Kaj je zbiranje in normalizacija podatkov reverzne osmoze?

Vsi ti obratovalni pogoji neposredno vplivajo na kakovost in količino permeata, ki ga lahko proizvedejo RO membrane. Ker pa se ti obratovalni pogoji nenehno spreminjajo, je nemogoče primerjati opazovano delovanje določenih parametrov na eni točki in jih primerjati z drugo točko pri različnih obratovalnih pogojih. Spreminjajoči se dejavniki, kot so temperatura, kakovost dovodne vode, pretok permeata in izkoristek sistema, vplivajo na delovanje membrane.

Normalizacija podatkov RO uporabniku omogoča primerjavo delovanja membrane RO z določenim standardom, ki ni odvisen od spreminjajočih se obratovalnih pogojev. Normalizirani podatki bodo merili neposredno stanje membrane RO in prikazali dejansko delovanje in stanje membrane RO.

Podatki, ki niso normalizirani, so lahko zavajajoči, saj lahko toliko spremenljivk povzroči spremembe, ki se morda zdijo težavne, čeprav v resnici niso. Temperatura dovodne vode je najbolj opazen dejavnik, ki vpliva na RO sistem zmogljivost. Splošno pravilo je oceniti 1,5-odstotno spremembo pretoka permeata na spremembo stopinje Fahrenheita (F⁰).

Interpretacija podatkov

Upravljavca RO navsezadnje skrbita dva rezultata: kakovost in količina proizvedene vode. Kot je bilo že omenjeno, na ta dva dejavnika lahko vpliva več spremenljivk, kot so tlak napajalne vode, okrevanje sistema in spremembe kakovosti napajalne vode, če naštejemo le nekatere.

Glede na Reverzna osmoza Z zbiranjem in normalizacijo podatkov (RO) so izračunane tri vrednosti, ki pomagajo dobiti boljšo sliko dejanskega delovanja membrane in natančno odpraviti morebitne težave sistema RO, ki vključujejo količino in kakovost vode, ki jo proizvaja sistem RO. Z zbiranjem obratovalnih podatkov, normalizacijo podatkov in nato spremljanjem trenda normaliziranih podatkov skozi čas ter primerjavo vrednosti z izhodiščem (izračunanim iz zagonskih vrednosti, ko so bile membrane RO nove ali po čiščenju ali zamenjavi) je mogoče proaktivno ukrepati za odpravljanje morebitnih težav, preden pride do nepopravljive škode na membranah RO.

Tri izračunane vrednosti, ki se uporabljajo za spremljanje in trend, so:
• Normaliziran pretok permeata (NPF)
• Normalizirana zavrnitev soli (NSR)
• Normalizirana tlačna razlika (NPD)

Normalizirani pretok permeata (NPF)

NPF meri količino permeata, ki ga proizvaja RO. Če NPF pade za 10 % do 15 % pod osnovno vrednost (odčitek NPF ob zagonu z novimi membranami ali ko so bile membrane zamenjane ali očiščene), to kaže na onesnaženje ali nastanek vodnega kamna na membrani RO in je treba membrane RO očistiti.

Če se NPF poveča, to pomeni, da je membrana RO poškodovana. Poškodbo lahko povzroči kemični napad (iz Oksidacijsko sredstvo (npr. klor) na membrani ali mehanska težava (npr. okvara O-tesnila).

Kako se izračuna normalizirani pretok permeata (NPF)

Formula za izračun normaliziranega pretoka permeata (NPF) je:

• NPF = pretok permeata x (izhodiščni aNDP/aNDP) x (izhodiščni TCF/TCF)

Kje:

• TDS dovoda = prevodnost dovoda/2
• Faktor koncentrata = (pretok permeata + pretok koncentrata) / pretok koncentrata
• TDS koncentrata = TDS krme x faktor koncentrata
• Povprečni neto pogonski tlak (aNDP) = (((tlak dovoda + tlak koncentrata)/2) – ((TDS dovoda – TDS koncentrata)/200)) – tlak permeata
• Temperatura dovoda C = (5/9) x (Temperatura dovoda – 32)
• TCF (korekcijski faktor temperature) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273 + temperatura dovoda C))))

Normalizirana zavrnitev soli (NSR)

NSR kaže, kako dobro RO membrana zavrača soli (onesnaževalce) in s tem vpliva na kakovost permeata. Če se NSR zmanjša, se količina soli, ki gredo skozi RO membrano, poveča, kar povzroči nižjo kakovost permeata. Zmanjšanje NSR lahko kaže na obraščanje, nabiranje vodnega kamna ali degradacijo RO membrane. Dobro delujoča RO membrana bi morala zagotavljati od 97 % do 99 % zavrnitve. Membrana velja za "slabo", ko zavrnitev RO pade na 90 % ali manj. Normalno delovanje RO zaznamuje stalen upad NSR med neprekinjeno uporabo. RO membrane običajno zdržijo več let, preden jih je treba zamenjati, stalen upad NSR pa je normalen znak staranja membrane. Pravilen režim čiščenja RO membrane lahko pomaga izboljšati NSR.

