Šta je prikupljanje i normalizacija podataka reverzne osmoze?

Svi ovi radni uslovi direktno utiču na kvalitet i količinu permeata koju RO membrane mogu proizvesti. Međutim, budući da se ovi radni uslovi stalno mijenjaju, nemoguće je uporediti uočene performanse određenih parametara u jednom trenutku i uporediti ih s drugim tačkom pod različitim radnim uslovima. Promjenjivi faktori, kao što su temperatura, kvalitet napojne vode, protok permeata i oporavak sistema, utiču na performanse membrane.

Normalizacija RO podataka omogućava korisniku da uporedi performanse RO membrane sa postavljenim standardom koji ne zavisi od promjenjivih radnih uslova. Normalizovani podaci će mjeriti direktno stanje RO membrane i pokazati stvarne performanse i stanje RO membrane.

Podaci koji nisu normalizovani mogu zavarati, jer toliko mnogo varijabli može uzrokovati promjene koje mogu izgledati kao problemi, a zapravo nisu. Temperatura napojne vode je najuočljiviji uslov koji utiče na RO sistem performanse. Opšte pravilo je procijeniti promjenu protoka permeata od 1,5% po promjeni stepena Fahrenheita (F⁰).

Interpretacija podataka

Operator RO sistema je u konačnici zabrinut zbog dva ishoda: kvaliteta i količine proizvedene vode. Kao što je gore spomenuto, na ova dva faktora može utjecati niz varijabli kao što su pritisak napojne vode, oporavak sistema i promjene u kvaliteti napojne vode, da nabrojimo samo neke.

U vezi sa Reverzna osmoza Prikupljanje i normalizacija podataka o RO (RO) procesima, postoje tri izračunate vrijednosti koje pomažu u dobijanju bolje slike o stvarnim performansama membrane i pomažu u preciznom rješavanju potencijalnih problema RO sistema koji uključuju količinu i kvalitet vode koju proizvodi RO sistem. Prikupljanjem operativnih podataka, normalizacijom podataka, a zatim praćenjem trenda normalizovanih podataka tokom vremena i poređenjem vrijednosti sa osnovnim vrijednostima (izračunatim iz početnih vrijednosti kada su RO membrane bile nove ili nakon što su očišćene ili zamijenjene) omogućava se proaktivno djelovanje za rješavanje bilo kakvih problema prije nego što dođe do nepovratnog oštećenja RO membrana.

Tri izračunate vrijednosti koje se koriste za praćenje i trend su:
• Normalizovani protok permeata (NPF)
• Normalizirano odbacivanje soli (NSR)
• Normalizovani diferencijalni pritisak (NPD)

Normalizirani protok permeata (NPF)

NPF mjeri količinu permeata koju proizvodi RO. Ako NPF padne 10% do 15% ispod osnovne vrijednosti (očitavanje NPF-a pri pokretanju s novim membranama ili kada su membrane zamijenjene ili očišćene), to ukazuje na onečišćenje ili stvaranje kamenca na RO membrani i RO membrane treba očistiti.

Ako se NPF poveća, to implicira da postoji oštećenje RO membrane. Oštećenje može biti uzrokovano hemijskim djelovanjem (od Oksidator poput hlora) na membrani ili mehanički problem (poput kvara O-prstena).

Kako se izračunava normalizovani protok permeata (NPF)

Formula za izračunavanje normalizovanog protoka permeata (NPF) je:

• NPF = Protok permeata x (Osnovni aNDP/aNDP) x (Osnovni TCF/TCF)

Gdje:

• TDS hrane = Provodljivost hrane/2
• Faktor koncentrata = (Protok permeata + Protok koncentrata) / Protok koncentrata
• TDS koncentrata = TDS hrane x Faktor koncentrata
• Prosječni neto pogonski pritisak (aNDP) = (((pritisak ulazne vode + pritisak koncentrata)/2) – ((TDS ulazne vode – TDS koncentrata)/200)) – pritisak permeata
• Temperatura dovoda C = (5/9) x (Temperatura dovoda – 32)
• TCF (Faktor korekcije temperature) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273 + temperatura dovoda C))))

Normalizirano odbacivanje soli (NSR)

NSR pokazuje koliko dobro RO membrana odbacuje soli (kontaminante) i tako utiče na kvalitet permeata. Ako se NSR smanji, tada se količina soli koja prolazi kroz RO membranu povećava, stvarajući permeat nižeg kvaliteta. Smanjenje NSR-a može ukazivati ​​na onečišćenje, kamenac ili degradaciju RO membrane. RO membrana koja dobro funkcioniše treba da obezbjeđuje odbacivanje od 97% do 99%. Membrana se smatra "lošom" kada odbacivanje RO padne na 90% ili manje. Normalan rad RO membrane karakteriše stalan pad NSR-a tokom kontinuirane upotrebe. RO membrane obično traju nekoliko godina prije nego što ih je potrebno zamijeniti, a stalan pad NSR-a je normalan znak starenja membrane. Pravilan režim čišćenja RO membrane može pomoći u poboljšanju NSR-a.

