Apa itu Pengumpulan dan Normalisasi Data Reverse Osmosis?

2024-07-20

Osmosis Terbalik (RO) Pengumpulan dan normalisasi data penting dalam menilai kondisi membran dan mengatasi potensi masalah sebelum menjadi serius. Normalisasi faktor data dengan elemen eksternal yang memengaruhi kinerja membran memungkinkan perbandingan yang setara saat meninjau data kinerja.Data kinerja RO yang dinormalisasi dibandingkan dengan data dasar yang telah ditetapkan, seperti saat membran masih baru, diganti, atau dibersihkan.

Data mentah berikut dikumpulkan untuk menentukan kesehatan membran RO:
1. Suhu Umpan (F⁰)
2. Laju Aliran Permeat (GPM)
3. Laju Aliran Konsentrat (GPM)
4. Tekanan Umpan (PSI)
5. Tekanan Permeat (PSI)
6. Konduktivitas Umpan
7. Konduktivitas Permeat

Semua kondisi operasi ini secara langsung memengaruhi kualitas dan jumlah air permeat yang dapat dihasilkan oleh membran RO. Namun, karena kondisi operasi ini terus berubah, tidak mungkin untuk membandingkan kinerja parameter tertentu yang diamati pada satu titik dengan titik lain di bawah kondisi operasi yang berbeda. Faktor-faktor yang berubah, seperti suhu, kualitas air umpan, aliran permeat, dan pemulihan sistem, semuanya memengaruhi kinerja membran.

Normalisasi data RO memungkinkan pengguna untuk membandingkan kinerja membran RO dengan standar yang telah ditetapkan, yang tidak bergantung pada perubahan kondisi operasional. Data yang dinormalisasi akan mengukur kondisi langsung membran RO dan menunjukkan kinerja serta kesehatan membran RO yang sebenarnya.

Dubbel_pass_RO-1-scaledr06

Peralatan Desalinasi Osmosis Terbalik

Data yang tidak dinormalisasi dapat menyesatkan, karena begitu banyak variabel yang dapat menyebabkan perubahan yang mungkin tampak sebagai masalah padahal sebenarnya tidak. Suhu air umpan adalah kondisi yang paling terlihat yang memengaruhi sistem ro kinerja. Aturan umum yang berlaku adalah memperkirakan perubahan aliran permeat sebesar 1,5% per perubahan derajat Fahrenheit (F⁰).

Sebagai contoh, jika RO menghasilkan 50 GPM permeat ketika suhu air umpan 60 F⁰ dan kemudian suhu air umpan turun 5 F⁰, maka RO akan menghasilkan sekitar 46 GPM. Penurunan produk sebesar 4 GPM adalah hal yang wajar akibat penurunan suhu.

Interpretasi Data

Operator RO pada akhirnya memperhatikan dua hal: kualitas dan kuantitas air yang dihasilkan. Seperti yang disebutkan di atas, kedua faktor ini dapat dipengaruhi oleh sejumlah variabel seperti tekanan air umpan, pemulihan sistem, dan perubahan kualitas air umpan, dan masih banyak lagi.

Dengan memperhatikan Osmosis Terbalik Dalam pengumpulan dan normalisasi data (RO), terdapat tiga nilai terhitung yang membantu memberikan gambaran yang lebih baik tentang kinerja membran yang sebenarnya dan membantu memecahkan masalah potensial sistem RO secara akurat yang melibatkan kuantitas dan kualitas air yang dihasilkan oleh sistem RO. Dengan mengumpulkan data operasional, menormalisasi data, dan kemudian memantau tren data yang dinormalisasi dari waktu ke waktu, dan membandingkan nilai-nilai tersebut dengan nilai dasar (dihitung dari nilai awal ketika membran RO masih baru atau setelah dibersihkan atau diganti) memungkinkan tindakan proaktif untuk mengatasi masalah apa pun sebelum terjadi kerusakan permanen pada membran RO.

Tiga nilai terhitung yang digunakan untuk memantau dan menganalisis tren adalah:
• Aliran Permeat Ternormalisasi (NPF)
• Penolakan Garam Ternormalisasi (NSR)
• Perbedaan Tekanan Ternormalisasi (NPD)

Aliran Permeat Ternormalisasi (NPF)

NPF mengukur jumlah air permeat yang dihasilkan RO. Jika NPF turun 10% hingga 15% di bawah nilai dasar (pembacaan NPF saat memulai dengan membran baru atau saat membran diganti atau dibersihkan), maka ini menunjukkan adanya pengotoran atau kerak pada membran RO dan membran RO harus dibersihkan.

Jika NPF meningkat, maka ini menunjukkan adanya kerusakan pada membran RO. Kerusakan tersebut dapat disebabkan oleh serangan kimia (dari suatu zat). Oksidator seperti klorin) pada membran atau masalah mekanis (seperti kerusakan O-ring).

Waktu-768x43272q

Bagaimana cara menghitung Normalized Permeate Flow (NPF)?

