Уровень использования системы обратного осмоса обычно определяется на основе эффективности мембранных модулей и эксплуатационного опыта. Уровень использования обычно может быть выражена следующим образом:
Системы RO на первой стадии: для систем малых и средних размеров (менее шести мембранных модулей) скорость использования устанавливается на уровне от 50% до 75%.
Системы RO с первой стадией: для больших и средних систем скорость использования устанавливается на уровне 75%.
Системы RO второй стадии: скорость использования установлена на уровне более 85%.
I. Краткий обзор скорости использования, коэффициента извлечения и коэффициента поляризации электродов
Формула расчета скорости использования:
R=(fp / ff) × 100%
В этой формуле FF представляет приток воды к мембране RO (система) (единица: метры/час).
FP - скорость производства воды мембраны обратного осмоса (RO) (System) (метры/час)
R - Уровень использования мембраны обратного осмоса (RO) (System)
Формула расчета коэффициента экстракции:
Cf=1 ÷ (1 - r)
CF в формуле представляет коэффициент извлечения.
R - Уровень использования мембраны обратного осмоса (RO) (система).
Коэффициент поляризации концентрации
(для одноэтапного RO) должно быть меньше или равна 1,2; (для двухэтапного RO) должно быть меньше или равна 1,4.
ПРИМЕЧАНИЕ. Максимальная скорость использования одного модуля мембраны RO в традиционной системе RO составляет 15%, в то время как максимальная частота использования составляет 15% * 1.2=18%. При разработке системы RO 15% обычно используется в качестве стандарта проектирования, и при превышении этого значения будет выпущена сигнализация.
Для небольших систем RO с менее чем шестью мембранными модулями, вышеуказанные пределы максимальной частоты использования могут быть ослаблены.
II Какие факторы влияют на использование системы RO?
Факторы, влияющие на использование системы RO, могут быть классифицированы на четыре основных компонента: экономно растворимое масштабирование соли, поляризация электродов, скорость расчесывания компонента в конце строки и сбалансированный поток мембраны. Соответствующие факторы для каждого компонента следующие:
Структура экономно растворимых солей связана с качеством источника воды и скоростью утилизации.
Поляризация электродов относится к увеличению концентрации соли на стороне рассола поверхности модуля мембраны.
Выход рассола компонента конец строки должен быть достаточным, чтобы эффективно сливать рассол с увеличением содержания соли и снижения риска масштабирования на стороне рассола.
Мембранный поток: сбалансированный поток мембраны обеспечивает равномерную эффективность среди передних и задних модулей, предотвращая чрезмерное использование или поток, возникающий в любом модуле.
Комбинированные эффекты ①, ② и ③ происходят на стороне рассола модуля конца строки (конечный модуль), где риск экономно растворимого масштабирования соли является наибольшим. Константа продукта растворимости (KSP) для экономно растворимых солей равна квадратному корню исходного коэффициента извлечения воды, умноженного на коэффициент поляризации электрода (для экономно растворимых солей AB, A²B и AB²). Принимая 75% частоту использования бикарбоната кальция в качестве примера, коэффициент экстракции рассчитывается как 1/(1-0,75) =4, а коэффициент поляризации электродов составляет 1,2, что приводит к CF* =4.8, а KSP в 23,04 раза превышает исходную воду и сточные воды) KSP.
Учитывая, что ② можно решить посредством кратковременной очистки низкого напряжения, и ③ и ④ могут быть скорректированы с помощью эффективного выравнивания мембранных модулей, в типичной системе, общая скорость использования RO в первую очередь влияет на проблему нерастворимой соли. Его ограничением является комбинированное влияние ①, ② и ③, в то время как конечное значение определяется исключительно по эффективности экстракции системы. В этом примере максимум составляет приблизительно 23,04 раза, а минимум - 16 раз.
Предполагая, что мембранные модули системы выровняются при насыщении, основным фактором, влияющим на скорость восстановления, является качество воды источника, в частности, накопление силикатов кальция и алюминия. Кальций существует главным образом в форме карбоната кальция и бикарбоната кальция. Накопление бикарбоната кальция обычно играет решающую роль, когда концентрации сульфата значительно превышают рН (распространенное явление в угольных и химических сточных водах). В противном случае преобладает накопление бикарбоната кальция. На накопление алюминосиликата значительно влияет ингибиторы температуры и масштаба и коррозии, и, как правило, существенно не влияет на максимальное использование системы (за исключением источников воды, богатых хлоридом магния).
Ниже приведена таблица, показывающая влияние нерастворимого накопления шкалы соли на пределы использования в различных водах исходных вод, полученных на основе чисто математических расчетов (LSI и KSP). (Принимая во внимание влияние поляризации электродов, фактические пределы использования могут быть немного выше, чем значения в таблице.)
Из приведенной выше таблицы ясно, что во многих случаях накопление карбоната кальция является основным фактором, ограничивающим использование системы. Осаждение алюминосиликата становится актуальным только в условиях более низких температур и более высокого содержания хлорида магния, и в этих условиях эффективность масштабных и ингибиторов коррозии также играет значительную роль. Следовательно, если оборудование для смягчения воды не используется во время предварительной обработки данных, достижение полной частоты использования 75% трудно (даже при добавлении масштабных и ингибиторов коррозии). Однако, когда оборудование для смягчения воды правильно настроено (CA 2+ <0,03 ммоль/л), риск накопления шкалы кальция значительно снижается, а ограничение полного использования обычно превышает 75%.
Iii. Выводы и рекомендации (первичная система обратного осмоса)
A. Малые и средние системы обратного осмоса (менее шести мембранных модулей, причем использование значительно ограничено архитектурой системы):
Качество хорошего источника воды (например, питьевая вода): рекомендуется частота использования 60-66,7% (с коэффициентом экстракции между 2,5 и 3). При необходимости можно добавить смягчение и антимасштабное оборудование.
Для слабого качества воды источника (например, переработанной водой и железоуглерода) рекомендуется частота использования 50-60%. Если установлено смягчение и антимасштабное оборудование, уровень использования может быть увеличен до 60-66,7%.
B. Малые и средние системы RO (с от 6 до 20 мембранных модулей, использование несколько ограничено системой):
Для высококачественной источника воды (например, питьевой воды): рекомендуется частота использования 66,7% -75% (с коэффициентом экстракции 3-4). Оборудование для смягчения и ингибирования масштаба может быть добавлено при необходимости.
Для низкокачественной воды (например, переработанной воды и железоуглерода): рекомендуется использование 60-75%, и требуется оборудование для смягчения и ингибирования масштаба.
C. Системы RO с малым до среднего размера (с 20 или более мембранными модулями, использование, как правило, не ограничивается системой, если только нет ограничений на участке).
Для высококачественной источника воды (например, питьевой воды): рекомендуется частота использования 75% (с коэффициентом экстракции 4), и требуется смягчение и масштабное оборудование для ингибирования.
Для низкокачественной исходной воды (например, переработанной воды и железоуглерода) рекомендуется частота использования 60% -75%, и требуется смягчение и масштабное оборудование для ингибирования.
