Ce este colectarea și normalizarea datelor privind osmoza inversă?

2024-07-20

Osmoză inversă (RO) Colectarea și normalizarea datelor sunt importante în evaluarea stării membranei și în abordarea problemelor potențiale înainte ca acestea să devină grave. Normalizarea factorilor de date cu elemente externe care afectează performanța membranei permite comparații exacte atunci când se analizează datele de performanță.Datele normalizate de performanță a osmozei inverse sunt comparate cu o valoare de referință stabilită, cum ar fi momentul în care membranele erau noi, înlocuite sau curățate.

Următoarele date brute sunt colectate pentru a determina starea de sănătate a membranei RO:
1. Temperatura de alimentare (F⁰)
2. Debitul de permeat (GPM)
3. Debitul concentratului (GPM)
4. Presiunea de alimentare (PSI)
5. Presiunea de permeație (PSI)
6. Conductivitatea alimentării
7. Conductivitatea permeatului

Toate aceste condiții de operare afectează în mod direct calitatea și cantitatea de apă permeată pe care membranele RO o pot produce. Cu toate acestea, deoarece aceste condiții de operare se schimbă constant, este imposibil să se compare performanța observată a anumitor parametri la un moment dat și să se compare cu un alt punct în condiții de operare diferite. Factorii în schimbare, cum ar fi temperatura, calitatea apei de alimentare, debitul de permeat și recuperarea sistemului, afectează toți performanța membranei.

Normalizarea datelor RO permite utilizatorului să compare performanța membranei RO cu un standard stabilit, care nu depinde de condițiile de funcționare în schimbare. Datele normalizate vor măsura starea directă a membranei RO și vor arăta performanța și starea reală a membranei RO.

Dubbel_pass_RO-1-scaledr06

Echipament de desalinizare cu osmoză inversă

Datele care nu sunt normalizate pot fi înșelătoare, deoarece atât de multe variabile pot provoca modificări care pot părea probleme când, de fapt, nu sunt. Temperatura apei de alimentare este cea mai vizibilă condiție care afectează sistem RO performanță. Regula generală este de a estima o modificare a debitului de permeație de 1,5% per grad Fahrenheit (F⁰).

De exemplu, dacă un osmozor invers (RO) a produs 50 GPM de permeat atunci când apa de alimentare era de 60 F⁰ și apoi temperatura apei de alimentare a scăzut cu 5 F⁰, atunci RO ar produce aproximativ 46 GPM. Scăderea cu 4 GPM a produsului este perfect normală odată cu scăderea temperaturii.

Interpretarea datelor

Operatorul de osmoză inversă este, în cele din urmă, preocupat de două rezultate: calitatea și cantitatea apei produse. După cum s-a menționat mai sus, acești doi factori pot fi influențați de o serie de variabile, cum ar fi presiunea apei de alimentare, recuperarea sistemului și modificările calității apei de alimentare, printre altele.

Cu privire la Osmoză inversă Pentru colectarea și normalizarea datelor (RO), există trei valori calculate care ajută la o imagine mai bună a performanței reale a membranelor și ajută la depanarea precisă a potențialelor probleme ale sistemului RO care implică cantitatea și calitatea apei produse de sistemul RO. Prin colectarea datelor de funcționare, normalizarea datelor și apoi tendința datelor normalizate în timp și compararea valorilor cu valorile de referință (calculată din valorile de pornire când membranele RO erau noi sau după ce au fost curățate sau înlocuite), se permite o acțiune proactivă pentru a remedia orice problemă înainte de apariția deteriorării ireversibile a membranelor RO.

Cele trei valori calculate utilizate pentru monitorizare și generarea de tendințe sunt:
• Debit de permeație normalizat (NPF)
• Respingere normalizată a sării (NSR)
• Diferența de presiune normalizată (NPD)

Debitul de permeație normalizat (NPF)

FNP măsoară cantitatea de apă permeabilă produsă de osmoza inversă. Dacă FNP scade cu 10% până la 15% sub valoarea de referință (valoarea FNP indicată la pornire cu membrane noi sau când membranele au fost înlocuite sau curățate), atunci aceasta indică murdărirea sau depunerile de depunere a membranei osmotice, iar membranele osmotice trebuie curățate.

Dacă factorul de putere netă (NPF) crește, atunci aceasta implică o deteriorare a membranei RO. Deteriorarea poate fi cauzată de un atac chimic (de la o Oxidant precum clorul) pe membrană sau o problemă mecanică (cum ar fi o defecțiune a inelului O).

