מה זה איסוף ונרמול נתונים של אוסמוזה הפוכה?

כל תנאי ההפעלה הללו משפיעים ישירות על איכות וכמות מי החדירה שיכולות לייצר ממברנות ה-RO. עם זאת, מכיוון שתנאי ההפעלה הללו משתנים כל הזמן, לא ניתן להשוות את הביצועים הנצפים של פרמטרים מסוימים בנקודה אחת ולהשוות אותם לנקודה אחרת בתנאי הפעלה שונים. גורמים משתנים, כגון טמפרטורה, איכות מי הזנה, זרימת החדירה והחלמת המערכת, כולם משפיעים על ביצועי הממברנה.

נרמול נתוני RO מאפשר למשתמש להשוות את ביצועי קרום ה-RO לתקן קבוע שאינו תלוי בתנאי הפעלה משתנים. נתונים מנורמלים ימדדו את המצב הישיר של קרום ה-RO ויציגו את ביצועי קרום ה-RO ובריאותו האמיתיים.

נתונים שאינם מנורמלים עלולים להיות מטעים, מכיוון שמשתנים רבים כל כך עלולים לגרום לשינויים שנראים כבעייתיים כשלמעשה אינם כאלה. טמפרטורת מי ההזנה היא המצב הבולט ביותר המשפיע על מערכת ro ביצועים. כלל האצבע הוא להעריך שינוי של 1.5% בזרימת החדירה לכל שינוי של מעלות פרנהייט (F⁰).

פירוש נתונים

מפעיל RO מודאג בסופו של דבר משתי תוצאות: איכות וכמות המים המיוצרים. כפי שצוין לעיל, שני גורמים אלה יכולים להיות מושפעים ממספר משתנים כגון לחץ מי ההזנה, התאוששות המערכת ושינויים באיכות מי ההזנה, אם למנות רק כמה.

בנוגע ל אוסמוזה הפוכה איסוף ונרמול נתוני (RO), ישנם שלושה ערכים מחושבים המסייעים לתת תמונה טובה יותר של ביצועי הממברנות האמיתיים ולעזור לפתור במדויק בעיות פוטנציאליות במערכת RO הכרוכות בכמות ובאיכות המים המיוצרים על ידי מערכת ה-RO. על ידי איסוף נתוני תפעול, נרמול הנתונים ולאחר מכן ניתוח מגמות של הנתונים המנורמלים לאורך זמן, והשוואת הערכים לקו הבסיס (מחושב מערכי ההפעלה כאשר ממברנות ה-RO היו חדשות או לאחר ניקוין או הוחלפו) מאפשר פעולה פרואקטיבית לטיפול בכל בעיה לפני שייגרם נזק בלתי הפיך לממברנות ה-RO.

שלושת הערכים המחושבים המשמשים לניטור ומגמה הם:
• זרימת חדירה מנורמלת (NPF)
• דחיית מלח מנורמלת (NSR)
• הפרש לחץ מנורמל (NPD)

זרימת חדירה מנורמלת (NPF)

NPF מודד את כמות מי החדירה שמייצר ה-RO. אם ה-NPF יורד ב-10% עד 15% מתחת לערך הבסיסי (קריאת ה-NPF בעת ההפעלה עם ממברנות חדשות או כאשר ממברנות הוחלפו או נוקו), הדבר מצביע על לכלוך או אבנית בממברנת ה-RO ויש לנקות את ממברנות ה-RO.

אם ה-NPF עולה, זה מרמז על נזק לממברנת ה-RO. הנזק יכול להיגרם כתוצאה מהתקפה כימית (מ... מְחַמצֵן כמו כלור) על הממברנה או בעיה מכנית (כמו כשל בטבעת O).

כיצד מחושבת זרימת חדירה מנורמלת (NPF)

הנוסחה לחישוב זרימת חדירה מנורמלת (NPF) היא:

• NPF = זרימת חדירים x (aNDP/aNDP בסיסי) x (TCF/TCF בסיסי)

אֵיפֹה:

• TDS הזנה = מוליכות הזנה/2
• גורם ריכוז = (זרימת חדירת נוזל + זרימת ריכוז) / זרימת ריכוז
• TDS מרוכז = TDS להאכיל x גורם מרוכז
• לחץ נהיגה נטו ממוצע (aNDP) = (((לחץ הזנה + לחץ תרכיז)/2) – ((TDS הזנה – TDS תרכיז)/200)) – לחץ חדיר
• טמפרטורת הזנה C = (5/9) x (טמפרטורת הזנה – 32)
• TCF (גורם תיקון טמפרטורה) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+טמפרטורת הזנה מעל C))))

דחיית מלח מנורמלת (NSR)

NSR מציין עד כמה קרום ה-RO דוחה מלחים (מזהמים) ולכן משפיע על איכות מי החדירה. אם ה-NSR יורד, אזי נפח המלחים העוברים דרך קרום ה-RO עולה ויוצר חדירה באיכות נמוכה יותר. ירידה ב-NSR יכולה להצביע על לכלוך, התקלפות או התדרדרות של קרום ה-RO. קרום RO בעל ביצועים טובים אמור לספק דחייה של 97% עד 99%. ממברנה נחשבת "גרועה" כאשר דחיית ה-RO יורדת ל-90% או פחות. טווח פעולה רגיל של RO כולל ירידה קבועה ב-NSR במהלך שימוש מתמשך. ממברנות RO בדרך כלל מחזיקות מעמד מספר שנים לפני שהן דורשות החלפה וירידה קבועה ב-NSR היא סימן רגיל להזדקנות הממברנה. ניקוי נכון של קרום ה-RO יכול לעזור לשפר את ה-NSR.