Rumus untuk menghitung Normalized Permeate Flow (NPF) adalah:

NPF = Aliran Permeat x (ANDP Dasar/ANDP Dasar) x (TCF Dasar/TCF Dasar)

Di mana:

TDS Umpan = Konduktivitas Umpan/2
Faktor Konsentrat = (Aliran Permeat + Aliran Konsentrat) / Aliran Konsentrat
TDS Konsentrat = TDS Umpan x Faktor Konsentrat
Tekanan Penggerak Bersih Rata-Rata (aNDP) = (((Tekanan Umpan + Tekanan Konsentrat)/2) – ((TDS Umpan – TDS Konsentrat)/200)) – Tekanan Permeat
Suhu Umpan C = (5/9) x (Suhu Umpan – 32)
TCF (Faktor Koreksi Suhu) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+Suhu Umpan C))))

Penolakan Garam Ternormalisasi (NSR)

NSR menunjukkan seberapa baik membran RO menolak garam (kontaminan) dan dengan demikian memengaruhi kualitas air permeat. Jika NSR menurun, maka volume garam yang melewati membran RO meningkat sehingga menghasilkan permeat berkualitas lebih rendah. Penurunan NSR dapat mengindikasikan pengotoran, kerak, atau degradasi membran RO. Membran RO yang berkinerja baik seharusnya memberikan penolakan 97% hingga 99%. Membran dianggap "buruk" ketika penolakan RO turun menjadi 90% atau kurang. Masa operasi RO normal ditandai dengan penurunan NSR yang stabil selama penggunaan terus menerus. Membran RO biasanya bertahan beberapa tahun sebelum perlu diganti dan penurunan NSR yang stabil adalah tanda normal dari membran yang menua. Regimen pembersihan membran RO yang tepat dapat membantu meningkatkan NSR.

NSR dapat membantu mengidentifikasi masalah biofouling. Ketika biofouling menjadi masalah, seringkali NSR akan meningkat dan NPF akan menurun. Hal ini karena biofoulant akan menutup ketidaksempurnaan kecil pada membran RO sehingga meningkatkan penolakan garam. Seiring waktu, lapisan biofoulant menua dan mulai mati, dan bahan kimia seperti CO2, metana, dan/atau organik akan terdegradasi.
Asam mulai berdifusi melalui membran sehingga memengaruhi kualitas air hasil penyaringan (penolakan garam yang lebih rendah mengakibatkan NSR yang lebih rendah).

Bagaimana Normalized Salt Rejection (NSR) Dihitung?

Rumus untuk menghitung Penolakan Penjualan Ternormalisasi (NSR) adalah:

NSR = 100 ((Lewat Garam x (Aliran Permeat/Aliran Permeat Dasar) x TCF) x 100)

Di mana:

TDS Permeat = Konduktivitas Permeat x 0,67
TDS Umpan = Konduktivitas Umpan / 2
Penolakan Garam = 1 – (TDS Permeat / TDS Umpan)
Kecepatan Lewat Garam = 1 – Penolakan Garam
Suhu Umpan C = (5/9) x (Suhu Umpan – 32)
Faktor Koreksi Suhu (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ Suhu Umpan C))))

Penjelasan Faktor Koreksi Suhu (TCF)

Suhu air adalah salah satu faktor kunci dalam kinerja membran osmosis balik. Produsen membran menyediakan faktor koreksi suhu untuk suhu operasi tertentu, yang dapat bervariasi tergantung produsen, dan dapat dihitung dengan berbagai cara. Metode ASTM, seperti yang ditunjukkan di atas dalam perhitungan NPF dan NSR, dengan Koefisien Membran 2640 digunakan untuk tujuan kami dalam menemukan varians RO. Koefisien Membran 2640 digunakan karena sebagian besar membran kami akan sesuai dengan angka ini, dan pengaruh penggunaan koefisien spesifik untuk setiap membran pada perhitungan dapat diabaikan.

Perbedaan Tekanan Ternormalisasi (NPD)

NPD memberi tahu kita seberapa bersih spacer air umpan pada membran. Spacer ini hanya setebal sekitar 30 seperseribu inci dan sangat rentan terhadap penyumbatan. Saat penyumbatan terjadi, hambatan aliran meningkat dan tekanan naik.

NPD akan mulai meningkat seiring waktu karena pengotoran dan kerak. Membran RO harus dibersihkan ketika DPD meningkat 15% hingga 25% di atas nilai dasar. NPD dan NPF harus dipantau bersama untuk menentukan kapan membran RO harus dibersihkan. Seringkali NPF akan menurun, dan NPD akan tetap tidak berubah. Ini hanya karena masalah pengotoran/kerak belum menyumbat spacer air umpan. Seiring waktu, NPD akan meningkat bersamaan dengan penurunan NPF. Penurunan NPD biasanya disebabkan oleh instrumentasi yang rusak atau kesalahan yang dibuat selama pengumpulan data.

Jika NPD (Noise Pressure Drop) dapat diukur untuk setiap tahap RO (Reverse Osmosis), biasanya masalah dapat diidentifikasi antara pengotoran dan kerak berdasarkan lokasi peningkatan penurunan tekanan. Peningkatan NPD di tahap depan RO menunjukkan masalah pengotoran, dan peningkatan NPD di tahap kedua menunjukkan kerak.