DTRO (Disc Tube Reverse Osmosis) et STRO (Spiral Tube Reverse Osmosis) sont essentiellement des technologies d'osmose inverse, mais leurs différences de structure membranaire et de principe de fonctionnement entraînent des différences significatives dans leurs caractéristiques structurelles et leurs domaines d'application. La compréhension de ces différences et la maîtrise de leurs applications nous aident à choisir les processus appropriés pour réaliser efficacement et efficacement les processus de séparation membranaire afin d'atteindre nos objectifs.
Ci-dessous, nous comparerons ou présenterons brièvement plusieurs aspects tels que la structure de la membrane, le principe de fonctionnement, les caractéristiques de la membrane, les domaines d'application, les normes de qualité de l'eau d'entrée et de sortie et les packages de processus courants.
1. Comparaison des structures membranaires DTRO et STRO
Structure de la membrane DTRO
La membrane DTRO est une membrane composite composée de trois couches : une couche de support, une couche dense et une couche de contact (voir l'image agrandie ci-dessous). Parmi elles, la couche de support assure la stabilité mécanique de la membrane, la couche dense contrôle la perméabilité de la membrane et la couche de contact assure les performances anti-encrassement de la membrane.
La colonne à membrane DTRO est formée en empilant une membrane d'osmose inverse et une plaque de guidage, en les fixant avec une tige centrale et une plaque d'extrémité, puis en les plaçant dans une coque à membrane résistante à la pression. Ses principaux composants comprennent : l'écrou de palier de pression, le joint de production d'eau, le joint d'entrée et de sortie, les brides de palier de pression supérieure et inférieure, les brides de passage d'eau supérieure et inférieure, la coque de membrane, la tige centrale, la plaque de guidage, le paquet de membrane, etc.
Intégration : fusionnez la bride de palier de pression et la bride de trop-plein en une seule, équilibrant ainsi les fonctions de palier de pression et de surintensité.
Résistance à la corrosion : Fabriqué en acier duplex, il améliore non seulement la résistance globale à la corrosion, mais facilite également le démontage et le montage.
Résistance à la pression : En tant que composant du canal de production d'eau et des pièces supportant la pression, la chemise de production d'eau intégrée est fabriquée en acier duplex et associée à la bride de passage d'eau intégrée.
Structure de la membrane STRO
La membrane STRO a également une structure composite et est une forme de membrane RO de type rouleau, mais la conception est plus complexe.
Tout d’abord, il existe des différences significatives entre la membrane STRO et la membrane RO en rouleau traditionnelle en termes de canal d’alimentation en eau et de méthode de roulement, comme suit :
① Comparaison des canaux d'approvisionnement en eau
La membrane à mailles en rouleau traditionnelle est sujette au colmatage et à l'entartrage, ce qui limite le canal d'écoulement d'entrée et augmente la différence de pression. La membrane d'osmose inverse de type pipeline STRO a une structure de canal ouvert à double couche en forme de diamant à 45 °, ce qui optimise considérablement la surface efficace du canal d'entrée et de la membrane, et rend la pression plus stable.
② Comparaison des méthodes de roulage
La membrane d'osmose inverse STRO raccourcit les lames tout en augmentant le nombre de lames, raccourcit la longueur du canal d'eau douce, réduit la perte de pression du canal d'eau douce et la pression de poussée nette le long de la membrane a tendance à être la même, ce qui peut maintenir le même flux d'eau dans différentes parties de la surface de la membrane autant que possible, réduisant ainsi le degré de polarisation de la concentration.
Deuxièmement, la membrane STRO est fixée dans un conteneur en fibre de verre avec une plaque d'extrémité haute pression et une tige centrale résistante à haute pression, permettant à la membrane STRO de résister à une pression maximale de 120 bars (différentes qualités de membranes STRO ont différents degrés de résistance à la pression).
