Czym jest zbieranie i normalizacja danych o odwróconej osmozy?

Wszystkie te warunki pracy bezpośrednio wpływają na jakość i ilość wody permeatowej, jaką mogą wytwarzać membrany odwróconej osmozy (RO). Ponieważ jednak warunki te ulegają ciągłym zmianom, nie jest możliwe porównanie obserwowanych parametrów w jednym punkcie z wynikami w innym punkcie, w innych warunkach pracy. Zmieniające się czynniki, takie jak temperatura, jakość wody zasilającej, przepływ permeatu i odzysk z systemu, wpływają na wydajność membrany.

Normalizacja danych RO pozwala użytkownikowi porównać wydajność membrany RO z ustalonym standardem, który nie zależy od zmieniających się warunków pracy. Znormalizowane dane mierzą bezpośredni stan membrany RO i pokazują rzeczywistą wydajność i stan membrany RO.

Dane, które nie są znormalizowane, mogą być mylące, ponieważ tak wiele zmiennych może powodować zmiany, które mogą wydawać się problematyczne, podczas gdy w rzeczywistości nimi nie są. Temperatura wody zasilającej to najbardziej zauważalny czynnik wpływający na system odmrażania Wydajność. Ogólną zasadą jest szacowanie zmiany przepływu permeatu na poziomie 1,5% na każdą zmianę stopnia Fahrenheita (F⁰).

Interpretacja danych

Operator odwróconej osmozy (RO) koncentruje się ostatecznie na dwóch kwestiach: jakości i ilości produkowanej wody. Jak wspomniano powyżej, na te dwa czynniki może wpływać szereg zmiennych, takich jak ciśnienie wody zasilającej, odzysk wody z systemu oraz zmiany jakości wody zasilającej, żeby wymienić tylko kilka.

Odnośnie do Odwrócona osmoza W procesie gromadzenia i normalizacji danych (RO) istnieją trzy obliczone wartości, które pomagają uzyskać lepszy obraz rzeczywistej wydajności membrany i precyzyjnie rozwiązywać potencjalne problemy z systemem odwróconej osmozy (RO) związane z ilością i jakością wody wytwarzanej przez system. Gromadzenie danych operacyjnych, normalizacja danych, a następnie analiza trendów znormalizowanych danych w czasie oraz porównanie wartości z wartościami bazowymi (obliczonymi na podstawie wartości początkowych, gdy membrany RO były nowe lub po ich czyszczeniu lub wymianie) umożliwia proaktywne działanie w celu rozwiązania wszelkich problemów, zanim dojdzie do nieodwracalnego uszkodzenia membran RO.

Do monitorowania i określania trendów stosuje się trzy obliczone wartości:
• Znormalizowany przepływ permeatu (NPF)
• Znormalizowany odrzut soli (NSR)
• Znormalizowana różnica ciśnień (NPD)

Znormalizowany przepływ permeatu (NPF)

Wskaźnik NPF mierzy ilość wody permeatowej wytwarzanej przez system odwróconej osmozy (RO). Jeśli wskaźnik NPF spadnie o 10–15% poniżej wartości bazowej (odczyt NPF podczas rozruchu z nowymi membranami lub po wymianie lub czyszczeniu membran), oznacza to zanieczyszczenie lub osadzanie się kamienia na membranie RO i konieczność jej wyczyszczenia.

Jeśli NPF wzrasta, oznacza to uszkodzenie membrany odwróconej osmozy (RO). Uszkodzenie może być spowodowane atakiem chemicznym (np. Utleniacz (np. chlor) na membranie lub problem mechaniczny (np. uszkodzenie pierścienia uszczelniającego).

Jak oblicza się znormalizowany przepływ permeatu (NPF)

Wzór na obliczenie znormalizowanego przepływu permeatu (NPF) jest następujący:

• NPF = Przepływ permeatu x (Wartość bazowa aNDP/aNDP) x (Wartość bazowa TCF/TCF)

Gdzie:

• TDS w paszy = Przewodność w paszy/2
• Współczynnik koncentratu = (Przepływ permeatu + Przepływ koncentratu) / Przepływ koncentratu
• TDS koncentratu = TDS paszy x współczynnik koncentratu
• Średnie ciśnienie napędowe netto (aNDP) = (((Ciśnienie wlotowe + Ciśnienie koncentratu)/2) – ((TDS wlotowe – TDS koncentratu)/200)) – Ciśnienie permeatu
• Temperatura zasilania C = (5/9) x (Temperatura zasilania – 32)
• TCF (współczynnik korekcji temperatury) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+temperatura zasilania C))))

Znormalizowane odrzucanie soli (NSR)

