Qu’est-ce que la collecte et la normalisation des données d’osmose inverse ?

Toutes ces conditions de fonctionnement influent directement sur la qualité et la quantité d'eau de perméat produite par les membranes d'osmose inverse. Cependant, comme ces conditions évoluent constamment, il est impossible de comparer les performances observées pour certains paramètres à un instant donné et à un autre instant dans des conditions de fonctionnement différentes. Des facteurs variables, tels que la température, la qualité de l'eau d'alimentation, le débit de perméat et les taux de récupération du système, affectent tous les performances de la membrane.

La normalisation des données d'osmose inverse permet de comparer les performances de la membrane à une norme de référence, indépendante des conditions de fonctionnement. Les données normalisées reflètent l'état réel de la membrane et indiquent ses performances et son état de fonctionnement réels.

Les données non normalisées peuvent être trompeuses, car de nombreuses variables peuvent entraîner des changements qui peuvent apparaître comme des problèmes alors qu'il n'en est rien. La température de l'eau d'alimentation est la condition la plus visible ayant un impact sur ces variations. système d'osmose inverse performance. La règle générale consiste à estimer une variation de débit de perméat de 1,5 % par degré Fahrenheit (F⁰).

Interprétation des données

L'opérateur d'osmose inverse s'intéresse avant tout à deux aspects : la qualité et la quantité de l'eau produite. Comme indiqué précédemment, ces deux facteurs peuvent être influencés par de nombreuses variables, telles que la pression de l'eau d'alimentation, le taux de récupération du système et les variations de la qualité de cette eau, entre autres.

En ce qui concerne Osmose inverse La collecte et la normalisation des données d'osmose inverse (OI) permettent de calculer trois valeurs qui offrent une vision plus précise des performances réelles des membranes et facilitent le dépannage des problèmes potentiels du système d'OI, notamment en ce qui concerne la quantité et la qualité de l'eau produite. La collecte, la normalisation et l'analyse de l'évolution des données normalisées dans le temps, ainsi que la comparaison des valeurs avec les valeurs de référence (calculées à partir des valeurs initiales des membranes neuves ou après leur nettoyage ou remplacement), permettent d'agir de manière proactive et de résoudre tout problème avant que des dommages irréversibles ne surviennent.

Les trois valeurs calculées utilisées pour le suivi et l'évolution sont :
• Débit de perméat normalisé (NPF)
• Rejet normalisé du sel (NSR)
• Différentiel de pression normalisé (DPN)

Débit de perméat normalisé (NPF)

Le NPF mesure la quantité d'eau de perméat produite par l'osmose inverse. Si le NPF chute de 10 à 15 % en dessous de la valeur de référence (la valeur mesurée au démarrage avec des membranes neuves ou après remplacement ou nettoyage des membranes), cela indique un encrassement ou un tartre des membranes d'osmose inverse, et celles-ci doivent être nettoyées.

Si le NPF augmente, cela indique que la membrane d'osmose inverse est endommagée. Ces dommages peuvent être causés par une attaque chimique (par exemple, par un Oxydant comme du chlore) sur la membrane ou un problème mécanique (comme une défaillance du joint torique).

Comment le débit de perméat normalisé (NPF) est calculé

La formule pour calculer le débit de perméat normalisé (NPF) est :

• NPF = Débit de perméat x (aNDP de référence/aNDP) x (TCF de référence/TCF)

Où:

• TDS de l'alimentation = Conductivité de l'alimentation/2
• Facteur de concentration = (Débit de perméat + Débit de concentré) / Débit de concentré
• TDS du concentré = TDS de l'alimentation x Facteur de concentration
• Pression motrice nette moyenne (aNDP) = (((Pression d'alimentation + Pression du concentré)/2) – ((TDS d'alimentation – TDS du concentré)/200)) – Pression de perméat
• Température d'alimentation °C = (5/9) x (Température d'alimentation – 32)
• Facteur de correction de température (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+Température d'alimentation °C))))

Rejet normalisé du sel (NSR)

Le NSR indique l'efficacité de la membrane d'osmose inverse (OI) à retenir les sels (contaminants) et influe donc sur la qualité de l'eau de perméat. Si le NSR diminue, le volume de sels traversant la membrane augmente, ce qui entraîne une baisse de la qualité du perméat. Une diminution du NSR peut indiquer un encrassement, un tartre ou une dégradation de la membrane. Une membrane d'OI performante présente un taux de rejet de 97 % à 99 %. Une membrane est considérée comme « défectueuse » lorsque son taux de rejet chute à 90 % ou moins. En fonctionnement normal, le NSR diminue progressivement lors d'une utilisation continue. Les membranes d'OI durent généralement plusieurs années avant de devoir être remplacées, et une diminution progressive du NSR est un signe normal de vieillissement de la membrane. Un nettoyage régulier de la membrane d'OI permet d'améliorer le NSR.