2、 Comparaison des principes de fonctionnement des membranes DTRO et STRO
Principe de fonctionnement de la membrane DTRO
Le composant de membrane d'osmose inverse à tube à disque DTRO adopte le principe de l'osmose inverse pour séparer, purifier et dessaler les molécules dans les liquides. Il peut éliminer diverses impuretés organiques ou inorganiques, notamment les métaux lourds, l'ammoniac, diverses substances organiques, les matières inorganiques et d'autres substances nocives.
Le composant de la membrane d'osmose inverse à tube à disque DTRO est principalement composé d'une membrane de type disque (membrane filtrante), d'une plaque de guidage, d'un joint torique en caoutchouc, d'une tige de traction centrale, d'une coque, de deux brides d'extrémité, de divers composants d'étanchéité et de boulons de connexion. Empilez la membrane filtrante et la plaque de guidage ensemble et fixez-les avec une tige centrale et une bride d'extrémité. Ensuite, il est placé dans une coque résistante à la pression, formant un module de membrane en forme de disque. Chaque composant de la colonne de membrane a des fonctions différentes.
La membrane est constituée de deux membranes d'osmose inverse circulaires concentriques, avec une couche de support filamentaire prise en sandwich entre les deux. Les anneaux extérieurs de ces trois couches de matériaux de remplacement sont connectés et l'anneau intérieur est ouvert, servant de sortie pour l'eau propre.
La plaque de guidage (remplaçant la couche de support en maille dans la membrane enroulée) serre la membrane au milieu, mais n'entre pas directement en contact avec la membrane, élargissant ainsi le canal de fluide. La surface de la plaque de guidage présente des saillies disposées d'une certaine manière, qui créent des turbulences dans le lixiviat sous haute pression, augmentant le taux de perméation et la fonction d'auto-nettoyage.
image
Le joint en caoutchouc en forme de O est monté sur la tige de traction centrale et placé dans la rainure sur le côté de la poutre de la plaque de guidage, servant à soutenir la membrane, à isoler les eaux usées et l'eau propre. L'eau purifiée est évacuée par la sortie d'eau purifiée au milieu de la membrane le long de la périphérie extérieure de la tige centrale du canal de support filamentaire.
Principe de fonctionnement de la membrane STRO
La membrane du composant STRO adopte une membrane d'osmose inverse antipollution industrielle et le canal de grille adopte une structure de grille parallèle différente de la membrane en rouleau générale. La grille des composants STRO adopte une structure trapézoïdale et les eaux usées/liquides s'écoulent dans les canaux formés par la grille, tout comme s'écoulant dans une membrane tubulaire, avec une résistance bien inférieure à celle d'une grille en diamant ; en même temps, les nervures de renfort transversales internes peuvent augmenter la turbulence pendant l'écoulement du liquide de matériau, réduire l'effet de polarisation de concentration de la membrane et améliorer la résistance à la pollution du composant STRO. La structure de base du produit et le principe de fonctionnement de la structure sont les suivants :
3、 Caractéristiques et domaines d'application des membranes DTRO et STRO
Membrane d'osmose inverse à tube à disque DTRO - Caractéristiques
① Résistant aux « quatre sommets » :
Résistance à haute pression : 75~160 bar
Résistance élevée au SDI : (indice de pollution SDI) < 15
Résistance élevée à la DCO : 1 000 à 20 000 mg/L
Résistance élevée au TDS : 2000~80000 mg/L
② Fort pouvoir anti-pollution :
Canal d'écoulement large à point convexe : la plaque de guidage adopte une conception unique d'optimisation du point convexe et de la turbulence. Le canal d'écoulement ouvert augmente la vitesse de surface (coefficient de Reynolds ≥ 5000, 3 à 5 fois celui du film en rouleau) pour éviter que des matières solides ne soient piégées à la surface et dispose d'une fonction d'auto-nettoyage. Réduit efficacement la polarisation de concentration.
Paquet de membrane à structure octogonale :
Lors du fonctionnement à haute pression, la conception brevetée de la structure octogonale provoque des points de force inégaux, qui généreront des vibrations à haute fréquence sous l'impact du débit d'eau, entraînant le débit d'eau pour former un débit en « S » vers une turbulence complète et un nettoyage continu, évitant la pollution et l'entartrage.