NSR je lahko koristen pri prepoznavanju težav z biološkim obraščanjem. Ko gre za zaskrbljenost zaradi biološkega obraščanja, se NSR pogosto poveča, NPF pa zmanjša. To je zato, ker biološko obraščanje dejansko zatesni majhne nepravilnosti v membrani RO in s tem poveča zavračanje soli. Sčasoma se plast biološkega obraščanja stara in začne odmirati, kemikalije, kot so CO2, metan in/ali organske snovi, pa lahko povzročijo težave.
kisline začnejo difundirati skozi membrano, kar vpliva na kakovost permeatne vode (manjše zavračanje soli, kar ima za posledico nižji NSR).

Kako se izračuna normalizirana zavrnitev soli (NSR)

Formula za izračun normalizirane zavrnitve prodaje (NSR) je:

• NSR = 100 ((prehod soli x (pretok permeata/osnovni pretok permeata) x TCF) x 100)

Kje:

• TDS permeata = prevodnost permeata x 0,67
• TDS dovoda = prevodnost dovoda / 2
• Zavrnitev soli = 1 – (TDS permeata / TDS dovoda)
• Prehod soli = 1 – Zavrnitev soli
• Temperatura dovoda C = (5/9) x (Temperatura dovoda – 32)
• Korekcijski faktor temperature (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273 + temperatura dovoda C))))

Razlaga faktorja korekcije temperature (TCF)

Temperatura vode je eden ključnih dejavnikov delovanja membran za reverzno osmozo. Proizvajalci membran zagotavljajo korekcijske faktorje temperature za dane obratovalne temperature, ki se lahko razlikujejo glede na proizvajalca in jih je mogoče izračunati na različne načine. Za iskanje odstopanj RO uporabljamo metodo ASTM, kot je prikazano zgoraj v izračunih NPF in NSR, z membranskim koeficientom 2640. Membranski koeficient 2640 uporabljamo, ker večina naših membran ustreza tej številki, vpliv uporabe specifičnega koeficienta za vsako membrano na izračune pa je zanemarljiv.

Normalizirana tlačna razlika (NPD)

NPD nam pove, kako čist je distančnik napajalne vode na membrani. Ti distančniki so debeli le približno 30 tisočink palca in so izjemno dovzetni za zamašitev. Ko pride do zamašitve, se poveča upor pretoka in poveča se tlak.

NPD se bo sčasoma začel povečevati zaradi obraščanja in vodnega kamna. Membrane RO je treba očistiti, ko se DPD poveča za 15 % do 25 % nad osnovno vrednostjo. NPD in NPF je treba spremljati skupaj, da se ugotovi, kdaj je treba očistiti membrane RO. Pogosto se bo NPF zmanjšal, NPD pa bo ostal nespremenjen. To je preprosto zato, ker težave z obraščanjem/vodnim kamnom še niso zamašile distančnikov dovodne vode. Sčasoma se bo NPD povečal skupaj s padcem NPF. Zmanjšanje NPD je običajno posledica napačne instrumentacije ali napak, storjenih med zbiranjem podatkov.

Če je mogoče izmeriti NPD za vsako stopnjo RO, je običajno mogoče prepoznati težave med obraščanjem in nabiranjem vodnega kamna na podlagi lokacije povečanega padca tlaka. Povečanje NPD v sprednji stopnji RO kaže na težavo z obraščanjem, povečanje NPD v drugi stopnji pa kaže na nabiranje vodnega kamna.

Kako se izračuna normalizirana tlačna razlika (NPD)

Formula za izračun normaliziranega tlačnega diferenciala (NPD) je:

• NPD = Padec tlaka x (Osnovni povprečni pretok / Povprečni pretok)

Kje:

• Padec tlaka = tlak dovoda – tlak koncentrata
• Povprečni pretok = (pretok permeata + pretok koncentrata)/2