osmoza inversa - generalitati

8/15/2019 OSMOZA INVERSA - GENERALITATI

1/18

1 Prezentare solutie tehnica

Memoriu tehnic

Levigatul se formează în mare parte prin infiltrarea apei în masa de deseuri siprin procesul natural de descompunere a substantelor organice din deseuri, asanumita percolare a deseurilor. Acesta se colectează printr-un sistem de drenare si

este transmis către statia de tratare a levigatului din incinta depozitului. Statia detratare preia levigatul din sistemul de drenare, apa uzată din grupurile sanitare si apadin sistemul de drenare a apei de suprafată.

Realizarea statiei de tratare a levigatului are ca scop protejarea mediului împotriva contaminării cu compusii din levigat. Se respectă astfel prevederileDirectivei Europene privind depozitele de deseuri si ale Directivei Cadru a Uniunii Europene privind apa. Conform acestor acte legislative, numai apa rezultată dintratarea levigatului poate fi evacuată dintr-un depozit ecologic de deseuri, iar aparezultata in urma tratarii levigatului cu Statia de Tratare va indeplini normele impuse

de NTPA-001 pentru deversare in receptori naturali.

Modulele cu placă sau disc sunt de ultimăgeneraţie şi sunt utilizate în multe aplicaţiipentru osmoză Inversă şi sisteme denanofiltrare. Intenţia principală aproducatorului în dezvoltarea Modulului cuDisc Circular (Modul CD) este acea de aobţine o viteză constantă in întregul modul cuajutorul unei pierderi extrem de reduse de presiune. În modulul CD a fost realizat un „flux circular”lateral de alimentare.

Ideea principală a acestui flux circular a fost aceea de a atinge o stare deflux definită şi stabilă in fiecare punct al suprafeţei membranei, direcţionând fluxulde alimentare printr-o stivă de discuri care au între ele perne membranare (Fig. 1).

1

Concentrat Permeat Levigat

Fig.1 Circulatia fluidului în Modulul CD

STATII DE EPURARE PRIN

OSMOZA INVERSA


2/18

Forma CD a modulului (la care s-a ajuns) prezintă următoarele avantaje:

• Evitarea întoarcerilor inverse fixe frecvente de 180° (în cazul modulelor convenţionale cu disc, 2 întoarceri pe nivel placă)

• Flux definit în întreaga stivă de membrane

• Viteză definită fără segmente de accelerare sau încetinire.

•

Evitarea secţiunilor cu viteză redusă,• Pierderi de presiune la viteze mari diminuate (la toate componentele)!

Realizarea tehnică a acestui tip de flux poate fi obţinută prin combinareadiscurilor şi a membranelor, care a fost patentată de către compania MFT (DE19536560; CE Brevet 96931010. 1-1213; SUA Brevet 5, 925, 247).

Fig. 2 Prezentare discuri şi modalitate principală de stivuire a tampoanelor membrană între discuri.

Mediul ce urmează a fi separat traversează perna membranară pe ambelepărţi în tăietura dintre suprafaţa membranei şi placa de suport (disc purtător).Devierea lichidului fluxului dintr-un nivel la altul are loc pe o rampă netedă cu ununghi de înclinaţie de 35°. Prin ghidarea lichidului viteza rămâne neschimbată.

Rampa plăcuţelor de suport se potriveşte astfel încât fluxul este direcţionatfără obstacol de la un disc la altul. Substanţa de impregnare trece de membrană întamponul membrană şi este condusă înspre mijlocul modulului.

2


3/18


4/18

raza viteza decurgere

inclinatie

cursa interna 33mm 0, 80m/s 106%

cursa mediana 73mm 0, 79m/s 105%

cursa externa 112mm 0, 67m/s 89%

Fig. 6 Forme flux în diferite tipuri de plăcuţe de disc (purtătoare disc)

În timpul cercetării şi dezvoltării diferitelor modele de module cu disc,Universitatea Tehnică din Köln a măsurat următoarea distribuţie a vitezei în canalulfluxului al discului CD laV=1. 200l/h, V=0, 75m/s.

Tabelul 1 Valori inregistrate la analiza de flux

Fig. 7 Analiza de flux

Variaţia vitezei la fiecare cursă circulară este redusă (ca. +/-10%)

O altă calitate specială a fluxului circular o reprezintă fluxul secundar dintr-un

4


5/18

inel al tubului (Fig. 8).

Fig. 8 Fluxul secundar

Se obţine o mai bună transportare a materialului către suprafaţa membranei,ceea ce duce la o reducere a stratului limită (polarizare concentrat). Existenţaacestui flux secundar în fluxul modulului CD a fost demonstrată în timpul testării.