③ Faible coût :
Adoptant une configuration standardisée et modulaire, montage et démontage faciles.
Nettoyage facile et bonne récupération des paramètres de performance.
Facile à entretenir, peut être remplacé et réutilisé séparément.
Les composants de la membrane ont une longue durée de vie.
④ Forte adaptabilité :
Equipements haute tension avec un taux de récupération de plus de 90%.
Production d'eau stable, avec une capacité de traitement unique de 5 à 100 m3/h.
Domaines d'application de la membrane DTRO
La membrane DTRO est un module membranaire spécialement conçu pour le traitement des eaux usées à haute concentration, qui a d'abord été appliqué au traitement du lixiviat des déchets. Avec son bon effet de traitement sur la turbidité élevée, la valeur SDI élevée, la salinité élevée et la DCO élevée, ainsi que sa résistance à la haute pression et à la pollution, et sa capacité à fonctionner efficacement et de manière stable même dans des situations de grandes fluctuations de la qualité de l'eau et de composants complexes, les domaines d'application du DTRO sont en constante expansion. Vous trouverez ci-dessous quelques domaines d'application courants du DTRO en plus du lixiviat des décharges :
① Domaine du traitement des eaux usées
Les caractéristiques typiques des eaux usées de désulfuration, représentées par les eaux usées chimiques du charbon et les eaux usées des mines, sont une turbidité élevée, une teneur élevée en sel et une dureté élevée. La membrane d'osmose inverse à tube à disque DTRO peut préconcentrer la concentration massique TDS des eaux usées de désulfuration de 25-40 g/L à 80-100 g/L, et les eaux usées traitées peuvent également atteindre un rejet proche de zéro.
② Champ de dessalement de l'eau
L'objectif principal du traitement des eaux usées est de les concentrer et de les réutiliser, tandis que le dessalement dans le domaine de l'approvisionnement en eau concerne principalement le dessalement préliminaire dans des conditions complexes d'eau brute. Les domaines de dessalement courants comprennent le dessalement des sols alcalins salins, de l'eau saumâtre, de l'eau de mer commerciale ou militaire et de l'eau douce.
③ Zéro rejet d’eaux usées industrielles
Les eaux usées industrielles à haute teneur en sel représentées par les eaux usées des parcs chimiques et les eaux usées de galvanoplastie sont essentiellement similaires à ①, la plus grande différence étant que le processus DTRO dans le domaine ① est souvent au stade précoce du processus membranaire, tandis que dans le processus membranaire à rejet nul, le DTRO traite principalement l'eau concentrée du processus membranaire au stade précoce, qui est souvent au stade tardif du processus membranaire.
④ Autres domaines
Récupération d'acides-bases ou de liquides résiduaires à haute concentration; Recyclage de protéines biologiques et de collagène; Concentration de sucres fonctionnels, etc.
Membrane d'osmose inverse basée sur un pipeline STRO - Caractéristiques
① Taux de dessalement élevé :
Dans des conditions de test standard, le taux de dessalement atteint 99 % et les performances sont stables. La qualité de l'eau produite est meilleure, ce qui permet d'obtenir des indicateurs d'utilisation de l'eau plus élevés.
② Blocage anti-pollution :
La conception hydraulique spéciale du fluide réduit la polarisation de la concentration, améliore les tendances à l'encrassement et à l'entartrage.
③ Canal d'écoulement spécial :
En adoptant une conception de canal d'écoulement à double couche en forme de diamant à 45 °, l'effet de nettoyage est meilleur et la récupération des performances est plus facile.
④ Facile à entretenir :
Adoptant une conception modulaire avec 1 à 6 unités pouvant être assemblées en série, il est facile à nettoyer et à entretenir.
⑤ Faible encombrement :
Densité de remplissage de membrane élevée, encombrement de l'équipement plus petit et coût de projet réduit.
