Wat is dataverzameling en normalisatie bij omgekeerde osmose?

Al deze bedrijfsomstandigheden hebben direct invloed op de kwaliteit en de hoeveelheid permeaatwater die de RO-membranen kunnen produceren. Omdat deze bedrijfsomstandigheden echter constant veranderen, is het onmogelijk om de waargenomen prestaties van bepaalde parameters op een bepaald moment te vergelijken met die op een ander moment onder andere bedrijfsomstandigheden. Veranderende factoren, zoals temperatuur, kwaliteit van het voedingswater, permeaatstroom en systeemrecuperatie, beïnvloeden allemaal de membraanprestaties.

Door RO-gegevens te normaliseren, kan de gebruiker de prestaties van het RO-membraan vergelijken met een vastgestelde standaard die niet afhankelijk is van veranderende bedrijfsomstandigheden. Genormaliseerde gegevens meten de directe toestand van het RO-membraan en tonen de werkelijke prestaties en conditie ervan.

Gegevens die niet genormaliseerd zijn, kunnen misleidend zijn, omdat zoveel variabelen veranderingen kunnen veroorzaken die problemen lijken te zijn, terwijl dat in werkelijkheid niet het geval is. De temperatuur van het voedingswater is de meest opvallende factor die van invloed is. ro-systeem prestatie. De algemene vuistregel is om een ​​verandering van 1,5% in de permeaatstroom per graad Fahrenheit (F⁰) temperatuurverandering te schatten.

Gegevensinterpretatie

De RO-operator is uiteindelijk geïnteresseerd in twee zaken: de kwaliteit en de kwantiteit van het geproduceerde water. Zoals hierboven vermeld, kunnen deze twee factoren worden beïnvloed door een aantal variabelen, zoals de toevoerwaterdruk, het rendement van het systeem en veranderingen in de toevoerwaterkwaliteit, om er maar een paar te noemen.

Met betrekking tot Omgekeerde osmose Door het verzamelen en normaliseren van RO-gegevens worden drie berekende waarden verkregen die een beter beeld geven van de werkelijke membraanprestaties en die helpen bij het nauwkeurig opsporen van potentiële problemen met het RO-systeem, met name met betrekking tot de hoeveelheid en kwaliteit van het geproduceerde water. Door operationele gegevens te verzamelen, deze te normaliseren, de genormaliseerde gegevens in de loop van de tijd te analyseren en de waarden te vergelijken met de basislijn (berekend op basis van de opstartwaarden toen de RO-membranen nieuw waren of nadat ze zijn gereinigd of vervangen), kan proactief worden ingegrepen om problemen aan te pakken voordat onherstelbare schade aan de RO-membranen optreedt.

De drie berekende waarden die worden gebruikt voor monitoring en trendanalyse zijn:
• Genormaliseerde permeaatstroom (NPF)
• Genormaliseerde zoutafstoting (NSR)
• Genormaliseerd drukverschil (NPD)

Genormaliseerde permeaatstroom (NPF)

NPF meet de hoeveelheid permeaatwater die de RO-installatie produceert. Als de NPF 10% tot 15% onder de basiswaarde zakt (de NPF-waarde bij het opstarten met nieuwe membranen of na vervanging of reiniging van de membranen), duidt dit op vervuiling of aanslag op de RO-membranen en moeten deze worden gereinigd.

Als de NPF-waarde stijgt, duidt dit op schade aan het RO-membraan. De schade kan worden veroorzaakt door chemische aantasting (van een Oxidator zoals chloor) op het membraan of een mechanisch probleem (zoals een defecte O-ring).

Hoe de genormaliseerde permeaatstroom (NPF) wordt berekend

De formule voor het berekenen van de genormaliseerde permeaatstroom (NPF) is:

• NPF = Permeaatstroom x (Basiswaarde aNDP/aNDP) x (Basiswaarde TCF/TCF)

Waar:

• Voedings-TDS = Voedingsgeleidbaarheid/2
• Concentratiefactor = (Permeaatstroom + Concentraatstroom) / Concentraatstroom
• Concentraat TDS = Voedings-TDS x Concentraatfactor
• Gemiddelde netto aandrijfdruk (aNDP) = (((Voedingsdruk + Concentraatdruk)/2) – ((Voedings-TDS – Concentraat-TDS)/200)) – Permeaatdruk
• Voedingstemperatuur C = (5/9) x (Voedingstemperatuur – 32)
• TCF (Temperatuurcorrectiefactor) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+Voedingstemperatuur C))))

Genormaliseerde zoutafstoting (NSR)

De NSR (Non-Surface Rejection Ratio) geeft aan hoe goed het RO-membraan zouten (verontreinigingen) afstoot en beïnvloedt daarmee de kwaliteit van het permeaatwater. Als de NSR daalt, neemt het volume zouten dat door het RO-membraan gaat toe, wat resulteert in permeaat van lagere kwaliteit. Een daling van de NSR kan duiden op vervuiling, aanslag of degradatie van het RO-membraan. Een goed functionerend RO-membraan zou een afstotingspercentage van 97% tot 99% moeten hebben. Een membraan wordt als "slecht" beschouwd wanneer de RO-afstoting daalt tot 90% of minder. Een normale levensduur van een RO-systeem kenmerkt zich door een gestage daling van de NSR bij continu gebruik. RO-membranen gaan doorgaans enkele jaren mee voordat ze vervangen moeten worden en een gestage daling van de NSR is een normaal teken van een verouderend membraan. Een goed reinigingsprogramma voor het RO-membraan kan de NSR helpen verbeteren.

