Што е собирање и нормализација на податоци за обратна осмоза?

2024-07-20

Обратна осмоза (RO) Собирањето податоци и нормализацијата се важни за проценка на состојбата на мембраната и решавање на потенцијалните проблеми пред тие да станат сериозни. Нормализирањето на факторите на податоци со надворешни елементи што влијаат на перформансите на мембраната овозможува споредби од јаболка до јаболка при преглед на податоците за перформансите.Нормализираните податоци за перформансите на RO се споредуваат со утврдената основна линија, како на пример кога мембраните биле нови, заменети или исчистени.

Следните сурови податоци се собираат за да се утврди здравјето на RO мембраната:
1. Температура на внесување (F⁰)
2. Проток на пермеат (GPM)
3. Проток на концентрат (GPM)
4. Притисок на напојување (PSI)
5. Притисок на пермеат (PSI)
6. Спроводливост на храна
7. Проводливост на пермеација

Сите овие работни услови директно влијаат на квалитетот и количината на пропустлива вода што можат да ја произведат RO мембраните. Меѓутоа, бидејќи овие работни услови постојано се менуваат, невозможно е да се споредат набљудуваните перформанси на одредени параметри во еден момент и да се споредат со друга точка под различни работни услови. Променливите фактори, како што се температурата, квалитетот на водата за напојување, протокот на пропустлива вода и обновувањето на системот, влијаат на перформансите на мембраната.

Нормализирањето на податоците од RO му овозможува на корисникот да ги спореди перформансите на RO мембраната со утврден стандард кој не зависи од променливите услови на работа. Нормализираните податоци ќе ја измерат директната состојба на RO мембраната и ќе ги покажат вистинските перформанси и здравје на RO мембраната.

Dubbel_pass_RO-1-scaledr06

Опрема за десалинизација со обратна осмоза

Податоците што не се нормализирани можат да бидат погрешни, бидејќи толку многу варијабли можат да предизвикаат промени што може да изгледаат како проблеми, кога всушност не се. Температурата на водата за напојување е најзабележителната состојба што влијае ro систем перформанси. Општото правило е да се процени промена на протокот на пермеат од 1,5% по промена на степен Фаренхајт (F⁰).

На пример, ако еден RO произведе 50 GPM пермеат кога температурата на водата за напојување беше 60 F⁰, а потоа температурата на водата за напојување падна за 5 F⁰, тогаш RO би произведел приближно 46 GPM. Намалувањето на производот од 4 GPM е сосема нормално со падот на температурата.

Интерпретација на податоци

Операторот на RO е на крајот загрижен за два исхода: квалитетот и количината на произведената вода. Како што споменавме погоре, овие два фактори можат да бидат под влијание на голем број варијабли како што се притисокот на водата за напојување, обновувањето на системот и промените во квалитетот на водата за напојување, за да наброиме само неколку.

Во однос на Обратна осмоза (RO) собирање и нормализација на податоци, постојат три пресметани вредности кои помагаат да се даде подобра слика за вистинските перформанси на мембраната и помагаат прецизно да се решат потенцијалните проблеми со RO системот кои вклучуваат количина и квалитет на вода произведена од RO системот. Со собирање на оперативни податоци, нормализирање на податоците, а потоа и следење на нормализираните податоци со текот на времето и споредување на вредностите со основната линија (пресметана од почетните вредности кога RO мембраните биле нови или откако биле исчистени или заменети) се овозможува проактивно дејствување за решавање на сите проблеми пред да се појави неповратно оштетување на RO мембраните.

Трите пресметани вредности што се користат за следење и тренд се:
• Нормализиран проток на пермеат (NPF)
• Нормализирано отфрлање на сол (NSR)
• Нормализиран диференцијален притисок (NPD)

Нормализиран проток на пермеат (NPF)

NPF ја мери количината на пропустлива вода што ја произведува RO. Ако NPF падне за 10% до 15% под основната вредност (отчитувањето на NPF при стартување со нови мембрани или кога мембраните биле заменети или исчистени), тогаш ова укажува на загадување или бигор на мембраната на RO и RO мембраните треба да се исчистат.

Ако NPF се зголеми, тогаш ова имплицира дека има оштетување на RO мембраната. Штетата може да биде предизвикана од хемиски напад (од Оксидатор како хлор) на мембраната или механички проблем (како дефект на О-прстенот).