Le NSR peut être utile pour identifier les problèmes de bioencrassement. En cas de bioencrassement, le NSR augmente souvent tandis que le NPF diminue. Cela s'explique par le fait que les organismes bioencrassants scellent les petites imperfections de la membrane d'osmose inverse, augmentant ainsi le rejet des sels. Avec le temps, la couche de bioencrassement vieillit et se décompose, libérant des substances chimiques telles que le CO2, le méthane et/ou les composés organiques.
Les acides commencent à diffuser à travers la membrane, ce qui affecte la qualité de l'eau de perméat (un rejet de sel moindre entraîne un NSR plus faible).

Comment est calculé le rejet normalisé au sel (NSR)

La formule pour calculer le taux de rejet des ventes normalisé (NSR) est la suivante :

• NSR = 100 ((Passage du sel x (Débit de perméat/Débit de perméat de base) x TCF) x 100)

Où:

• TDS du perméat = Conductivité du perméat x 0,67
• TDS de l'alimentation = Conductivité de l'alimentation / 2
• Rejet de sel = 1 – (TDS du perméat / TDS de l'alimentation)
• Passage du sel = 1 – Rejet du sel
• Température d'alimentation °C = (5/9) x (Température d'alimentation – 32)
• Facteur de correction de température (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ Température d'alimentation C))))

Explication du facteur de correction de température (TCF)

La température de l'eau est un facteur clé de la performance des membranes d'osmose inverse. Les fabricants de membranes fournissent des facteurs de correction de température pour des températures de fonctionnement données ; ces facteurs peuvent varier d'un fabricant à l'autre et être calculés de différentes manières. La méthode ASTM, présentée ci-dessus dans les calculs du NPF et du NSR, avec un coefficient de membrane de 2 640, est utilisée pour déterminer les variations de performance des membranes d'osmose inverse. Ce coefficient de 2 640 est retenu car la majorité de nos membranes présentent cette valeur, et l'influence de l'utilisation d'un coefficient spécifique à chaque membrane sur les calculs est négligeable.

Différentiel de pression normalisé (DPN)

Le NPD indique la propreté de l'entretoise d'alimentation en eau sur la membrane. Ces entretoises, d'une épaisseur d'environ 0,76 mm (30 millièmes de pouce), sont extrêmement sensibles au colmatage. Le colmatage entraîne une augmentation de la résistance à l'écoulement et de la perte de charge.

Le NPD augmentera progressivement en raison de l'encrassement et de l'entartrage. Les membranes d'osmose inverse doivent être nettoyées lorsque le DPD augmente de 15 à 25 % par rapport à sa valeur de base. Le NPD et le NPF doivent être surveillés conjointement afin de déterminer le moment opportun pour le nettoyage des membranes. Souvent, le NPF diminue tandis que le NPD reste inchangé. Cela s'explique simplement par le fait que l'encrassement et l'entartrage n'ont pas encore obstrué les entretoises d'alimentation en eau. À terme, le NPD augmentera parallèlement à la baisse du NPF. Une diminution du NPD est généralement due à un dysfonctionnement des instruments ou à des erreurs lors de la collecte des données.

Si la perte de charge nette (NPD) peut être mesurée à chaque étage d'un système d'osmose inverse (OI), il est généralement possible de distinguer les problèmes d'encrassement de ceux d'entartrage en fonction de la localisation de la perte de charge accrue. Une augmentation de la NPD au premier étage indique un problème d'encrassement, tandis qu'une augmentation au deuxième étage indique un problème d'entartrage.

Comment est calculé le différentiel de pression normalisé (DPN) ?

La formule pour calculer le différentiel de pression normalisé (NPD) est :

• NPD = Chute de pression x (Débit moyen de base / Débit moyen)

Où:

• Chute de pression = Pression d'alimentation – Pression du concentré
• Débit moyen = (Débit de perméat + Débit de concentré)/2