Що таке збір та нормалізація даних зворотного осмосу?

Усі ці умови експлуатації безпосередньо впливають на якість та кількість пермеату, який можуть виробляти мембрани зворотного осмосу. Однак, оскільки ці умови експлуатації постійно змінюються, неможливо порівняти спостережувані показники певних параметрів в одній точці та порівняти їх з іншою точкою за різних умов експлуатації. Змінні фактори, такі як температура, якість живильної води, потік пермеату та відновлення системи, впливають на роботу мембран.

Нормалізація даних RO дозволяє користувачеві порівнювати продуктивність мембрани RO із встановленим стандартом, який не залежить від зміни умов експлуатації. Нормалізовані дані вимірюватимуть безпосередній стан мембрани RO та показуватимуть справжню продуктивність та стан мембрани RO.

Дані, які не нормалізовані, можуть вводити в оману, оскільки дуже багато змінних можуть спричиняти зміни, які можуть здаватися проблемами, хоча насправді ними не є. Температура живильної води є найбільш помітним фактором, що впливає система зворотного осмосу продуктивність. Загальне емпіричне правило полягає в тому, щоб оцінити зміну потоку пермеату на 1,5% на кожні зміни температури за шкалою Фаренгейта (F⁰).

Інтерпретація даних

Оператора RO зрештою турбують два результати: якість і кількість води, що виробляється. Як згадувалося вище, на ці два фактори може впливати низка змінних, таких як тиск живильної води, відновлення системи та зміни якості живильної води, серед іншого.

Щодо Зворотний осмос Збір та нормалізація даних (RO) дозволяють отримати краще уявлення про справжню продуктивність мембран та точно усунути потенційні проблеми системи RO, пов'язані з кількістю та якістю води, що виробляється системою RO. Збір експлуатаційних даних, нормалізація даних, а потім відстеження тенденцій нормалізованих даних з часом та порівняння значень з базовим рівнем (розрахованим на основі початкових значень, коли мембрани RO були новими або після їх очищення чи заміни) дозволяє вживати проактивних заходів для вирішення будь-яких проблем, перш ніж відбудеться незворотне пошкодження мембран RO.

Три розрахункові значення, що використовуються для моніторингу та відображення тенденцій:
• Нормалізований потік пермеату (НПФ)
• Нормалізоване відторгнення солі (NSR)
• Нормалізований перепад тиску (НПТ)

Нормалізований потік пермеату (НПФ)

Показник NPF вимірює кількість пермеату, який виробляє RO. Якщо показник NPF падає на 10-15% нижче базового значення (показник NPF під час запуску з новими мембранами або під час заміни чи очищення мембран), це вказує на забруднення або утворення накипу на мембрані RO, і мембрани RO слід очистити.

Якщо NPF збільшується, це означає пошкодження мембрани RO. Пошкодження може бути спричинене хімічним впливом (від Окислювач (наприклад, хлор) на мембрані або механічна проблема (наприклад, поломка кільця ущільнювача).

Як розраховується нормалізований потік пермеату (NPF)

Формула для розрахунку нормалізованого потоку пермеату (NPF):

• НПФ = Потік пермеату x (Базовий aNDP/aNDP) x (Базовий TCF/TCF)

Де:

• TDS подачі = Провідність подачі/2
• Коефіцієнт концентрації = (Потік пермеату + Потік концентрату) / Потік концентрату
• TDS концентрату = TDS корму x Коефіцієнт концентрату
• Середній чистий тиск рушійної сили (aNDP) = (((Тиск подачі + Тиск концентрату)/2) – ((TDS подачі – TDS концентрату)/200)) – Тиск пермеату
• Температура подачі C = (5/9) x (Температура подачі – 32)
• TCF (Коефіцієнт корекції температури) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273 + температура подачі C))))

Нормалізоване відторгнення солі (NSR)