NSR יכול להיות מועיל בזיהוי בעיות של זיהום ביולוגי. כאשר זיהום ביולוגי מהווה דאגה, לעיתים קרובות ה-NSR יגדל וה-NPF יקטן. הסיבה לכך היא שהשכבה הביולוגית למעשה אוטמת פגמים קטנים בקרום ה-RO ובכך תגביר את דחיית המלחים. עם הזמן, שכבת הזיהום הביולוגי מזדקנת ומתחילה למות וכימיקלים כמו CO2, מתאן ו/או חומרים אורגניים...
חומצות מתחילות לפזר דרך הממברנה ומשפיעות על איכות מי החדירה (פחות דחיית מלח וכתוצאה מכך NSR נמוך יותר).

כיצד מחושבת דחיית מלח מנורמלת (NSR)

הנוסחה לחישוב דחיית מכירה מנורמלת (NSR) היא:

• NSR = 100 ((מעבר מלח x (זרימת מחלחל/זרימת מחלחל בסיסית) x TCF) x 100)

אֵיפֹה:

• TDS חדיר = מוליכות חדיר x 0.67
• TDS הזנה = מוליכות הזנה / 2
• דחיית מלח = 1 – (TDS חדיר / TDS הזנה)
• מעבר מלח = 1 – דחיית מלח
• טמפרטורת הזנה C = (5/9) x (טמפרטורת הזנה – 32)
• מקדם תיקון טמפרטורה (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ טמפרטורת הזנה מעל צלזיוס))))

הסבר על גורם תיקון טמפרטורה (TCF)

טמפרטורת המים היא אחד הגורמים המרכזיים בביצועי ממברנות אוסמוזה הפוכה. יצרני ממברנות מספקים גורמי תיקון טמפרטורה לטמפרטורות הפעלה נתונות, שיכולים להשתנות בהתאם ליצרן, וניתן לחשב אותם בדרכים שונות. שיטת ASTM, כפי שמוצגת לעיל הן בחישובי NPF והן ב-NSR, עם מקדם ממברנה של 2640 משמשת למציאת שונות RO. מקדם הממברנה של 2640 משמש מכיוון שרוב הממברנות שלנו יתאימו למספר זה, וההשפעה של שימוש במקדם ספציפי לכל ממברנה על החישובים זניחה.

הפרש לחץ מנורמל (NPD)

מדד ה-NPD (המדד האלקטרוני של המים) מראה לנו עד כמה נקי מרווח מי ההזנה על הממברנה. מרווחים אלה הם בעובי של כ-30 אלפיות אינץ' בלבד והם רגישים ביותר לסתימה. ככל שמתרחשת סתימה, ההתנגדות לזרימה עולה ולחץ הלחץ עולה.

ה-NPD יתחיל לעלות עם הזמן עקב לכלוך ואבנית. יש לנקות את ממברנות ה-RO כאשר ה-DPD עולה ב-15% עד 25% מעל ערך הבסיס. יש לנטר יחד את ה-NPD וה-NPF כדי לקבוע מתי יש לנקות את ממברנות ה-RO. לעתים קרובות ה-NPF יירד, וה-NPD יישאר ללא שינוי. הסיבה לכך היא פשוט שבעיות האלימות/אבנית טרם סתמו את מרווחי מי ההזנה. עם הזמן, ה-NPD יגדל יחד עם הירידה ב-NPF. ירידה ב-NPD נובעת בדרך כלל ממכונות פגומות או מטעויות שנעשו במהלך איסוף הנתונים.

אם ניתן למדוד את ה-NPD עבור כל שלב של מערכת RO, בדרך כלל ניתן לזהות בעיות בין עכירות להתקררות אבק בהתבסס על מיקום ירידת הלחץ המוגברת. עלייה ב-NPD בשלב הקדמי של מערכת RO מצביעה על בעיית עכירות, ועלייה ב-NPD בשלב השני מצביעה על התקררות אבק.

כיצד מחושב הפרש לחץ מנורמל (NPD)

הנוסחה לחישוב הפרש לחץ מנורמל (NPD) היא:

• NPD = ירידת לחץ x (זרימה ממוצעת בסיסית / זרימה ממוצעת)

אֵיפֹה:

• ירידת לחץ = לחץ הזנה - לחץ תרכיז
• זרימה ממוצעת = (זרימה חדירתית + זרימת ריכוז)/2