⑥ Faible coût :
Le nombre de joints est réduit, l’entretien est plus facile, la durée de vie est prolongée et les coûts de remplacement sont considérablement réduits.
Champ d'application de la membrane STRO
① Domaine du traitement des eaux usées
En termes de traitement des eaux usées, la membrane STRO peut éliminer efficacement les substances nocives et les solides en suspension des eaux usées, améliorant ainsi la qualité de l'eau.
② Domaine de la séparation solide-liquide des aliments
Dans l'industrie alimentaire, les membranes STRO sont particulièrement adaptées à la manipulation de liquides à haute viscosité, à entartrage facile ou à forte teneur en solides en suspension, tels que le lait, les jus et d'autres industries alimentaires, en raison de leurs performances anti-pollution et de leur lavabilité.
③ Domaine biomédical
Dans le domaine de la biomédecine, les membranes STRO sont utilisées pour séparer et purifier les biomolécules, préparer des médicaments, etc.
④ Autres domaines
Outre les domaines mentionnés ci-dessus, les membranes STRO ont également de bonnes applications dans la circulation des eaux de refroidissement, le lixiviat des déchets, les eaux usées des mines, les eaux usées chimiques, les eaux usées chimiques du charbon, les eaux usées de cokéfaction, les eaux usées de galvanoplastie, les eaux usées de l'acier et d'autres domaines.
Bien que les membranes DTRO et STRO aient des structures et des fonctions très différentes, elles présentent toutes deux de bonnes caractéristiques de résistance au sel et à la DCO. Par conséquent, dans les applications pratiques, nous constatons souvent qu'elles se complètent et tirent parti de leurs avantages respectifs. Par exemple, dans certains cas, les membranes DTRO peuvent être utilisées pour la purification initiale des liquides, suivies des membranes STRO pour la séparation fine des liquides. Cela permet d'exploiter pleinement les performances à haut débit de la membrane DTRO et les excellentes performances anti-encrassement de la membrane STRO, pour obtenir un meilleur effet de séparation.
4、 Comparaison des exigences de qualité de l'eau d'entrée pour les membranes DTRO et STRO
Exigences relatives à la qualité de l'eau d'entrée de la membrane DTRO
En tant que membrane en matériau organique polymère, la membrane DTRO a certaines exigences en matière de qualité de l'eau d'entrée pour assurer un fonctionnement stable et efficace de la membrane, comme indiqué dans le tableau ci-dessous :
Exigences relatives à la qualité de l'eau d'entrée de la membrane STRO
La membrane STRO, en tant que membrane en matériau organique polymère, a certaines exigences en matière de qualité de l'eau d'entrée pour assurer un fonctionnement stable et efficace de la membrane, comme indiqué dans le tableau ci-dessous :
Tableau des paramètres des composants de membrane DTRO et STRO d'un certain fabricant de marque
Tableau des paramètres des éléments membranaires DTRO
Tableau des paramètres des éléments membranaires STRO
5、 Référence pour le flux de processus des membranes DTRO et STRO
① Flux secondaire du processus DTRO de lixiviat provenant des déchets
Le procédé DTRO secondaire pour le lixiviat est actuellement le procédé de traitement privilégié pour la plupart des décharges et des usines d'incinération du secteur. Il offre une qualité de production d'eau stable et peut atteindre un taux de récupération de plus de 70 % pour le lixiviat, comme suit :
② Ensemble de processus de lixiviat de déchets 3.0
Le processus 3.0 de l'usine d'incinération des lixiviats des déchets peut atteindre un taux de récupération de plus de 85 %, comme suit :
③ Ensemble de processus 4.0 à rejet nul d'eaux usées industrielles
Le procédé 4.0 pour un rejet nul d'eaux usées industrielles peut atteindre un taux de récupération de plus de 90 %, comme suit :
④ TSD Procédé intégré à rejet nul d'eaux usées industrielles
TSD (TUF+STRO+DTRO) Ensemble de processus intégré à rejet nul d'eaux usées industrielles (comme ci-dessus)
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