NSR može biti koristan za identifikaciju problema s biološkim obraštanjem. Kada je biološko obraštanje problem, često će se NSR povećati, a NPF smanjiti. To je zato što će biološko obraštanje zapravo zatvoriti male nesavršenosti u RO membrani, čime se povećava odbacivanje soli. Vremenom, sloj biološkog obraštanja stari i počinje odumirati, a hemikalije poput CO2, metana i/ili organskih materija...
Kiseline počinju difundirati kroz membranu utičući na kvalitet permeat vode (manje odbacivanje soli što rezultira nižim NSR-om).

Kako se izračunava normalizirano odbacivanje soli (NSR)

Formula za izračunavanje normaliziranog odbijanja prodaje (NSR) je:

• NSR = 100 ((Prolaz soli x (Protok permeata/Osnovni protok permeata) x TCF) x 100)

Gdje:

• TDS permeata = Provodljivost permeata x 0,67
• TDS hrane = Provodljivost hrane / 2
• Odbacivanje soli = 1 – (TDS permeata / TDS hrane)
• Prolaz soli = 1 – Odbacivanje soli
• Temperatura dovoda C = (5/9) x (Temperatura dovoda – 32)
• Faktor korekcije temperature (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273 + temperatura dovoda C))))

Objašnjenje faktora korekcije temperature (TCF)

Temperatura vode je jedan od ključnih faktora u performansama membrana za reverznu osmozu. Proizvođači membrana navode faktore korekcije temperature za date radne temperature, koji se mogu razlikovati ovisno o proizvođaču i mogu se izračunati na različite načine. ASTM metoda, kao što je prikazano gore u proračunima NPF i NSR, s koeficijentom membrane od 2640 koristi se za naše potrebe pronalaženja RO varijacija. Koeficijent membrane od 2640 koristi se jer će većina naših membrana odgovarati ovom broju, a utjecaj korištenja specifičnog koeficijenta za svaku membranu na proračune je zanemariv.

Normalizovani diferencijalni pritisak (NPD)

NPD nam govori koliko je čist odstojnik napojne vode na membrani. Ovi odstojnici su debeli samo oko 30 hiljaditih dijelova inča i izuzetno su podložni začepljenju. Kako dolazi do začepljenja, otpor protoku se povećava, a povećava se i dop pritisak.

NPD (nečistoća, odnosno površinski aktivna temperatura) će se s vremenom početi povećavati zbog onečišćenja i kamenca. RO membrane treba čistiti kada se DPD poveća za 15% do 25% iznad osnovne vrijednosti. NPD i NPF treba pratiti zajedno kako bi se utvrdilo kada RO membrane treba čistiti. Često će se NPF smanjiti, a NPD će ostati nepromijenjen. To je jednostavno zato što problemi sa onečišćenjem/kamenacem još nisu začepili odstojnike napojne vode. Vremenom će se NPD povećavati zajedno s padom NPF-a. Smanjenje NPD-a obično je posljedica neispravne instrumentacije ili grešaka napravljenih tokom prikupljanja podataka.

Ako se NPD može izmjeriti za svaku fazu RO, obično se problemi između onečišćenja i stvaranja kamenca mogu identificirati na osnovu lokacije povećanog pada pritiska. Povećanje NPD-a u prednjoj fazi RO ukazuje na problem onečišćenja, a povećanje NPD-a u drugoj fazi ukazuje na stvaranje kamenca.

Kako se izračunava normalizovani diferencijalni pritisak (NPD)

Formula za izračunavanje normalizovanog diferencijalnog pritiska (NPD) je:

• NPD = Pad pritiska x (Osnovni prosječni protok / Prosječni protok)

Gdje:

• Pad pritiska = Pritisak ulaza – Pritisak koncentrata
• Prosječni protok = (Protok permeata + Protok koncentrata)/2