Wskaźnik NSR wskazuje, jak skutecznie membrana odwróconej osmozy (RO) odrzuca sole (zanieczyszczenia), co wpływa na jakość wody permeatowej. Spadek wskaźnika NSR powoduje wzrost objętości soli przechodzących przez membranę RO, co prowadzi do pogorszenia jakości permeatu. Spadek wskaźnika NSR może wskazywać na zanieczyszczenie, osadzanie się kamienia lub degradację membrany RO. Dobrze działająca membrana RO powinna zapewniać wskaźnik NSR na poziomie 97% do 99%. Membrana jest uznawana za „złą”, gdy wskaźnik NSR spadnie do 90% lub mniej. Normalny okres eksploatacji RO charakteryzuje się stałym spadkiem wskaźnika NSR podczas ciągłej eksploatacji. Membrany RO zazwyczaj wytrzymują kilka lat, zanim będą wymagały wymiany, a stały spadek wskaźnika NSR jest normalną oznaką starzenia się membrany. Prawidłowe czyszczenie membrany RO może pomóc w poprawie wskaźnika NSR.

NSR może być pomocny w identyfikacji problemów z biofoulingiem. Gdy biofouling jest problemem, często NSR wzrasta, a NPF maleje. Dzieje się tak, ponieważ biofoulant uszczelnia drobne niedoskonałości membrany odwróconej osmozy (RO), zwiększając w ten sposób odrzut soli. Z czasem warstwa biofoulantu starzeje się i zanika, a substancje chemiczne, takie jak CO2, metan i/lub substancje organiczne, ulegają degradacji.
kwasy zaczynają dyfundować przez membranę, co wpływa na jakość wody przenikającej (mniejsze odrzucanie soli, co skutkuje niższym współczynnikiem NSR).

Jak oblicza się znormalizowany odrzut soli (NSR)

Wzór na obliczenie znormalizowanego wskaźnika odrzucenia sprzedaży (NSR) jest następujący:

• NSR = 100 ((Przepływ soli x (Przepływ permeatu/Bazowy przepływ permeatu) x TCF) x 100)

Gdzie:

• TDS permeatu = Przewodność permeatu x 0,67
• TDS w paszy = Przewodność w paszy / 2
• Odrzucenie soli = 1 – (TDS permeatu / TDS wsadu)
• Przepływ soli = 1 – Odrzut soli
• Temperatura zasilania C = (5/9) x (Temperatura zasilania – 32)
• Współczynnik korekcji temperatury (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ temperatura zasilania C))))

Wyjaśnienie współczynnika korekcji temperatury (TCF)

Temperatura wody jest jednym z kluczowych czynników wpływających na wydajność membran do odwróconej osmozy. Producenci membran podają współczynniki korekcji temperatury dla danych temperatur roboczych, które mogą się różnić w zależności od producenta i można je obliczyć na różne sposoby. Do obliczenia odchyleń RO stosujemy metodę ASTM, jak pokazano powyżej w obliczeniach NPF i NSR, ze współczynnikiem membrany równym 2640. Współczynnik membrany równy 2640 jest stosowany, ponieważ większość naszych membran będzie zgodna z tą wartością, a wpływ zastosowania konkretnego współczynnika dla każdej membrany na obliczenia jest pomijalny.

Znormalizowana różnica ciśnień (NPD)

NPD informuje nas o czystości przekładki wody zasilającej na membranie. Przekładki te mają grubość zaledwie około 30 tysięcznych cala i są wyjątkowo podatne na zatykanie. W miarę zatykania wzrasta opór przepływu i ciśnienie dop.

Z czasem wartość NPD będzie rosła z powodu zanieczyszczeń i osadzania się kamienia. Membrany RO należy czyścić, gdy wartość DPD wzrośnie o 15–25% powyżej wartości bazowej. Należy monitorować wartości NPD i NPF, aby określić, kiedy należy wyczyścić membrany RO. Często wartość NPF spada, a NPD pozostaje niezmieniona. Dzieje się tak po prostu dlatego, że problemy z zanieczyszczeniami/osadzaniem się kamienia nie zatkały jeszcze przegródek wody zasilającej. Z czasem wartość NPD będzie rosła wraz ze spadkiem wartości NPF. Spadek wartości NPD jest zazwyczaj spowodowany wadliwą aparaturą lub błędami popełnionymi podczas zbierania danych.

Jeśli możliwe jest zmierzenie NPD dla każdego stopnia odwróconej osmozy (RO), zazwyczaj można zidentyfikować problemy związane z zanieczyszczeniem lub osadzaniem kamienia na podstawie lokalizacji zwiększonego spadku ciśnienia. Wzrost NPD w pierwszym stopniu odwróconej osmozy (RO) wskazuje na problem z zanieczyszczeniem, a wzrost NPD w drugim stopniu wskazuje na osadzanie się kamienia.

Jak oblicza się znormalizowaną różnicę ciśnień (NPD)

Wzór na obliczenie znormalizowanej różnicy ciśnień (NPD) jest następujący:

• NPD = Spadek ciśnienia x (średni przepływ bazowy / średni przepływ)

Gdzie:

• Spadek ciśnienia = Ciśnienie zasilania – Ciśnienie koncentratu
• Średni przepływ = (Przepływ permeatu + Przepływ koncentratu)/2