Udnyttelsesgraden for et omvendt osmosesystem bestemmes generelt baseret på ydelsen af membranmoduler og operationel oplevelse. Udnyttelsesgraden kan generelt udtrykkes som følger:
Første fase RO-systemer: For små og mellemstore systemer (færre end seks membranmoduler) indstilles udnyttelsesgraden til 50% til 75%.
Første fase RO-systemer: For store og mellemstore systemer indstilles udnyttelsesgraden til 75%.
RO-systemer i anden fase: Udnyttelsesgraden er indstillet til over 85%.
I. Kort oversigt over udnyttelseshastighed, ekstraktionsfaktor og elektrode -polarisationsfaktor
Beregning af beregning af brugsfrekvens:
R=(fp / ff) × 100%
I denne formel repræsenterer FF vandindstrømningen til RO -membranen (systemet) (enhed: meter/time).
FP - Vandproduktionshastighed for RO Reverse Osmosis (RO) Membran (System) (meter/time)
R - Udnyttelseshastighed for RO Reverse Osmosis (RO) Membran (System)
Ekstraktionsfaktorberegning Formula:
Jf.=1 ÷ (1 - r)
CF i formlen repræsenterer ekstraktionsfaktoren.
R - Udnyttelseshastighed for RO Reverse Osmosis (RO) Membran (system).
Koncentrationspolarisationsfaktor
(for en-trins RO) skal være mindre end eller lig med 1,2; (for to-trins RO) skal være mindre end eller lig med 1,4.
Bemærk: Den maksimale udnyttelsesgrad for et enkelt RO -membranmodul i et traditionelt RO -system er 15%, mens den maksimale udnyttelsesgrad er 15% * 1.2=18%. I RO -systemudvikling bruges 15% generelt som designstandard, og en alarm udstedes, når denne værdi overskrides.
For små RO -systemer med færre end seks membranmoduler kan de ovennævnte maksimale anvendelsesgrænser være afslappet.
Ii. Hvilke faktorer påvirker RO -systemudnyttelse?
Faktorer, der påvirker RO-systemudnyttelse, kan kategoriseres i fire hovedkomponenter: sparsomt opløselig saltskalering, elektrode-polarisering, saltvandsstrømningshastighed for slutkomponent og afbalanceret membranflux. De relevante faktorer for hver komponent er som følger:
Strukturen af sparsomt opløselige salte er relateret til kildevandskvaliteten og dens genanvendelseshastighed.
Elektrode -polarisering henviser til stigningen i saltkoncentration på saltvandssiden af membranmoduloverfladen.
Brineudgangen fra slutningskomponenten skal være tilstrækkelig til effektivt at dræne saltvand med øget saltindhold og reducere risikoen for skalering på saltvandssiden.
Membranflux: Afbalanceret membranflux sikrer ensartet effektivitet blandt for- og bagmodulerne, hvilket forhindrer overdreven anvendelse eller flux i at forekomme i et hvilket som helst modul.
De kombinerede effekter ①, ② og ③ forekommer på saltvandssiden af slut-af-linjemodulet (det endelige modul), hvor risikoen for sparsomt opløselig saltskalering er størst. Opløselighedsproduktkonstanten (KSP) for sparsomt opløselige salte er lig med kvadratroten af kildevandsekstraktionsfaktoren ganget med elektrode-polariseringsfaktoren (for AB-type sparsomt opløselige salte er A²B og AB² kuberet). Ved at tage en 75% calciumbicarbonatudnyttelseshastighed som eksempel beregnes ekstraktionsfaktoren som 1/(1-0,75) =4, og elektrode-polarisationsfaktoren er 1,2, hvilket resulterer i jf.*=4.8, og KSP er 23.04 gange kildevandet (vandforsyning og spild og WASTEWATOR) KSP.
I betragtning af at ② kan adresseres gennem kortvarig lavspændingsrensning, og ③ og ④ kan justeres gennem effektiv membranmoduljustering, i et typisk system påvirkes den samlede RO-udnyttelsesgrad primært af problemet med uopløselig saltforstyrrelse. Dens begrænsning er de kombinerede virkninger af ①, ② og ③, mens den ultimative værdi udelukkende bestemmes af systemets ekstraktionseffektivitet. I dette eksempel er det maksimale cirka 23.04 gange, og minimumet er 16 gange.
