역삼투압 데이터 수집 및 정규화란 무엇입니까?

이러한 모든 운전 조건은 역삼투막이 생산할 수 있는 투과수의 품질과 양에 직접적인 영향을 미칩니다. 그러나 이러한 운전 조건은 끊임없이 변화하기 때문에 특정 시점에서 관찰된 특정 매개변수의 성능을 다른 운전 조건에서의 성능과 비교하는 것은 불가능합니다. 온도, 원수 수질, 투과 유량, 시스템 회수율과 같은 변화하는 요소들이 모두 막 성능에 영향을 미칩니다.

역삼투압(RO) 데이터 정규화를 통해 사용자는 변화하는 작동 조건에 영향을 받지 않는 설정된 표준과 RO 멤브레인 성능을 비교할 수 있습니다. 정규화된 데이터는 RO 멤브레인의 상태를 직접적으로 측정하여 RO 멤브레인의 실제 성능과 상태를 보여줍니다.

정규화되지 않은 데이터는 오해를 불러일으킬 수 있습니다. 너무나 많은 변수가 실제로는 문제가 아닌데도 문제처럼 보이는 변화를 일으킬 수 있기 때문입니다. 급수 온도는 이러한 변화에 가장 큰 영향을 미치는 요인 중 하나입니다. 로 시스템 성능. 일반적으로 화씨 1도 변화당 투과 유량이 1.5% 정도 변한다고 추정합니다.

데이터 해석

역삼투압(RO) 시스템 운영자는 궁극적으로 생산되는 물의 품질과 양이라는 두 가지 결과에 관심을 갖습니다. 앞서 언급했듯이 이 두 가지 요소는 공급수 압력, 시스템 회수율, 공급수 수질 변화 등 여러 변수의 영향을 받을 수 있습니다.

~에 관하여 역삼투압 역삼투압(RO) 데이터 수집 및 정규화를 통해 세 가지 계산값을 도출할 수 있으며, 이 값들은 멤브레인의 실제 성능을 보다 정확하게 파악하고 RO 시스템에서 생산되는 물의 양과 수질과 관련된 잠재적인 문제를 정확하게 진단하는 데 도움을 줍니다. 작동 데이터를 수집하고, 데이터를 정규화한 후, 정규화된 데이터의 시간 경과에 따른 추세를 분석하고, 기준값(RO 멤브레인이 새것이거나 세척 또는 교체된 후의 초기 값)과 비교함으로써 RO 멤브레인에 돌이킬 수 없는 손상이 발생하기 전에 문제를 사전에 해결할 수 있습니다.

모니터링 및 추세 분석에 사용되는 세 가지 계산값은 다음과 같습니다.
• 정규화된 투과 유량(NPF)
• 정규화된 염분 제거율(NSR)
• 정규화된 압력차(NPD)

정규화된 투과 유량(NPF)

NPF는 역삼투압(RO) 시스템에서 생성되는 투과수의 양을 측정하는 지표입니다. NPF가 기준값(새 멤브레인을 사용하거나 멤브레인을 교체 또는 세척했을 때의 NPF 측정값)보다 10~15% 감소하면 RO 멤브레인에 오염이나 스케일이 발생했음을 의미하므로 멤브레인을 세척해야 합니다.

NPF가 증가하면 RO 멤브레인이 손상되었음을 의미합니다. 이러한 손상은 화학적 공격(예: ...)에 의해 발생할 수 있습니다. 산화제 멤브레인에 염소와 같은 불순물이 침투했거나 O링 고장과 같은 기계적 문제가 발생했을 수 있습니다.

정규화 투과 유량(NPF) 계산 방법

정규화 투과 유량(NPF)을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

• NPF = 투과 유량 x (기준 aNDP/aNDP) x (기준 TCF/TCF)

어디:

• 사료 TDS = 사료 전도도/2
• 농축 계수 = (투과액 유량 + 농축액 유량) / 농축액 유량
• 농축액 TDS = 사료 TDS x 농축액 계수
• 평균 순구동압력(aNDP) = (((공급액 압력 + 농축액 압력)/2) – ((공급액 TDS – 농축액 TDS)/200)) – 투과액 압력
• 사료 온도 C = (5/9) x (사료 온도 – 32)
• TCF(온도 보정 계수) = EXP(2640 x ((1/298) – (1/(273+피드 온도 C))))

정규화된 염분 제거율(NSR)

