Скоростта на използване на система за обратна осмоза обикновено се определя въз основа на работата на мембранните модули и оперативния опит. Степента на използване обикновено може да бъде изразена, както следва:
RO системи от първи етап: За малки и средни системи (по-малко от шест мембранни модула), скоростта на използване е определена на 50% до 75%.
RO Системи на първия етап: За големи и средни системи скоростта на използване е определена на 75%.
RO Системи на втори етап: Степента на използване е определена на над 85%.
I. Кратък преглед на скоростта на използване, коефициента на извличане и поляризационния фактор на електрода
Формула за изчисляване на скоростта на използване:
R=(fp / ff) × 100%
В тази формула FF представлява притока на вода към RO мембраната (система) (единица: метри/час).
FP - Скорост на производство на вода на мембраната на обратната осмоза на RO (RO) (система) (метра/час)
R - Скорост на използване на мембраната на обратната осмоза на RO (RO) (система)
Формула за изчисляване на фактора на екстракция:
Cf=1 ÷ (1 - r)
CF във формулата представлява коефициента на екстракция.
R - Скорост на използване на мембраната на обратната осмоза на RO (RO) (система).
Поляризационен фактор на концентрация
(за едноетапна RO) трябва да бъде по-малък или равен на 1,2; (за двустепенна RO) трябва да бъде по-малко или равна на 1,4.
ЗАБЕЛЕЖКА: Максималната скорост на използване на един мембранен модул на RO в традиционна RO система е 15%, докато максималната скорост на използване е 15% * 1.2=18%. При развитието на системата RO 15% обикновено се използва като дизайнерски стандарт и ще бъде издадена аларма, когато тази стойност е надвишена.
За малки RO системи с по -малко от шест мембранни модула, горните ограничения за максимална скорост на използване могат да бъдат облекчени.
II. Какви фактори влияят на използването на системата на RO?
Фактори, влияещи върху използването на системата на RO, могат да бъдат категоризирани в четири основни компонента: пестеливо разтворимо мащабиране на сол, поляризация на електрода, скорост на солев поток в края на линия и балансиран мембранен поток. Съответните фактори за всеки компонент са следните:
Структурата на пестеливо разтворими соли е свързана с качеството на изходната вода и скоростта на рециклирането му.
Поляризацията на електрода се отнася до увеличаването на концентрацията на сол върху солев разтворител на повърхността на мембранния модул.
Изходът на саламура на компонента в края на линията трябва да бъде достатъчен, за да се източи ефективно саламурата с повишено съдържание на сол и да се намали рискът от мащабиране от страна на саламура.
Мембранен поток: Балансираният мембранен поток гарантира равномерна ефективност сред предните и задните модули, предотвратявайки възникването на прекомерно използване или поток във всеки един модул.
Комбинираните ефекти ①, ② и ③ възникват от саламура на модула в края на линия (крайния модул), където рискът от умерено разтворимо сол е най-голям. Константата на продукта за разтворимост (KSP) за пестеливо разтворими соли е равна на квадратния корен на коефициента на извличане на изходната вода, умножено по фактора на поляризация на електрода (за AB-тип, пестеливо разтворими соли, A²B и Ab² се купи). Приемайки 75% скорост на използване на калциев бикарбонат като пример, коефициентът на екстракция се изчислява като 1/(1-0.75) =4, а коефициентът на поляризация на електрода е 1,2, което води до CF* =4.8, а KSP.
Като се има предвид, че ② може да бъде разгледано чрез краткосрочно почистване с ниско напрежение и ③ и ④ могат да се регулират чрез ефективно подравняване на мембранния модул, в типична система, общата скорост на използване на RO се влияе предимно от проблема с неразтворимото замърсяване на солта. Ограничението му е комбинираните ефекти на ①, ② и ③, докато крайната стойност се определя единствено от ефективността на извличане на системата. В този пример максималният е приблизително 23,04 пъти, а минимумът е 16 пъти.
Ако приемем, че мембранните модули на системата са подравнени при насищане, основният фактор, влияещ на скоростта на възстановяване, е качеството на източника на вода, по -специално натрупването на калций и алуминиеви силикати. Калцият съществува предимно под формата на калциев карбонат и калциев бикарбонат. Натрупването на калциев бикарбонат обикновено играе решаваща роля, когато концентрациите на сулфат значително надвишават рН (често срещана поява във въглища и химически отпадни води). В противен случай преобладава натрупването на калциев бикарбонат. Алумосиликатното натрупване се влияе значително от инхибиторите на температурата и мащаба и корозията и като цяло не влияе значително на максималното използване на системата (с изключение на магнезиевия хлорид, богати на вода).
По -долу е таблица, показваща влиянието на натрупването на разтворимо сол на натрупването на граници на използване в различни източници, получени въз основа на чисто математически изчисления (LSI и KSP). (Като се вземат предвид ефектите на поляризацията на електрода, действителните граници на използване могат да бъдат малко по -високи от стойностите в таблицата.)
От горната таблица става ясно, че в много случаи натрупването на калциев карбонат е основният фактор, ограничаващ използването на системата. Алумосиликатното утаяване става само от значение при условия на по -ниски температури и по -високо съдържание на магнезиев хлорид, а при тези условия ефективността на инхибиторите на мащаба и корозията също играе значителна роля. Следователно, ако оборудването за омекотяване на водата не се използва по време на предварително обработка на данни, постигането на пълна скорост на използване от 75% е трудно (дори при добавяне на мащаб и инхибитори на корозия). Въпреки това, когато оборудването за омекотяване на водата е правилно конфигурирано (CA 2+ <0,03 mmol/L), рискът от натрупване на калциева скала значително намалява и пълната граница на скоростта на използване обикновено надвишава 75%.
Iii. Изводи и препоръки (първична система за обратна осмоза)
А. Малки и средни системи за обратна осмоза (по-малко от шест мембранни модула, като използването е значително ограничено от системната архитектура):
Препоръчва се добро качество на източника на вода (като питейна вода): Препоръчва се скорост на използване от 60-66,7% (с коефициент на извличане между 2,5 и 3). Ако е необходимо, може да се добави оборудване за омекотяване и антимализиране.
За слабо качество на изходната вода (като рециклирана вода и пълнители с желязо-въглерод) се препоръчва скорост на използване от 50-60%. Ако е инсталирано омекотяващо и анти-мащабно оборудване, скоростта на използване може да бъде увеличена до 60-66,7%.
Б. Малки до средни RO системи (с 6 до 20 мембранни модула, използването е малко ограничено от системата):
За висококачествена изходна вода (напр. Питейна вода): Препоръчва се процент на използване от 66,7% -75% (с коефициент на екстракция 3-4). Ако е необходимо, може да се добави оборудване за омекотяване и инхибиране на мащаба.
За нискокачествена изходна вода (напр. Рециклирана вода и пълнители на желязо-въглерод): Препоръчва се скорост на използване от 60-75% и се изисква оборудване за омекотяване и инхибиране на мащаба.
В. Малки до средни и по-големи RO системи (с 20 или повече мембранни модула, използването обикновено не е ограничено от системата, освен ако няма ограничения на сайта).
За висококачествена изходна вода (например питейна вода): Препоръчва се скорост на използване от 75% (с коефициент на екстракция 4) и се изисква омекотяване и оборудване за инхибиране на мащаба.
За нискокачествена изходна вода (напр. Рециклирана вода и желязо-въглеродни пълнители) се препоръчва скорост на използване от 60% -75% и се изисква оборудване за омекотяване и инхибиране на мащаба.