5


6/18

Avantajele modulelor CD

6

Consum energetic redusConsumul de energie este redus

datorita volumului scazut dealimentare la viteze foarte mari dealimentare si a pierderii reduse de

presiune in modul

SigurantaConstructia simpla si clar structurata

a echipamentelor si utilizareapieselor standardizate permite un

service usor si ofera o disponibilitateridicata la functionare

Domeniu larg de aplicabilitateDatorită pierderii reduse de presiune

şi caracteristicilor excelente alefluxului, modulul CD poate fi folosit

în osmoza inversă şi în aplicaţiile denanofiltrare

Comportament bun la curatareDatorită tehnicii cu canal deschis,există o hidraulică optimizată de

curăţare, astfel încât precipitaţiile depe suprafaţa membranei pot fi

îndepărtate cu uşurinţă şi limpezitecu ajutorul lichidelor de curăţare

Viata lunga a membranelor Efortul mecanic redus chiar sub

presiune ridicată şi forţele controlatede forfecare a filtrării cu flux încrucişat reduc învelişul

membranelor făcându-le rezistente lapoluare

Nu se folosesc chimicaleTehnica membranei realizeaza intr-o

maniera exemplara reducereachimicalelor din tratarea apei

Randament ridicatNumai tehnica cu modul disc si

filtrarea in flux incrucisat optimizatpermit un nivel ridicat al recuperariipermeatului din toate materialele

membranei

Plan modular, operare simplaPlanul modular face ca unitatea sapoata fi redimensionata oricand, la

nevoie


7/18

Schite, diagrame

Fig. 9 Diagrama de flux a statiei de epurare a levigatului prin osmoza inversa

Procedeu adoptat

Atunci când deşeurile municipale sunt depozitate în gropi conforme, impactulasupra mediului trebuie limitat la minimum. În ideea aceasta, o atenţie deosebitaeste acordata tratării levigatului, care rezulta in urma percolarii deseurilor.De obicei levigatul are un conţinut ridicat de:- substanţe organice;

- compuşi de azot, cum ar fi NH4-N;- metale grele, acizi halogenaţi.

7


8/18


9/18

Tabelul 2 Caracteristici ale filtrelor cu membrane

Microfiltrare Ultrafiltrare NanofiltrareHiperfiltrare

(Osmoza inversa)

Tip membranaSimetrica

microporoasa (0,

1-10 mm)

Asimetricamicroporoasa (0,

01-0, 1 mm)

Asimetrica cu stratactiv Asimetrica cu strat activ

Forta motricePresiune

hidrostatica (0, 1-1bar)

Presiunehidrostatica (0, 5-

5bar)

Presiune(10-30-60 bar)

Presiune(20-200 bar)

Mecanism deseparare

Curgere capilarasi adsorbtie Curgere capilara

Curgere capilara sisolubilizare-

difuziuneSolubilizare-difuziune

Retineresuspensii

DA DA DA DA

Retinere bacterii DA DA DA DARetinere virusuri NU DA DA DA

Fractionareamestecuriorganice

NU NU DA DA

Retinere ionimultivalenti

NU NU DA DA

Retinere ionidivalenti

NU NU DA DA

Retinere ionimonovalenti NU NU PARTIAL DA

Separare saruridin solutii

NU NU NU DA

Separaremicrosolviti din

solutiiNU NU NU DA

Solutia tehnica exemplificata consta intr-o statie modulara de

osmoza inversa in 3 trepte, cu o capacitate totala de 170 mc/zi.

9


10/18

Fig. 10 Statie-container cu module de osmoza inversa

Fig. 11 Interiorul unui container cu instalatia de osmoza inversa

10


11/18


12/18

4: Treapta de permeat (RO2 sau a doua treapta de osmoza inversa)O treapta de permeat este ceruta atunci cand calitatea permeatului obţinut la

treapta de levigat nu îndeplineşte condiţiile de evacuare. Permeatul de la treapta întâieste filtrat încă odată. Permeatul de la prima treapta este alimentat direct în treaptaRO2. O pompa de presiune asigura alimentarea modulelor. Procesul se desfasoarasimilar celui din treapta RO1.

5: Treapta de concentrat (RO3 sau a treia treapta de osmoza inversa)

Aceasta treapta are rolul reducerii volumului de concentrat care va fi recirculat

pe depozitul de deseuri. Apa rezultata este recirculata in sistemul de epurare.

6: Sistemul de spălare a staţiei.Substanţele organice şi anorganice din apa de alimentare sunt depuse in timp

pe suprafeţele membranelor (descrise ca “depuneri şi cruste”) . Prin curăţareacircuitului aceste sedimentări sunt spălate şi îndepărtate. Colmatarea membranelor nupoate fi evitata. Membranele pot fi deteriorate de agenţi de oxidare (de exemplu clor liber (Cl2) , ozon (O3) , etc. ) . În apă acestea sunt în mod normal neutralizate de cătrealte substanţe organice. Agenţii de oxidare sunt utilizaţi uneori pentru sistemele deţevi pentru a evita depunerile şi pentru eliminarea bacteriilor.