NSR(염 제거율)은 역삼투(RO) 멤브레인이 염분(오염물질)을 얼마나 잘 제거하는지를 나타내는 지표이며, 투과수 수질에 직접적인 영향을 미칩니다. NSR이 감소하면 RO 멤브레인을 통과하는 염분의 양이 증가하여 투과수 수질이 저하됩니다. NSR 감소는 RO 멤브레인의 오염, 스케일 형성 또는 성능 저하를 나타낼 수 있습니다. 정상적인 RO 멤브레인은 97%~99%의 염분 제거율을 보여야 합니다. 염분 제거율이 90% 이하로 떨어지면 멤브레인의 성능이 저하된 것으로 간주됩니다. 일반적인 RO 작동 과정에서는 연속 사용 시 NSR이 꾸준히 감소합니다. RO 멤브레인은 보통 수년간 사용 후 교체가 필요하며, NSR의 지속적인 감소는 멤브레인 노화의 정상적인 징후입니다. 적절한 RO 멤브레인 세척을 통해 NSR을 개선할 수 있습니다.

NSR은 생물막 오염 문제를 파악하는 데 유용할 수 있습니다. 생물막 오염이 우려되는 경우, NSR은 증가하고 NPF는 감소하는 경향이 있습니다. 이는 생물막 오염 물질이 역삼투막의 미세한 결함을 메워 염분 제거율을 높이기 때문입니다. 시간이 지남에 따라 생물막 오염 물질 층은 노화되어 사멸하고, 이산화탄소, 메탄 및/또는 유기물과 같은 화학 물질이 분해됩니다.
산이 막을 통해 확산되기 시작하면서 투과수 수질에 영향을 미칩니다(염분 제거율 감소로 인해 NSR이 낮아짐).

정규화된 염분 제거율(NSR) 계산 방법

정규화된 판매 거절률(NSR)을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

• NSR = 100 ((염분 통과량 x (투과 유량/기준 투과 유량) x TCF) x 100)

어디:

• 투과액 TDS = 투과액 전도도 x 0.67
• 사료 TDS = 사료 전도도 / 2
• 염분 제거율 = 1 – (투과액 TDS / 공급액 TDS)
• 염분 통과량 = 1 – 염분 거부량
• 사료 온도 C = (5/9) x (사료 온도 – 32)
• 온도 보정 계수(TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ 공급 온도 C))))

온도 보정 계수(TCF) 설명

수온은 역삼투막 성능에 있어 핵심적인 요소 중 하나입니다. 막 제조업체는 특정 작동 온도에 대한 온도 보정 계수를 제공하는데, 이는 제조업체마다 다르고 계산 방법도 다양합니다. 본 연구에서는 역삼투 성능의 변동성을 분석하기 위해 위에서 제시된 NPF 및 NSR 계산에서와 같이 ASTM 방법을 사용했으며, 막 계수는 2640으로 설정했습니다. 2640이라는 계수를 사용하는 이유는 대부분의 막이 이 값에 부합하고, 각 막에 대해 특정 계수를 사용하더라도 계산 결과에 미치는 영향이 미미하기 때문입니다.

정규화된 압력차(NPD)

NPD는 멤브레인에 있는 급수 스페이서의 청결도를 알려줍니다. 이 스페이서는 두께가 약 0.003인치에 불과하여 막힘 현상이 매우 쉽게 발생합니다. 막힘이 발생하면 유체 흐름 저항이 증가하고 압력이 상승합니다.

시간이 지남에 따라 오염 및 스케일 형성으로 인해 NPD(순증발량)가 증가하기 시작합니다. RO 멤브레인은 DPD(증발량)가 기준값보다 15%~25% 증가할 때 세척해야 합니다. RO 멤브레인 세척 시기를 결정하기 위해서는 NPD와 NPF(순처리량)를 함께 모니터링해야 합니다. 종종 NPF는 감소하지만 NPD는 변하지 않는 경우가 있습니다. 이는 오염/스케일 형성 문제가 아직 급수 스페이서를 막지 않았기 때문입니다. 시간이 지나면 NPF 감소와 함께 NPD도 증가하게 됩니다. NPD 감소는 일반적으로 계측 장비의 오류 또는 데이터 수집 과정에서의 실수로 인해 발생합니다.

역삼투압(RO) 시스템의 각 단계에서 NPD(압력차)를 측정할 수 있다면, 압력차 증가 위치를 기준으로 파울링과 스케일링 문제를 구분할 수 있습니다. RO 시스템의 전단부에서 NPD가 증가하면 파울링 문제를 나타내고, 후단부에서 NPD가 증가하면 스케일링 문제를 나타냅니다.

정규화 압력차(NPD) 계산 방법

정규화 압력차(NPD)를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

• NPD = 압력 강하 x (기준 평균 유량 / 평균 유량)

어디:

• 압력 강하 = 공급 압력 – 농축액 압력
• 평균 유량 = (투과액 유량 + 농축액 유량)/2