilidad y biofilidad.Después de 6 años de diseño y desarrollo, finalmente elegimos un nuevo material de alto peso molecular con alta hidrofilidad, biofilidad, antiabrasión,aireado y una superficie específica fuerte como sustrato del biocarrier, que se lanzó en 2016.Después de 5 años de pruebas pequeñas y medianas, finalmente se pondrá en producción a gran escala en 2020.El PCG está por delante de productos similares en ChinaY nuestra tecnología ahora es la más reciente de la sexta generación.
Ventajas sobre la tecnología tradicional:
Excelente resistencia mecánica (resistencia al desgaste);Efecto sinérgico, incorporando tecnología de biogel, para promover el crecimiento y la actividad biológica de la flora bacteriana ventajosa inmovilizada;Reacción de nitrificación mejorada;Capacidad de adsorción de alta eficiencia;Eliminación simultánea de compuestos orgánicos específicos (por ejemplo, compuestos aromáticos tóxicos);
Prueba de hidrofilidad frente a hidrofobidad, absorción de aceite frente a no absorción de aceite comparando MBBR y esponja ordinaria.
Aplicación: Tratamiento de aguas residuales:El campo médico:Biotecnología y laboratorios:Procesamiento de bebidas y alimentos:
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