Pentru a spăla modulele se folosesc două tipuri de agenţi de spălare:

- Cleaner acid - Pentru inlaturarea sedimentelorsi a depunerilor organice;- Cleaner bazic - Pentru a indeparta depunerile de fier.

Spalarea statiei poate fi programata a se efectua periodic la anumite intervale detimp sau poate fi operata manual, in functie de necesitati, daca operatorul constatanecesitatea acestei operatii.

12


13/18

2 Organizare

Activitatea 1 – Instalarea statiei de epurare

Descrierea activitatii

• Descarcarea containerului si a materialelor constituente ale statiei de epurare

• Montarea tuturor modulelor si a celorlalte componente ale statiei de epurare în container

• Efectuarea racordurilor

• Bransarea sistemului electric la reteaua de distributie a energiei electrice

• Punerea in functiune a statiei

Durata activitatii

Montarea statiei va dura maxim 5 zile, iar punerea in functiune se va face la douasaptamani dupa montare de catre o echipa de specialisti ai furnizorului.

Resurse umane si materiale necesare activitatii

In afara de specialistii furnizorului sunt necesari doi mecanici si un electrician.

Beneficiarul are responsabilitatea:- sa asigure rezervorul sau bazinul de colectare a levigatului- sa asigure platforma pentru container - sa realizeze împământarea containerului- sa asigure suficient levigat pentru punerea în funcţiune- sa asigure o putere instalata de 200 KW- consumabile pentru punerea în funcţiune (acid, soda, cleanere, etc. )- pregătirea traseelor pentru ţevile de alimentare a staţiei- sa asigure tensiunea electrica de alimentare a staţiei

- sa realizeze împământarea staţiei

13


14/18

3 Graficul fizic de executie

Toate elementele statiei de epurare a levigatului sunt livrate ca atare, nefiindnecesare decat lucrari de asamblare, conectare si bransare. Aceste lucrari vor duramaxim 5 zile, dupa cum urmeaza:

Operatiaziua

1ziua

2ziua

3ziua

4ziua

5

Descarcarea containeruluiDescarcarea celorlalte componenteEfectuarea instructajului echipei locale

Amplasarea containerului si fixarea acestuiaImpamantarea containeruluiMontarea sasiurilor

Montarea modulelor si a pompelorMontarea filtrelor si a altor subansambleEfectuarea racordurilorInstalarea dozatoarelor de cleanere, acid si soda

Conectarea senzorilor si a sondelor la sistemulcentral de colectare, prelucrare si stocare a datelorEfectuarea legaturilor electrice de alimentare asubsistemelorRacordarea la reteaua de apaRacordarea la reteaua de energie electrica

Nota: 5 zile reprezinta perioada maxima de executie, dar nu obligatorie. Lucrarile potsa dureze mai putin, in functie de ritmul de munca si de bunul mers al activitatilor.

14


15/18

4 Strategia de operare a statiei de

epurare

Pentru exploatarea statiei de epurare este nevoie de un singur operator pe schimb,acesta necesitand cunostinte mecanice si electrice (electromecanic) . Operatoriitrebuie sa fie instruiti in ceea ce priveste operarea statiei de catre specialistii MFT.

Prezenta permanenta a operatorului in perimetrul statiei de epurare nu este absolutnecesara, aceasta putand fi actionata si de la distanta. De asemenea, statia poatetransmite operatorului erorile care apar astfel incat acesta sa fie instiintat instant deorice functionare defectuoasa. In caz de probleme majore, statia se opresteautomat.Monitorizarea

Instalaţiile de monitorizare vor fi montate în container dotat cu sisteme demonitorizare SCADA. Supervisory Control And Data Acquisition, adică Monitorizare,Control şi Achiziţii de Date, reprezintă o ramură a automatizarii aflată într-o continuă şirapidă dezvoltare. Cu ajutorul acestei tehnologii se pot economisi bani, timp şi forţă de

muncă. SCADA este, deci, un sistem de colectare şi analiză de date în timp real şieste folosit pentru monitorizarea şi controlul centralelor sau echipamentelor industriale. Acest sistem se caracterizează prin adunare de informaţii (de exemplu,detecţie de scurgere la o conductă) , transmiterea lor înapoi la serverul central,generarea de alerte referitoare la problemele apărute, executarea procedurilor deanaliză şi control necesare situaţiei respective (de exemplu, determinarea niveluluicritic a problemei identificate), precum şi afişarea informaţiilor într-o formă organizată.Odată ce s-a implementat un sistem SCADA, operaţiile pot fi monitorizate şicontrolate, iar sistemul produce informaţii de maximizare a profitului. Deoarece

SCADA este centrul declanşării, transmiterii şi a distribuţiei de operaţii, toţi cei carefolosesc informaţiile sistemului pot beneficia de o vedere de ansamblu aamplasamentului, instalarea şi funcţionarea sistemului.