Hvis man antager, at systemets membranmoduler er justeret ved mætning, er den primære faktor, der påvirker gendannelseshastigheden, kildevandskvaliteten, især akkumulering af calcium og aluminiumsilicater. Calcium findes primært i form af calciumcarbonat og calciumbicarbonat. Calciumbicarbonatakkumulering spiller typisk en afgørende rolle, når sulfatkoncentrationer signifikant overstiger pH (en almindelig forekomst i kul og kemisk spildevand). Ellers dominerer calciumbicarbonatakkumulering. Aluminosilicatakkumulering påvirkes markant af temperatur og skala- og korrosionsinhibitorer og påvirker generelt ikke systemets maksimale anvendelse (undtagen i magnesiumchloridrige vandkilder).
Nedenfor er en tabel, der viser virkningen af uopløselig akkumulering af saltskala på udnyttelsesgrænser i forskellige kildevand, afledt baseret på rent matematiske beregninger (LSI og KSP). (Under hensyntagen til virkningerne af elektrode -polarisering kan de faktiske anvendelsesgrænser være lidt højere end værdierne i tabellen.)
Fra ovenstående tabel er det tydeligt, at calciumcarbonatopsamling i mange tilfælde er den primære faktorbegrænsende systemudnyttelse. Aluminosilicatudfældning bliver kun relevant under betingelser med lavere temperaturer og højere magnesiumchloridindhold, og under disse tilstande spiller effektiviteten af skala og korrosionsinhibitorer også en betydelig rolle. Derfor, hvis vandblødgøringsudstyr ikke bruges under forbehandling af data, er det vanskeligt at opnå en fuld udnyttelsesgrad på 75% (selv med tilsætning af skala- og korrosionsinhibitorer). Når vandblødgøringsudstyret er konfigureret korrekt (CA 2+ <0,03 mmol/L), reduceres risikoen for akkumulering af calciumskala signifikant, og grænsen for fuld udnyttelseshastighed overstiger generelt 75%.
III. Konklusioner og anbefalinger (primær omvendt osmosisystem)
A. Små og mellemstore omvendte osmosisystemer (færre end seks membranmoduler, med anvendelse markant begrænset af systemarkitekturen):
God kildevandskvalitet (såsom drikkevand): En udnyttelsesgrad på 60-66,7% (med en ekstraktionsfaktor mellem 2,5 og 3) anbefales. Om nødvendigt kan blødgørings- og anti-skaleringsudstyr tilsættes.
For svag kildevandskvalitet (såsom genanvendt vand og jern-carbon fyldstoffer) anbefales en udnyttelsesgrad på 50-60%. Hvis blødgørings- og anti-skaleringsudstyr er installeret, kan udnyttelsesgraden øges til 60-66,7%.
B. Små til mellemstore RO-systemer (med 6 til 20 membranmoduler er anvendelsen noget begrænset af systemet):
For kildevand af høj kvalitet (f.eks. Anbefales drikkevand): en udnyttelsesgrad på 66,7% -75% (med en ekstraktionsfaktor på 3-4). Blødgørings- og skalainhiberingsudstyr kan tilsættes om nødvendigt.
For kildevand af lav kvalitet (f.eks. Genanvendt vand og jern-carbonfyldere): en udnyttelseshastighed på 60-75% anbefales, og blødgørings- og skalainhiberingsudstyr er påkrævet.
C. Små til mellemstore og større RO-systemer (med 20 eller flere membranmoduler er anvendelsen generelt ikke begrænset af systemet, medmindre der er webstedsrestriktioner).
For kildevand af høj kvalitet (f.eks. Anbefales drikkevand): en udnyttelseshastighed på 75% (med en ekstraktionsfaktor på 4), og blødgørings- og skalainhiberingsudstyr kræves.
For kildevand af lav kvalitet (f.eks. Genanvendt vand og jern-carbon fyldstoffer) anbefales en udnyttelseshastighed på 60% -75%, og blødgørings- og skalainhiberingsudstyr kræves.