Timp-768x43272q

Cum se calculează debitul normalizat de permeație (NPF)

Formula pentru calcularea debitului normalizat de permeație (NPF) este:

NPF = Debit de permeație x (aNDP/aNDP de bază) x (TCF/TCF de bază)

Unde:

TDS al alimentării = Conductivitatea alimentării/2
Factor de concentrat = (Debit de permeație + Debit de concentrat) / Debit de concentrat
TDS concentrat = TDS de alimentare x factor de concentrat
Presiunea netă medie de acționare (aNDP) = (((Presiunea de alimentare + Presiunea concentratului)/2) – ((TDS alimentare – TDS concentrat)/200)) – Presiunea permeatului
Temperatura de alimentare C = (5/9) x (Temperatura de alimentare – 32)
TCF (Factor de corecție a temperaturii) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+Temperatura de alimentare °C))))

Respingerea normalizată a sării (NSR)

NSR indică cât de bine membrana RO respinge sărurile (contaminanții) și, prin urmare, afectează calitatea apei permeate. Dacă NSR scade, atunci volumul de săruri care trec prin membrana RO crește, creând un permeatul de calitate inferioară. O scădere a NSR poate indica murdărirea, depunerile de incrustații sau degradarea membranei RO. O membrană RO performantă ar trebui să ofere o respingere de 97% până la 99%. O membrană este considerată „proastă” atunci când respingerea RO scade la 90% sau mai puțin. O durată normală de funcționare a RO prezintă o scădere constantă a NSR în timpul utilizării continue. Membranele RO durează de obicei câțiva ani înainte de a necesita înlocuire, iar o scădere constantă a NSR este un semn normal al unei membrane îmbătrânite. Un regim adecvat de curățare a membranei RO poate ajuta la îmbunătățirea NSR.

NSR poate fi util pentru identificarea problemelor legate de bioincrustare. Atunci când bioincrustarea este o problemă, adesea NSR va crește, iar NPF va scădea. Acest lucru se datorează faptului că bioincrustantul va sigila de fapt micile imperfecțiuni din membrana RO, crescând astfel respingerea sărurilor. În timp, stratul de bioincrustant îmbătrânește și începe să se deterioreze, iar substanțele chimice precum CO2, metanul și/sau substanțele organice...
acizii încep să difuzeze prin membrană, afectând calitatea apei permeabile (o respingere mai mică a sării, rezultând un NSR mai mic).

Cum se calculează respingerea normalizată a sării (NSR)

Formula pentru calcularea Respingerii Normalizate a Vânzării (NSR) este:

NSR = 100 ((Pasaj de sare x (Debit de permeație/Debit de permeație de bază) x TCF) x 100)

Unde:

TDS al permeatului = Conductivitatea permeatului x 0,67
TDS al alimentării = Conductivitatea alimentării / 2
Respingere de sare = 1 – (TDS permeat / TDS alimentare)
Pasaj cu sare = 1 – Respingerea sării
Temperatura de alimentare C = (5/9) x (Temperatura de alimentare – 32)
Factor de corecție a temperaturii (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273 + temperatura de alimentare C))))

Factorul de corecție a temperaturii (TCF) explicat

Temperatura apei este unul dintre factorii cheie în performanța membranelor de osmoză inversă. Producătorii de membrane oferă factori de corecție a temperaturii pentru temperaturile de funcționare date, care pot varia în funcție de producător și pot fi calculați în moduri diferite. Metoda ASTM, așa cum se arată mai sus atât în calculele NPF, cât și în cele NSR, cu coeficientul membranei de 2640 este utilizată în scopul nostru de a găsi variațiile RO. Coeficientul membranei de 2640 este utilizat deoarece majoritatea membranelor noastre se vor conforma acestui număr, iar efectul utilizării unui coeficient specific pentru fiecare membrană asupra calculelor este neglijabil.

Diferența de presiune normalizată (NPD)

NPD-ul ne spune cât de curat este distanțierul de alimentare cu apă de pe membrană. Acești distanțieri au o grosime de doar aproximativ 30 de miimi de inch și sunt extrem de susceptibili la colmatare. Pe măsură ce are loc colmatarea, rezistența la curgere crește, iar dopajul crește.

NPD va începe să crească în timp din cauza murdăririi și depunerilor de calcar. Membranele RO trebuie curățate atunci când DPD crește cu 15% până la 25% peste valoarea de referință. NPD și NPF trebuie monitorizate împreună pentru a determina când trebuie curățate membranele RO. Adesea, NPF va scădea, iar NPD va rămâne neschimbat. Acest lucru se datorează pur și simplu faptului că problemele de murdărire/depunere de calcar nu au astupat încă distanțierele cu apă de alimentare. În timp, NPD va crește odată cu scăderea NPF. O scădere a NPD se datorează de obicei instrumentației defecte sau greșelilor făcute în timpul colectării datelor.

Dacă NPD-ul poate fi măsurat pentru fiecare etapă a unui RO, de obicei se pot identifica probleme între murdărire și depunere de calcar pe baza locației căderii de presiune crescute. O creștere a NPD-ului în etapa frontală a unui RO indică o problemă de murdărire, iar o creștere a NPD-ului în a doua etapă indică depunere de calcar.