Sistemele de monitorizare si control al datelor într-un sistem SCADA suntrealizate de sisteme informatice dedicate. O astfel de aplicaţie prezintă grafic valorilemărimilor achiziţionate în timp real, iar modificările sunt reflectate automat şi îninterfaţa grafică. Controlul constă în posibilitatea de a da comezi către sistem dininterfaţa grafică. Sistemul automatizat isi propune sa gestioneze din punct de vederecantitativ si calitativ toate procesele din cadrul statiei de epurare. Acesta permite o

utilizare in modul automat si/sau in modul manual, in functie de necesitatileutilizatorului. Sistemul de automatizare modularizat este compus din modulul demanagement al procesului si modulele de forta necesare actionarii diverselor utilaje.

15


16/18

Unitatea centrala de procesare a datelor reprezinta instrumentul cu ajutorulcaruia datele de la senzori si traductoare sunt preluate, prelucrate si transmise maideparte catre utilizatorul final prin modulul comunicatii. Solutia propusa dispune de30 de intrari analogice, gama 0-20 mA si/sau 0-5V, 30 de intrari digitale si 60 deiesiri digitale, toate in tranzistor sau releu, in functie de solicitarile beneficiarului.Numarul intrarilor/iesirilor poate varia de asemenea in functie de solicitarilebeneficiarului.

Aplicatia software pentru managementul statiilor de epurare reprezinta interfatadintre utilizatorul final si procesul tehnologic. Aceasta este tip web enabled, ruleaza

prin intranet si prin internet, putand fi utilizata din orice locatie cu acces la internet.Toate informatiile din proces, scenari de lucru, feedback, stari de avarii suntinregistrate automat in baza de date oferind utilizatorului o imagine clara, corecta si intimp real a intregii statii de epurare.

Documentatia completa a automatului programabil contine arhitectura lui, principiilede functionare precum si datele tehnice folosite. Aceasta va fi livrata pe suport dehartie si pe suport media, impreuna cu cele mentionate mai sus.

Spalarea statiei

Spalarea statiei poate fi programata a fi efectuata periodic sau, in caz de nevoie,aceasta poate fi facuta si manual.

Pentru a spăla modulele se folosesc două tipuri de agenţi de spălare:

- Cleaner A- Pentru inlaturarea sedimentelor si a depunerilor organice;- Cleaner B- Pentru a indeparta depunerile de fier.

16


17/18

5 Coordonarea operarii si

monitorizarea Statiei de tratare a

levigatului in perioada de notificare

a defectelor

Operarea statiei pe perioada de garantie se va face numai de catre personal calificatsi care a parcurs toate etapele de instruire, promovand examenul final.Din statistici, 98% din defectele care pot aparea pot fi remediate rapid de personalulde intretinere si exploatare. Defectele care presupun o interventie din parteafurnizorului vor fi anuntate in cel mai scurt timp la una din adresele sau telefoanelede contact oferite in timpul instructajelor.In cazul in care defectul intervenit impiedica desfasurarea proceselor de epurare,statia va vi oprita pana la remedierea acestuia. In acest interval levigatul seacumuleaza in bazinul tampon.

17


18/18

6 Programul de pregatire a

personalului de operare, de

mentenanta si administrare a Statiei

de epurare a levigatului

Programul de pregatire a personalului de exploatare, mentenanta si administrare astatiei de epurare va fi sustinut de specialisti ai furnizorului si va cuprindeurmatoarele aspecte:

• Descrierea sistemului

• Explicarea configuratiei

• Detalii legate de diagrama P&I

• Lucrul cu module CD – montare, demontare, schimbare membrane

• Calibrarea pH-ului si a altor parametri• Lucrul cu pompe, schimbare elemente de uzura

Instructajul va cuprindeoperareaşi întreţinereasistemuluiîn următoarele aspecte:

• chimic, pneumatic, mecanic, subsistemeleelectriceşi electroniceşi funcţiile lor;• proceduri ale sistemului de operare;• caracteristicile sistemului de operare;• limităriale sistemului;

• crearea şi modificarea parametrilor prin intermediul sistemului de controlcentral;• cerinţele de siguranţă;• sistemul de control, lubrifiere, reglare si reparare;• rezolvarea problemelor;• siguranţă în întreţinere.

Toate materialele necesare, documente, personal de instruire calificat, echipamentede instruire şi similar vor fi furnizate de către antreprenor şi sunt incluse în preţulcontractului.

osmoza inversa - generalitati

Documents