میزان بهبودی معقول برای یک سیستم اسمز معکوس چیست؟

میزان استفاده از یک سیستم اسمز معکوس به طور کلی بر اساس عملکرد ماژول های غشایی و تجربه عملیاتی تعیین می شود. نرخ استفاده به طور کلی می تواند به شرح زیر بیان شود:

سیستم های RO مرحله اول: برای سیستم های کوچک و متوسط (کمتر از شش ماژول غشایی) ، میزان استفاده از 50 ٪ تا 75 ٪ تعیین می شود.

سیستم های RO مرحله اول: برای سیستم های بزرگ و متوسط ، میزان استفاده در 75 ٪ تعیین شده است.

سیستم های RO مرحله دوم: نرخ استفاده بالاتر از 85 ٪ تعیین شده است.

I. نمای کلی از میزان استفاده ، فاکتور استخراج و فاکتور قطبش الکترود

فرمول محاسبه نرخ استفاده:

R=(fp / ff) × 100 ٪

در این فرمول ، FF نشان دهنده جریان آب به غشای RO (سیستم) (واحد: متر در ساعت) است.

FP - میزان تولید آب غشای RO REVERSE OSMOSS (RO) (سیستم) (متر در ساعت)

R - میزان استفاده از غشاء معکوس RO (RO) (سیستم)

فرمول محاسبه فاکتور استخراج:

cf=1 ÷ (1 - r)

CF در فرمول عامل استخراج را نشان می دهد.

R - میزان استفاده از غشای RO معکوس RO (RO) (سیستم).

عامل قطبش غلظت

(برای RO تک مرحله ای) باید کمتر از یا برابر با 1.2 باشد. (برای RO دو مرحله) باید کمتر از یا برابر با 1.4 باشد.

توجه: حداکثر میزان استفاده از یک ماژول غشایی RO در یک سیستم RO سنتی 15 ٪ است ، در حالی که حداکثر میزان استفاده 15 ٪ * 1.2=18 ٪ است. در توسعه سیستم RO ، 15 ٪ به طور کلی به عنوان استاندارد طراحی استفاده می شود و با فراتر از این مقدار ، زنگ خطر صادر می شود.

برای سیستم های RO کوچک با کمتر از شش ماژول غشایی ، حداکثر میزان میزان استفاده فوق می تواند آرام شود.

ii. چه عواملی بر استفاده از سیستم RO تأثیر می گذارد؟

عوامل مؤثر در استفاده از سیستم RO را می توان به چهار مؤلفه اصلی طبقه بندی کرد: مقیاس بندی نمک محلول در محلول ، قطبش الکترود ، سرعت جریان آب نمک قطعات انتهای خط و شار غشای متعادل. عوامل مربوطه برای هر مؤلفه به شرح زیر است:

ساختار نمکهای کم محلول مربوط به کیفیت آب منبع و میزان بازیافت آن است.

قطبش الکترود به افزایش غلظت نمک در سمت آب نمک سطح ماژول غشایی اشاره دارد.

خروجی آب نمک مؤلفه انتهای خط باید برای تخلیه موثر آب نمک با افزایش محتوای نمک و کاهش خطر مقیاس گذاری در سمت آب نمک کافی باشد.

شار غشاء: شار غشای متعادل باعث افزایش کارایی یکنواخت در بین ماژول های جلو و عقب می شود و از بروز بیش از حد یا شار در هر ماژول جلوگیری می کند.

اثرات ترکیبی ① ، ② و ③ در سمت آب نمک ماژول انتهای خط (ماژول نهایی) رخ می دهد ، که در آن خطر مقیاس بندی نمک محلول در محلول بیشترین است. ثابت محصول حلالیت (KSP) برای نمکهای کم محلول برابر با ریشه مربع فاکتور استخراج آب منبع است که توسط فاکتور قطبش الکترود ضرب شده است (برای نمک های کم محلول از نوع AB ، A²B و AB² مکعب می شوند). با در نظر گرفتن میزان استفاده از بی کربنات کلسیم 75 ٪ به عنوان نمونه ، فاکتور استخراج به صورت 1/(1-0.75)=4 محاسبه می شود ، و ضریب قطبش الکترود 1.2 است ، و در نتیجه KSP 23.04 برابر است.

با توجه به اینکه می توان از طریق تمیز کردن ولتاژ کم کوتاه مدت مورد توجه قرار گرفت ، و ③ و ④ از طریق تراز ماژول غشایی مؤثر قابل تنظیم هستند ، در یک سیستم معمولی ، میزان استفاده از RO در درجه اول تحت تأثیر مشکل رسوب نمک نامحلول قرار می گیرد. محدودیت آن اثرات ترکیبی از ① ، ② و ③ است ، در حالی که مقدار نهایی صرفاً توسط راندمان استخراج سیستم تعیین می شود. در این مثال ، حداکثر تقریباً 23.04 بار و حداقل 16 برابر است.