Време-768x43272q

Како се пресметува нормализираниот проток на пермеат (NPF)

Формулата за пресметување на нормализираниот проток на пермеат (NPF) е:

NPF = Проток на пермеат x (Основен aNDP/aNDP) x (Основен TCF/TCF)

Каде:

TDS за напојување = Спроводливост на напојување/2
Фактор на концентрат = (Проток на пермеат + Проток на концентрат) / Проток на концентрат
Концентрат TDS = TDS за добиточна храна x Фактор на концентрат
Просечен нето погонски притисок (aNDP) = (((Притисок на напојување + Притисок на концентрат)/2) – ((TDS на напојување – TDS на концентрат)/200)) – Притисок на пермеат
Температура на внесување C = (5/9) x (Температура на внесување – 32)
TCF (Фактор на корекција на температурата) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+Температура на полнење C))))

Нормализирано отфрлање на сол (NSR)

NSR покажува колку добро RO мембраната ги отфрла солите (загадувачите) и со тоа влијае на квалитетот на водата што продира. Ако NSR се намали, тогаш волуменот на соли што минуваат низ RO мембраната се зголемува, создавајќи продира со понизок квалитет. Намалувањето на NSR може да укаже на загадување, лупење или деградација на RO мембраната. Добро функционирачката RO мембрана треба да обезбеди отфрлање од 97% до 99%. Мембраната се смета за „лоша“ кога отфрлањето на RO паѓа на 90% или помалку. Нормалниот период на работа на RO се карактеризира со постојан пад на NSR за време на континуирана употреба. RO мембраните обично траат неколку години пред да бараат замена, а постојаниот пад на NSR е нормален знак за стареење на мембраната. Соодветен режим за чистење на RO мембраната може да помогне во подобрувањето на NSR.

NSR може да биде корисен за идентификување на проблеми со биозагадување. Кога биозагадувањето е проблем, NSR често се зголемува, а NPF се намалува. Ова е затоа што биозагадувачот всушност ќе ги запечати малите несовршености во RO мембраната, со што ќе се зголеми отфрлањето на солите. Со текот на времето, слојот на биозагадувачот старее и почнува да умира, а хемикалиите како што се CO2, метанот и/или органските...
Киселините почнуваат да дифундираат низ мембраната, што влијае на квалитетот на водата што продира (помалку отфрлање на солта што резултира со помал NSR).

Како се пресметува нормализираното отфрлање на сол (NSR)

Формулата за пресметување на нормализирано одбивање на продажба (NSR) е:

NSR = 100 ((Премин на сол x (Проток на пермеат/Основен проток на пермеат) x TCF) x 100)

Каде:

Пермеат TDS = Проводливост на пермеат x 0,67
TDS за напојување = Спроводливост на напојување / 2
Отфрлање на сол = 1 – (Пермеат TDS / Фид TDS)
Проток на сол = 1 – Отфрлање на сол
Температура на внесување C = (5/9) x (Температура на внесување – 32)
Фактор на корекција на температурата (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ Температура на полнење C))))

Објаснување на факторот на корекција на температурата (TCF)

Температурата на водата е еден од клучните фактори во перформансите на мембраните со обратна осмоза. Производителите на мембрани обезбедуваат фактори на корекција на температурата за дадени работни температури, кои можат да варираат во зависност од производителот и можат да се пресметаат на различни начини. Методот ASTM, како што е прикажано погоре и во пресметките на NPF и во NSR, со коефициент на мембрана од 2640 се користи за нашата цел да пронајдеме варијации на RO. Коефициентот на мембрана од 2640 се користи бидејќи поголемиот дел од нашите мембрани ќе се усогласат со овој број, а ефектот од користењето на специфичен коефициент за секоја мембрана врз пресметките е занемарлив.

Нормализиран диференцијален притисок (NPD)

NPD ни кажува колку е чист одстојникот за вода за напојување на мембраната. Овие одстојници се дебели само околу 30 илјадити делови од инч и се исклучително подложни на затнување. Како што се случува затнувањето, отпорот на проток се зголемува и притисокот се зголемува.

NPD ќе почне да се зголемува со текот на времето поради загадување и бигор. RO мембраните треба да се чистат кога DPD ќе се зголеми за 15% до 25% над основната вредност. NPD и NPF треба да се следат заедно за да се утврди кога треба да се чистат RO мембраните. Честопати NPF ќе се намали, а NPD ќе остане непроменет. Ова е едноставно затоа што проблемите со загадување/бигор сè уште не ги затнале одстојниците на доводната вода. Со текот на времето, NPD ќе се зголеми заедно со падот на NPF. Намалувањето на NPD обично се должи на неисправна инструментација или грешки направени за време на собирањето податоци.

Доколку NPD може да се мери за секоја фаза од RO, обично може да се идентификуваат проблеми помеѓу загадувањето и лупењето врз основа на локацијата на зголемениот пад на притисокот. Зголемувањето на NPD во предната фаза на RO укажува на проблем со загадувањето, а зголемувањето на NPD во втората фаза укажува на лупење.