Ano ang Reverse Osmosis Data Collection at Normalization？

2024-07-20

Reverse Osmosis (RO) Ang pangongolekta at normalisasyon ng data ay mahalaga sa pagtatasa ng mga kondisyon ng lamad at pagtugon sa mga potensyal na problema bago sila maging seryoso. Ang pag-normalize ng mga salik ng data gamit ang mga panlabas na elemento na nakakaapekto sa pagganap ng lamad ay nagbibigay-daan sa mga paghahambing ng mansanas-sa-mansanas kapag sinusuri ang data ng pagganap.Ang normalized na data ng performance ng RO ay inihahambing sa isang naitatag na baseline, tulad ng kapag ang mga lamad ay bago, pinalitan, o nalinis.

Kinokolekta ang sumusunod na raw data upang matukoy ang kalusugan ng RO membrane:
1. Temp ng Feed (F⁰)
2. Permeate Flow (GPM)
3. Concentrate Flow (GPM)
4. Presyon ng Feed (PSI)
5. Permeate Pressure (PSI)
6. Feed Conductivity
7. Permeate Conductivity

Ang lahat ng mga kundisyong ito sa pagpapatakbo ay direktang nakakaapekto sa kalidad at dami ng tumatagos na tubig na maaaring gawin ng mga lamad ng RO. Gayunpaman, dahil ang mga kondisyon ng pagpapatakbo na ito ay patuloy na nagbabago, imposibleng ihambing ang naobserbahang pagganap ng ilang mga parameter sa isang punto at ihambing ang mga ito sa isa pang punto sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng operating. Ang pagbabago ng mga salik, gaya ng temperatura, kalidad ng tubig ng feed, daloy ng permeate, at pagbawi ng system ay lahat ay nakakaapekto sa pagganap ng lamad.

Ang pag-normalize ng data ng RO ay nagbibigay-daan sa gumagamit na ihambing ang pagganap ng RO membrane sa isang set na pamantayan na hindi nakadepende sa pagbabago ng mga kondisyon ng operating. Susukatin ng normalized na data ang direktang kondisyon ng RO membrane at ipapakita ang tunay na performance at kalusugan ng RO membrane.

Dubbel_pass_RO-1-scaledr06

Reverse Osmosis Desalination Equipment

Ang data na hindi na-normalize ay maaaring mapanlinlang, dahil napakaraming mga variable ang maaaring magdulot ng mga pagbabago na maaaring mukhang mga problema kapag, sa katunayan, ang mga ito ay hindi. Ang temperatura ng tubig ng feed ay ang pinaka-kapansin-pansing kondisyon na nakakaapekto ro sistema pagganap. Ang pangkalahatang tuntunin ng thumb ay upang tantyahin ang isang 1.5% na pagbabago sa daloy ng permeate sa bawat degree na pagbabago ng Fahrenheit (F⁰).

Halimbawa, kung ang isang RO ay gumawa ng 50 GPM ng permeate kapag ang feed water ay 60 F⁰ at pagkatapos ay ang feed water temperature ay bumaba ng 5 F⁰, ang RO ay gagawa ng humigit-kumulang 46 GPM. Ang 4 GPM na pagbaba sa produkto ay ganap na normal sa pagbaba ng temperatura.

Interpretasyon ng Data

Ang operator ng RO sa huli ay nag-aalala tungkol sa dalawang resulta: ang kalidad at dami ng tubig na ginagawa. Gaya ng nabanggit sa itaas, ang dalawang salik na ito ay maaaring maimpluwensyahan ng ilang variable tulad ng feed water pressure, system recovery, at mga pagbabago sa kalidad ng feed water, upang pangalanan ang ilan.

