Szybkość wykorzystania systemu odwróconej osmozy jest ogólnie określana na podstawie wydajności modułów błony i doświadczenia operacyjnego. Wskaźnik wykorzystania można ogólnie wyrazić w następujący sposób:
Systemy RO na pierwszym etapie: W przypadku systemów małych i średnich (mniej niż sześć modułów membranowych) wskaźnik wykorzystania wynosi od 50% do 75%.
Systemy RO w pierwszym etapie: W przypadku systemów dużych i średnich wskaźnik wykorzystania wynosi 75%.
Systemy RO w drugim etapie: Wskaźnik wykorzystania wynosi powyżej 85%.
I. Krótki przegląd szybkości wykorzystania, współczynnika ekstrakcji i współczynnika polaryzacji elektrody
Wzór obliczania wskaźnika wykorzystania:
R=(fp / ff) × 100%
W tym wzorze FF reprezentuje napływ wody do membrany RO (system) (jednostka: metry/godzina).
FP - szybkość wytwarzania wody w membranie odwrotnej RO (RO) (system) (metry/godzinę)
R - Wskaźnik wykorzystania membrany odwrotnej (RO) (RO) (system)
Formuła obliczania współczynnika ekstrakcji:
Cf=1 ÷ (1 - r)
CF w wzorze reprezentuje współczynnik ekstrakcji.
R - Wskaźnik wykorzystania membrany odwrotnej Osmozy RO (RO) (system).
Współczynnik polaryzacji stężenia
(dla jednoetapowego RO) powinien być mniejszy lub równy 1,2; (dla dwustopniowego RO) powinno być mniejsze lub równe 1,4.
Uwaga: Maksymalna szybkość wykorzystania pojedynczego modułu membranowego RO w tradycyjnym systemie RO wynosi 15%, podczas gdy maksymalna wskaźnik wykorzystania wynosi 15% * 1.2=18%. W rozwoju systemu RO 15% jest zwykle używane jako standard projektowania, a alarm zostanie wydany, gdy wartość ta zostanie przekroczona.
W przypadku małych systemów RO z mniej niż sześcioma modułami membranowymi powyższe limity szybkości maksymalnej wykorzystania można złagodzić.
Ii. Jakie czynniki wpływają na wykorzystanie systemu RO?
Czynniki wpływające na wykorzystanie systemu RO można podzielić na cztery główne komponenty: oszczędnie rozpuszczalne skalowanie soli, polaryzacja elektrody, prędkość przepływu solanki na końcowym linii i zrównoważony strumień błony. Odpowiednie czynniki dla każdego komponentu są następujące:
Struktura oszczędnie rozpuszczalnych soli jest związana z źródłem jakości wody i jej szybkości recyklingu.
Polaryzacja elektrody odnosi się do wzrostu stężenia soli po stronie solanki powierzchni modułu membranowego.
Wyjście solanki komponentu na końcu linii musi być wystarczające, aby skutecznie spuścić solankę ze zwiększoną zawartością soli i zmniejszyć ryzyko skalowania po stronie solanki.
Strumień membranowy: Zrównoważony strumień membrany zapewnia równomierną wydajność wśród przednich i tylnych modułów, zapobiegając występowaniu nadmiernego wykorzystania lub strumienia w jednym module.
Połączone efekty ①, ② i ③ występują po stronie solanki modułu końcowego (moduł końcowy), gdzie największe jest ryzyko oszczędnie rozpuszczalnego skalowania soli. Stała produktu rozpuszczalności (KSP) dla oszczędnie rozpuszczalnych soli jest równa pierwiastkowi kwadratowe źródłowego współczynnika ekstrakcji wody pomnożonej przez współczynnik polaryzacji elektrody (dla oszczędnie rozpuszczalnych soli typu AB, A²B i AB² są kostki). Biorąc 75% wapiennego wykorzystania wodorowęglanu wapnia jako przykład, współczynnik ekstrakcji jest obliczany jako 1/(1-0,75) =4, a współczynnik polaryzacji elektrody wynosi 1,2, co powoduje CF* =4.8, a KSP wynosi 23,04 razy wodę źródłową (zasilanie wody) KSp.
Biorąc pod uwagę, że ② można rozwiązać poprzez krótkoterminowe czyszczenie niskiego napięcia, a ③ i ④ można dostosować poprzez skuteczne wyrównanie modułu membranowego, w typowym systemie, ogólna szybkość wykorzystania RO ma przede wszystkim problem nierozpuszczalnego zanieczyszczenia soli. Jego ograniczeniem jest połączone efekty ①, ② i ③, podczas gdy ostateczna wartość zależy wyłącznie od wydajności ekstrakcji systemu. W tym przykładzie maksimum wynosi około 23,04 razy, a minimum jest 16 razy.