Показник NSR (число, необхідне для очищення ґрунту) вказує на те, наскільки добре мембрана RO відштовхує солі (забруднювачі), і таким чином впливає на якість пермеату. Якщо показник NSR зменшується, то об'єм солей, що проходять через мембрану RO, збільшується, що призводить до зниження якості пермеату. Зниження показника NSR може свідчити про забруднення, утворення накипу або деградацію мембрани RO. Добре працююча мембрана RO повинна забезпечувати від 97% до 99% відсіювання. Мембрана вважається «поганою», коли відсіювання RO падає до 90% або менше. Нормальний період роботи RO характеризується стабільним зниженням показника NSR під час безперервного використання. Мембрани RO зазвичай служать кілька років, перш ніж їх потрібно замінити, і стабільне зниження показника NSR є нормальною ознакою старіння мембрани. Правильний режим очищення мембрани RO може допомогти покращити показник NSR.

NSR може бути корисним для виявлення проблем біообрастання. Коли біообрастання викликає занепокоєння, NSR часто збільшується, а NPF зменшується. Це пояснюється тим, що біообростання фактично герметизує невеликі дефекти в мембрані RO, тим самим збільшуючи відторгнення солей. З часом шар біообростання старіє та починає відмирати, а хімічні речовини, такі як CO2, метан та/або органічні речовини, потрапляють у
Кислоти починають дифундувати через мембрану, впливаючи на якість пермеату (менше відторгнення солей, що призводить до зниження NSR).

Як розраховується нормалізоване відторгнення солі (NSR)

Формула для розрахунку нормалізованого відхилення продажу (NSR):

• NSR = 100 ((Прохід солі x (Потік пермеату/Базовий потік пермеату) x TCF) x 100)

Де:

• TDS пермеату = Провідність пермеату x 0,67
• TDS подачі = Провідність подачі / 2
• Відхилення солі = 1 – (TDS пермеату / TDS корму)
• Проходження солі = 1 – Відторгнення солі
• Температура подачі C = (5/9) x (Температура подачі – 32)
• Коефіцієнт корекції температури (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273 + температура подачі C))))

Пояснення коефіцієнта корекції температури (TCF)

Температура води є одним з ключових факторів, що впливають на продуктивність мембран зворотного осмосу. Виробники мембран надають коефіцієнти корекції температури для заданих робочих температур, які можуть відрізнятися залежно від виробника та розраховуватися різними способами. Для визначення відхилень зворотного осмосу використовується метод ASTM, як показано вище в розрахунках NPF та NSR, з коефіцієнтом мембрани 2640. Коефіцієнт мембрани 2640 використовується, оскільки більшість наших мембран відповідають цьому числу, і вплив використання специфічного коефіцієнта для кожної мембрани на розрахунки є незначним.

Нормалізований перепад тиску (НПТ)

NPD показує, наскільки чистою є прокладка живильної води на мембрані. Ці прокладки мають товщину лише близько 30 тисячних дюйма та надзвичайно схильні до засмічення. У міру засмічення опір потоку збільшується, а також збільшується перепад тиску.

З часом NPD (фактор забруднення/утворення накипу) почне збільшуватися через забруднення та утворення накипу. Мембрани RO слід очищувати, коли DPD (фактор забруднення/утворення накипу) зростає на 15-25% вище базового значення. NPD та NPF слід контролювати разом, щоб визначити, коли слід очищувати мембрани RO. Часто NPF зменшується, а NPD залишається незмінним. Це пояснюється тим, що проблеми із забрудненням/утворенням накипу ще не встигли усунути проблеми з подачею води. З часом NPD зростатиме разом зі зниженням NPF. Зниження NPD зазвичай пов'язане з несправними приладами або помилками, допущеними під час збору даних.

Якщо NPD можна виміряти для кожного ступеня RO, зазвичай проблеми між забрудненням та утворенням накипу можна виявити на основі місця збільшення перепаду тиску. Збільшення NPD на передньому ступені RO вказує на проблему забруднення, а збільшення NPD на другому ступені вказує на утворення накипу.

Як розраховується нормалізований перепад тиску (НПТ)

Формула для розрахунку нормалізованого перепаду тиску (НПТ):

• NPD = Падіння тиску x (Середня базова витрата / Середня витрата)

Де:

• Падіння тиску = Тиск подачі – Тиск концентрату
• Середній потік = (потік пермеату + потік концентрату)/2