Tungkol sa Reverse Osmosis (RO) na pangongolekta at normalisasyon ng data, mayroong tatlong kinakalkula na halaga na makakatulong na magbigay ng mas magandang larawan ng tunay na pagganap ng lamad at tumulong sa tumpak na pag-troubleshoot ng mga potensyal na problema sa RO system na kinasasangkutan ng dami at kalidad ng tubig na ginawa ng RO system. Sa pamamagitan ng pagkolekta ng operating data, pag-normalize ng data, at pagkatapos ay pagte-trend sa normalized na data sa paglipas ng panahon, at paghahambing ng mga value sa baseline (kinakalkula mula sa mga start-up na value noong bago ang mga RO membrane o pagkatapos na malinis o mapalitan ang mga ito) ay nagbibigay-daan sa aktibong pagkilos upang matugunan ang anumang mga problema bago mangyari ang hindi maibabalik na pinsala sa mga lamad ng RO.

Ang tatlong kinakalkula na halaga na ginamit upang subaybayan at trend ay:
• Normalized Permeate Flow (NPF)
• Normalized Salt Rejection (NSR)
• Normalized Pressure Differential (NPD)

Normalized Permeate Flow (NPF)

Sinusukat ng NPF ang dami ng permeate water na ginagawa ng RO. Kung ang NPF ay bumaba ng 10% hanggang 15% sa ibaba ng baseline na halaga (ang pagbabasa ng NPF sa pagsisimula ng mga bagong lamad o kapag ang mga lamad ay pinalitan o nilinis) pagkatapos ito ay nagpapahiwatig ng RO membrane fouling o scaling at ang mga RO membrane ay dapat linisin.

Kung tumaas ang NPF, nangangahulugan ito na mayroong pinsala sa lamad ng RO. Ang pinsala ay maaaring sanhi ng pag-atake ng kemikal (mula sa isang Oxidizer tulad ng chlorine) sa lamad o isang mekanikal na isyu (tulad ng pagkabigo sa O-ring).

Oras-768x43272q

Paano kinakalkula ang Normalized Permeate Flow (NPF).

Ang formula para kalkulahin ang Normalized Permeate Flow (NPF) ay:

NPF = Permeate Flow x (Baseline aNDP/aNDP) x (Baseline TCF/TCF)

saan:

Feed TDS = Feed Conductivity/2
Concentrate Factor = (Permeate Flow + Concentrate Flow) / Concentrate Flow
Concentrate TDS = Feed TDS x Concentrate Factor
Average na Net Driving Pressure (aNDP) = (((Feed Pressure + Concentrate Pressure)/2) – ((Feed TDS – Concentrate TDS)/200)) – Permeate Pressure
Temp ng Feed C = (5/9) x (Temp ng Feed – 32)
TCF (Temperature Correction Factor) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+Feed Temp C))))

Normalized Salt Rejection (NSR)

Isinasaad ng NSR kung gaano kahusay na tinatanggihan ng RO membrane ang mga asing-gamot (contaminants) at sa gayon ay nakakaapekto sa kalidad ng tubig na tumagos. Kung bumababa ang NSR, kung gayon ang dami ng mga asing-gamot na dumadaan sa lamad ng RO ay tataas na lumilikha ng mas mababang kalidad ng pagtagos. Ang pagbaba ng NSR ay maaaring magpahiwatig ng RO membrane fouling, scaling, o degradation. Ang isang mahusay na gumaganap na lamad ng RO ay dapat na nagbibigay ng 97% hanggang 99% na pagtanggi. Ang isang lamad ay itinuturing na "masama" kapag ang pagtanggi sa RO ay bumaba sa 90% o mas kaunti. Ang normal na tagal ng operasyon ng RO ay nagtatampok ng tuluy-tuloy na pagbaba ng NSR sa patuloy na paggamit. Ang mga lamad ng RO ay karaniwang tumatagal ng ilang taon bago sila nangangailangan ng kapalit at ang isang tuluy-tuloy na pagbaba sa NSR ay isang normal na tanda ng isang tumatandang lamad. Ang isang tamang RO membrane cleaning regiment ay maaaring makatulong na mapabuti ang NSR.