با فرض اینکه ماژول های غشای سیستم در هنگام اشباع تراز شده اند ، عامل اصلی مؤثر بر میزان بازیابی ، کیفیت آب منبع ، به ویژه تجمع سیلیکات کلسیم و آلومینیوم است. کلسیم در درجه اول به شکل کربنات کلسیم و بی کربنات کلسیم وجود دارد. تجمع بی کربنات کلسیم به طور معمول نقش تعیین کننده ای دارد که غلظت سولفات به طور قابل توجهی از pH فراتر رود (یک اتفاق شایع در فاضلاب زغال سنگ و شیمیایی). در غیر این صورت ، تجمع بی کربنات کلسیم غالب است. تجمع آلومینوسیلیکات به طور قابل توجهی تحت تأثیر دما و مقیاس و مهارکننده های خوردگی قرار دارد و به طور کلی بر حداکثر استفاده سیستم تأثیر نمی گذارد (به جز در منابع آب غنی از کلرید منیزیم).

در زیر یک جدول نشان داده شده است که تأثیر تجمع مقیاس نمک نامحلول در محدوده استفاده در آبهای مختلف منبع ، که بر اساس محاسبات صرفاً ریاضی (LSI و KSP) حاصل می شود ، نشان می دهد. (با در نظر گرفتن اثرات قطبش الکترود ، محدودیت های استفاده واقعی ممکن است کمی بالاتر از مقادیر موجود در جدول باشد.)

از جدول فوق ، مشخص است که در بسیاری از موارد ، تجمع کربنات کلسیم عامل اصلی استفاده از سیستم محدود کننده است. بارش آلومینوسیلیکات فقط در شرایط دمای پایین تر و محتوای کلرید منیزیم بالاتر مرتبط می شود و در این شرایط ، اثربخشی مقیاس و مهار کننده های خوردگی نیز نقش مهمی ایفا می کند. بنابراین ، اگر تجهیزات نرم کننده آب در طول پیش پردازش داده استفاده نشود ، دستیابی به میزان استفاده کامل از 75 ٪ دشوار است (حتی با افزودن مقیاس و مهار کننده های خوردگی). با این حال ، هنگامی که تجهیزات نرم کننده آب به درستی پیکربندی شده است (Ca2+} <0.03 mmol/l) ، خطر تجمع مقیاس کلسیم به طور قابل توجهی کاهش می یابد ، و میزان میزان استفاده کامل به طور کلی از 75 ٪ فراتر می رود.

iii نتیجه گیری و توصیه ها (سیستم اسمز معکوس اولیه)

A. سیستم های اسمز معکوس کوچک و متوسط (کمتر از شش ماژول غشایی ، با استفاده از معماری سیستم به طور قابل توجهی محدود شده است):

کیفیت آب منبع خوب (مانند آب آشامیدنی): میزان استفاده از 60-66.7 ٪ (با ضریب استخراج بین 2.5 تا 3) توصیه می شود. در صورت لزوم می توان تجهیزات نرم و ضد مقیاس را اضافه کرد.

برای کیفیت آب ضعیف (مانند آب بازیافت شده و پرکننده های کربن آهن) ، میزان استفاده از 50-60 ٪ توصیه می شود. اگر تجهیزات نرم و ضد مقیاس نصب شود ، می توان میزان استفاده را به 60-66.7 ٪ افزایش داد.

ب) سیستم های RO کوچک و متوسط (با 6 تا 20 ماژول غشایی ، استفاده از سیستم تا حدودی محدود است):

برای آب منبع با کیفیت بالا (به عنوان مثال ، آب آشامیدنی): میزان استفاده از 66.7 ٪ -75 ٪ (با ضریب استخراج 3-4) توصیه می شود. در صورت لزوم تجهیزات مهار نرم و مقیاس ممکن است اضافه شود.

برای آب منبع کم کیفیت (به عنوان مثال ، آب بازیافت شده و پرکننده های کربن آهن): میزان استفاده از 60-75 ٪ توصیه می شود و تجهیزات نرم کننده و مهار مقیاس لازم است.

ج-سیستم های RO کوچک و متوسط و بزرگتر (با 20 ماژول غشایی یا بیشتر ، استفاده به طور کلی توسط سیستم محدود نمی شود ، مگر اینکه محدودیت سایت وجود داشته باشد).

برای آب منبع با کیفیت بالا (به عنوان مثال ، آب آشامیدنی): میزان استفاده از 75 ٪ (با ضریب استخراج 4) توصیه می شود و تجهیزات نرم کننده و مهار مقیاس لازم است.

برای آب منبع کم کیفیت (به عنوان مثال ، پرکننده های آب بازیافت شده و کربن آهن) ، میزان استفاده از 60 ٪ -75 ٪ توصیه می شود و تجهیزات نرم کننده و مهار مقیاس لازم است.