Zakładając, że moduły błonowe systemu są wyrównane przy nasyceniu, głównym czynnikiem wpływającym na szybkość odzysku jest jakość wody źródłowej, w szczególności akumulacja krzemian wapnia i aluminium. Wapń występuje przede wszystkim w postaci węglanu wapnia i wodorowęglanu wapnia. Akumulacja wodorowęglanu wapnia zwykle odgrywa decydującą rolę, gdy stężenie siarczanu znacznie przekraczają pH (powszechne występowanie w ściekach węglowych i chemicznych). W przeciwnym razie dominuje akumulacja wodorowęglanu wapnia. Na akumulację glinokrzemianową ma znaczący wpływ inhibitory temperatury, skali i korozji i ogólnie nie wpływa znacząco na maksymalne wykorzystanie systemu (z wyjątkiem źródeł wody bogatych w chlorek magnezu).
Poniżej znajduje się tabela pokazująca wpływ akumulacji nierozpuszczalnej skali soli na limity wykorzystania w różnych wodach źródłowych, uzyskane na podstawie czysty matematycznych (LSI i KSP). (Biorąc pod uwagę skutki polaryzacji elektrody, faktyczne limity wykorzystania mogą być nieco wyższe niż wartości w tabeli.)
Z powyższej tabeli jasne jest, że w wielu przypadkach akumulacja węglanu wapnia jest głównym czynnikiem ograniczającym wykorzystanie systemu. Aluminianowe opady stają się istotne tylko w warunkach niższych temperatur i wyższej zawartości chlorków magnezu, aw tych warunkach znaczącą rolę odgrywa również skuteczność skali i inhibitorów korozji. Dlatego, jeśli sprzęt do zmiękczania wody nie jest używany podczas przetwarzania danych, osiągnięcie pełnego wskaźnika wykorzystania 75% jest trudne (nawet przy dodaniu skali i inhibitorów korozji). Jednak gdy sprzęt do zmiękczania wody jest odpowiednio skonfigurowany (Ca 2+ <0,03 mmol/l), ryzyko akumulacji wapnia jest znacznie zmniejszone, a pełna limit szybkości wykorzystania ogólnie przekracza 75%.
Iii. Wnioski i zalecenia (pierwotna odwrotna osmoza)
A. Małe i średnie systemy odwróconej osmozy (mniej niż sześć modułów membranowych, ze wykorzystaniem znacząco ograniczonym przez architekturę systemu):
Zaleca się dobre źródło wody (takie jak woda pitna): zaleca się szybkość wykorzystania 60-66,7% (z współczynnikiem ekstrakcji między 2,5 a 3). W razie potrzeby można dodać sprzęt zmiękczania i przeciwdziałania.
W przypadku słabej jakości źródła wody (takiej jak woda z recyklingu i wypełniacze węglowe żelaza) zaleca się częstość wykorzystania 50–60%. W przypadku zainstalowania sprzętu zmiękczania i anty-skalowania szybkość wykorzystania można zwiększyć do 60-66,7%.
B. Małe i średnie systemy RO (z modułami membranowymi od 6 do 20, wykorzystanie jest nieco ograniczone przez system):
W przypadku wysokiej jakości wody źródłowej (np. Woda pitna): zaleca się wskaźnik wykorzystania 66,7% -75% (z współczynnikiem ekstrakcji 3-4). W razie potrzeby można dodać sprzęt do zmiękczenia i hamowania skali.
W przypadku wody źródłowej niskiej jakości (np. Woda z recyklingu i wypełniacze węglowe żelaza): zaleca się wskaźnik wykorzystania 60–75%, a sprzęt do zmiękczenia i hamowania skali.
C. Małe i większe systemy RO (z 20 lub więcej modułami membranowymi, wykorzystanie na ogół nie jest ograniczone przez system, chyba że istnieją ograniczenia miejsca).
W przypadku wysokiej jakości wody źródłowej (np. Woda pitna): zaleca się szybkość wykorzystania 75% (z współczynnikiem ekstrakcji 4) oraz wymagane jest sprzęt do zmiękczenia i hamowania skali.
W przypadku wody źródłowej niskiej jakości (np. Woda z recyklingu i wypełniacze węglowe żelaza) zaleca się wskaźnik wykorzystania 60% -75%, a sprzęt do zmiękczenia i hamowania skali.