Maaaring makatulong ang NSR sa pagtukoy ng mga isyu sa biofouling. Kapag ang biofouling ay isang alalahanin, kadalasan ang NSR ay tataas at ang NPF ay bababa. Ito ay dahil ang biofoulant ay talagang magse-seal ng maliliit na imperpeksyon sa RO lamad at sa gayon ay madaragdagan ang pagtanggi ng mga asin. Sa paglipas ng panahon, tumatanda ang biofoulant layer at nagsisimulang mamatay at mga kemikal tulad ng CO2, methane, at/o organic
nagsisimulang kumalat ang mga acid sa lamad na nakakaapekto sa kalidad ng tubig na tumagos (mas kaunting pagtanggi ng asin na nagreresulta sa mas mababang NSR).

Paano Kinakalkula ang Normalized Salt Rejection (NSR).

Ang formula para kalkulahin ang Normalized Sale Rejection (NSR) ay:

NSR = 100 ((Salt Passage x (Permeate Flow/Baseline Permeate Flow) x TCF) x 100)

saan:

Permeate TDS = Permeate Conductivity x 0.67
Feed TDS = Feed Conductivity / 2
Pagtanggi sa Asin = 1 – (Permeate TDS / Feed TDS)
Daanan ng Asin = 1 – Pagtanggi sa Asin
Temp ng Feed C = (5/9) x (Temp ng Feed – 32)
Temperature Correction Factor (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ Feed Temp C))))

Ipinaliwanag ang Temperature Correction Factor (TCF).

Ang temperatura ng tubig ay isa sa mga pangunahing salik sa pagganap ng reverse osmosis membranes. Ang mga tagagawa ng lamad ay nagbibigay ng mga salik sa pagwawasto ng temperatura para sa mga ibinigay na temperatura ng pagpapatakbo, na maaaring mag-iba ayon sa tagagawa, at maaaring kalkulahin sa iba't ibang paraan. Ang pamamaraan ng ASTM, tulad ng ipinapakita sa itaas sa parehong mga kalkulasyon ng NPF at NSR, na may Membrane Coefficient na 2640 ay ginagamit para sa aming layunin ng paghahanap ng mga pagkakaiba-iba ng RO. Ang Membrane Coefficient ng 2640 ay ginagamit dahil ang karamihan sa aming mga lamad ay aayon sa numerong ito, at ang epekto ng paggamit ng isang partikular na koepisyent para sa bawat lamad sa mga kalkulasyon ay bale-wala.

Normalized Pressure Differential (NPD)

Sinasabi sa amin ng NPD kung gaano kalinis ang feed water spacer sa lamad, Ang mga spacer na ito ay nasa humigit-kumulang 30- thousandths ng isang pulgada ang kapal at lubhang madaling kapitan ng pagkakasaksak. Habang nangyayari ang plugging, tumataas ang resistensya sa daloy at tumataas ang pressure dop.

Magsisimulang tumaas ang NPD sa paglipas ng panahon dahil sa fouling at scaling. Ang mga lamad ng RO ay dapat linisin kapag ang DPD ay tumaas ng 15% hanggang 25% sa itaas ng baseline na halaga. Ang NPD at NPF ay dapat na subaybayan nang magkasama upang matukoy kung kailan dapat linisin ang mga lamad ng RO. Kadalasan ang NPF ay bababa, at ang NPD ay mananatiling hindi nagbabago. Ito ay dahil lamang ang mga isyu sa fouling/scaling ay hindi pa nakakabit sa mga feed water spacer. Sa kalaunan, tataas ang NPD kasabay ng pagbaba ng NPF. Ang pagbaba sa NPD ay kadalasang dahil sa maling instrumentation o mga pagkakamaling nagawa sa panahon ng pangongolekta ng data.

Kung masusukat ang NPD para sa bawat yugto ng isang RO, kadalasang matutukoy ang mga problema sa pagitan ng fouling at scaling batay sa lokasyon ng tumaas na pagbaba ng presyon. Ang pagtaas ng NPD sa harap na yugto ng isang RO ay nagpapahiwatig ng isyu ng fouling, at ang pagtaas ng NPD sa ikalawang yugto ay nagpapahiwatig ng pag-scale.