Stopnja uporabe sistema reverzne osmoze je na splošno določena na podlagi učinkovitosti membranskih modulov in operativnih izkušenj. Stopnja uporabe se lahko na splošno izrazi na naslednji način:
SISTEMI RO v prvi fazi: Za majhne in srednje velike sisteme (manj kot šest membranskih modulov) je stopnja uporabe nastavljena na 50% do 75%.
SISTEMI RO v prvi fazi: Za velike in srednje velike sisteme je stopnja uporabe nastavljena na 75%.
Sistemi RO druge stopnje: Stopnja uporabe je nastavljena na nad 85%.
I. Kratek pregled hitrosti uporabe, faktorja ekstrakcije in polarizacije elektrode
Formula za izračun stopnje uporabe:
R=(fp / ff) × 100%
V tej formuli FF predstavlja dotok vode do membrane RO (sistem) (enota: metri/uro).
FP - hitrost proizvodnje vode membrane RO reverzne osmoze (RO) (sistem) (metri/uro)
R - hitrost uporabe membrane RO reverzne osmoze (RO) (sistem)
Formula za izračun faktorja ekstrakcije:
Cf=1 ÷ (1 - r)
CF v formuli predstavlja faktor ekstrakcije.
R - hitrost uporabe membrane RO reverzne osmoze (RO) (sistem).
Faktor polarizacije koncentracije
(za enostopenjsko RO) mora biti manjša ali enaka 1,2; (za dvostopenjsko RO) mora biti manjša ali enaka 1,4.
OPOMBA: Največja stopnja uporabe enega membranskega modula RO v tradicionalnem sistemu RO znaša 15%, največja stopnja uporabe pa 15% * 1.2=18%. Pri razvoju sistema RO se 15% običajno uporablja kot oblikovalski standard, alarm pa bo izdan, ko je ta vrednost presežena.
Za majhne sisteme RO z manj kot šestimi membranskimi moduli se lahko zgornja največja meje hitrosti uporabe sprostijo.
Ii. Kateri dejavniki vplivajo na uporabo sistema RO?
Dejavnike, ki vplivajo na uporabo sistema RO, je mogoče razvrstiti v štiri glavne komponente: zmerno topno skaliranje soli, polarizacijo elektrode, hitrost pretoka slanice končne črte in uravnotežen membranski tok. Ustrezni dejavniki za vsako komponento so naslednji:
Struktura zmerno topnih soli je povezana s kakovostjo izvorne vode in njeno stopnjo recikliranja.
Polarizacija elektrode se nanaša na povečanje koncentracije soli na slanici površine membranskega modula.
Izhod slanice komponente končne črte mora biti zadostuje za učinkovito odvajanje slanice s povečano vsebnostjo soli in zmanjšanje tveganja za skaliranje na strani slanice.
Membranski tok: uravnotežen membranski tok zagotavlja enakomerno učinkovitost med sprednjimi in zadnjimi moduli, kar preprečuje, da bi se v katerem koli enem modulu pojavila prekomerna uporaba ali tok.
Kombinirani učinki ①, ② in ③ se pojavljajo na slanici modula končne linije (končni modul), kjer je tveganje, da je zmerno topno skaliranje soli največje. Konstantna topna produkt (KSP) za zmerno topne soli je enaka kvadratnemu korenu faktorja ekstrakcije vode, pomnoženega s faktorjem polarizacije elektrode (za AB-tipa zmerno topne soli, A²B in AB² kockamo). Če jemljete 75-odstotno stopnjo uporabe kalcijevega bikarbonata kot primer, se ekstrakcijski faktor izračuna kot 1/(1-0,75) =4, faktor polarizacije elektrode pa 1,2, kar ima za posledico Cf* =4.8, KSP pa je 23,04-krat voda voda (voda voda in voda vode (voda voda in voda in voda vode (voda vode) in vode.
Glede na to, da je mogoče ② obravnavati s kratkotrajnim čiščenjem z nizko napetostjo, ③ in ④ pa se lahko prilagodi z efektivnim poravnavo membranskih modulov v tipičnem sistemu na celotno hitrost uporabe RO v glavnem vpliva problem netopne soli. Njegova omejitev je kombinirani učinki ①, ② in ③, medtem ko končna vrednost določa izključno učinkovitost ekstrakcije sistema. V tem primeru je maksimum približno 23,04 -krat, najmanjši pa 16 -krat.