NSR kan nuttig zijn bij het identificeren van problemen met biofouling. Wanneer biofouling een probleem is, zal de NSR vaak toenemen en de NPF afnemen. Dit komt doordat de biofouling kleine imperfecties in het RO-membraan dicht, waardoor de afstoting van zouten toeneemt. Na verloop van tijd veroudert de biofoulinglaag en begint deze af te sterven, waardoor chemicaliën zoals CO2, methaan en/of organische stoffen kunnen doordringen.
Zuren beginnen door het membraan te diffunderen, wat de kwaliteit van het permeaatwater beïnvloedt (minder zoutafstoting, wat resulteert in een lagere NSR).

Hoe wordt de genormaliseerde zoutafstoting (NSR) berekend?

De formule voor het berekenen van de genormaliseerde verkoopafwijzing (NSR) is:

• NSR = 100 ((Zoutdoorlaat x (Permeaatstroom/Basispermeaatstroom) x TCF) x 100)

Waar:

• Permeaat TDS = Permeaatgeleidbaarheid x 0,67
• Voedings-TDS = Voedingsgeleidbaarheid / 2
• Zoutafstoting = 1 – (TDS permeaat / TDS toevoer)
• Zoutdoorlaatbaarheid = 1 – Zoutafstoting
• Voedingstemperatuur C = (5/9) x (Voedingstemperatuur – 32)
• Temperatuurcorrectiefactor (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273 + Voedingstemperatuur C))))

Uitleg over de temperatuurcorrectiefactor (TCF)

De watertemperatuur is een van de belangrijkste factoren voor de prestaties van omgekeerde osmosemembranen. Membraanfabrikanten leveren temperatuurcorrectiefactoren voor specifieke bedrijfstemperaturen. Deze factoren kunnen per fabrikant verschillen en op verschillende manieren worden berekend. Voor het bepalen van de RO-varianties gebruiken we de ASTM-methode, zoals hierboven weergegeven in zowel de NPF- als de NSR-berekeningen, met een membraancoëfficiënt van 2640. We gebruiken een membraancoëfficiënt van 2640 omdat de meeste membranen aan deze waarde voldoen en het effect van het gebruik van een specifieke coëfficiënt voor elk membraan op de berekeningen verwaarloosbaar is.

Genormaliseerd drukverschil (NPD)

De NPD-waarde geeft aan hoe schoon de afstandhouder tussen het voedingswater en het membraan is. Deze afstandhouders zijn slechts ongeveer 0,30 duizendste van een inch dik en zijn extreem gevoelig voor verstopping. Wanneer er verstopping optreedt, neemt de weerstand tegen de stroming toe en stijgt het drukverschil.

De NPD (Net Pressure Depression) zal in de loop van de tijd toenemen als gevolg van vervuiling en aanslag. De RO-membranen moeten worden gereinigd wanneer de DPD (Noise Pressure Depression) met 15% tot 25% boven de basiswaarde stijgt. NPD en NPF (Noise Pressure Filter) moeten samen worden gemonitord om te bepalen wanneer de RO-membranen moeten worden gereinigd. Vaak zal de NPF dalen, terwijl de NPD gelijk blijft. Dit komt simpelweg doordat de vervuiling/aanslag de afstandhouders van het voedingswater nog niet heeft verstopt. Na verloop van tijd zal de NPD toenemen, terwijl de NPF daalt. Een daling van de NPD is meestal te wijten aan defecte instrumentatie of fouten tijdens de gegevensverzameling.

Als de NPD (Net Pressure Delay) voor elke trap van een RO-systeem kan worden gemeten, kunnen problemen met vervuiling en kalkaanslag meestal worden onderscheiden op basis van de locatie van de verhoogde drukval. Een toename van de NPD in de eerste trap van een RO-systeem duidt op vervuiling, terwijl een toename van de NPD in de tweede trap wijst op kalkaanslag.

Hoe wordt het genormaliseerde drukverschil (NPD) berekend?

De formule voor het berekenen van het genormaliseerde drukverschil (NPD) is:

• NPD = Drukval x (Basisgemiddelde doorstroming / Gemiddelde doorstroming)

Waar:

• Drukval = Toevoerdruk – Concentraatdruk
• Gemiddelde doorstroming = (Doorstroming permeaat + Doorstroming concentraat)/2