Ob predpostavki, da so membranski moduli sistema poravnani pri nasičenosti, je glavni dejavnik, ki vpliva na hitrost okrevanja, kakovost vode, zlasti kopičenje kalcija in aluminijastih silikatov. Kalcij obstaja predvsem v obliki kalcijevega karbonata in kalcijevega bikarbonata. Akumulacija kalcijevega bikarbonata ima običajno odločilno vlogo, kadar koncentracije sulfata znatno presegajo pH (pogost pojav v premogu in kemični odpadni vodi). V nasprotnem primeru prevladuje kopičenje kalcijevega bikarbonata. Na akumulacijo aluminosilikata pomembno vplivajo zaviralci temperature in obsega in korozije in na splošno ne vplivajo bistveno na največjo uporabo sistema (razen v vodnih virih, bogatih z magnezijevim kloridom).
Spodaj je tabela, ki prikazuje vpliv netopne kopičenja soli na omejitve uporabe v različnih izvornih vodah, pridobljenih na podlagi čisto matematičnih izračunov (LSI in KSP). (Ob upoštevanju učinkov polarizacije elektrode so lahko dejanske meje uporabe nekoliko višje od vrednosti v tabeli.)
Iz zgornje tabele je razvidno, da je v mnogih primerih kopičenje kalcijevega karbonata glavna uporaba sistema, ki omejuje sistem. Padavine aluminozikalne padavine postanejo pomembne le v pogojih nižjih temperatur in večje vsebnosti magnezijevega klorida, v teh pogojih pa ima pomembno vlogo tudi učinkovitost zaviralcev obsega in korozije. Če torej oprema za mehčanje vode med predhodno obdelavo podatkov ne uporablja, je težko doseči popolno stopnjo uporabe 75% (tudi z dodajanjem zaviralcev obsega in korozije). Ko pa je oprema za mehčanje vode pravilno konfigurirana (Ca 2+ <0,03 mmol/l), se tveganje za kopičenje kalcijeve lestvice znatno zmanjša, celotna meja hitrosti uporabe pa na splošno presega 75%.
Iii. Zaključki in priporočila (primarni sistem reverzne osmoze)
A. Majhni in srednje veliki sistemi reverzne osmoze (manj kot šest membranskih modulov, z uporabo sistemske arhitekture):
Priporočljiva je dobra kakovost vode (na primer pitna voda): Priporočljiva je stopnja uporabe 60-66,7% (z ekstrakcijskim faktorjem med 2,5 in 3). Po potrebi lahko dodate mehčanje in protilično opremo.
Za šibko kakovost vode (na primer reciklirana polnila z vodo in polnila iz železa) je priporočljiva stopnja uporabe 50-60%. Če je nameščena oprema za mehčanje in protikaliranje, se lahko stopnja uporabe poveča na 60-66,7%.
B. Majhni do srednje veliki RO sistemi (s 6 do 20 membranskih modulov je uporaba nekoliko omejena s sistemom):
Za visokokakovostno izvorno vodo (npr. Pitna voda): priporočljiva je stopnja uporabe 66,7% -75% (z ekstrakcijskim faktorjem 3-4). Po potrebi se lahko doda oprema za mehčanje in inhibicijo obsega.
Za nizko kakovostno izvorno vodo (npr. Reciklirana voda in polnila z ogljikom iz železa): priporočljiva je stopnja uporabe 60-75%, potrebna pa je mehčanje in zaviranje obsega.
C. Majhni do srednje veliki in večji sistemi RO (z 20 ali več membranskih modulov uporaba na splošno ne omejuje, razen če obstajajo omejitve mesta).
Za visokokakovostno izvorno vodo (npr. Pitna voda): Priporočljiva je stopnja uporabe 75% (z ekstrakcijskim faktorjem 4), potrebna pa je mehčanje in opremo za zaviranje obsega.
Za nizko kakovostno izvorno vodo (npr. Reciklirana voda in polnila z ogljikom iz železa) je priporočljiva stopnja uporabe 60% -75%, potrebna je mehčanje in zaviranje obsega.
