Atvirkštinės osmozės sistemos panaudojimo greitis paprastai nustatomas atsižvelgiant į membranos modulių veikimą ir eksploatavimo patirtį. Paprastai panaudojimo procentą galima išreikšti taip:
Pirmosios pakopos RO sistemos: Mažoms ir vidutinėms sistemoms (mažiau nei šeši membranos moduliai) naudojimo greitis nustatomas nuo 50% iki 75%.
Pirmosios pakopos RO sistemos: Didelėms ir vidutinėms sistemoms panaudojimo greitis yra 75%.
Antrojo etapo RO sistemos: panaudojimo dažnis nustatytas virš 85%.
I. Trumpa panaudojimo greičio, ekstrahavimo koeficiento ir elektrodo poliarizacijos faktoriaus apžvalga
Panaudojimo greičio skaičiavimo formulė:
R=(fp / ff) × 100%
Šioje formulėje FF žymi vandens srautą į Ro membraną (System) (vienetas: skaitikliai/valanda).
FP - RO atvirkštinės osmoso (RO) membranos vandens gamybos greitis (sistema) (skaitikliai/valanda)
R - Ro atvirkštinės osmoso (RO) membranos (sistemos) panaudojimo greitis
Ištraukimo faktoriaus skaičiavimo formulė:
Cf=1 ÷ ({1 - r)
CF formulėje parodo ekstrahavimo koeficientą.
R - Ro atvirkštinės osmoso (RO) membranos (sistemos) panaudojimo greitis.
Koncentracijos poliarizacijos koeficientas
(vienos pakopos Ro) turėtų būti mažesnis arba lygus 1,2; (dviejų pakopų RO) turėtų būti mažesnis arba lygus 1,4.
Pastaba: maksimalus vieno RO membranos modulio panaudojimo greitis tradicinėje RO sistemoje yra 15%, o maksimalus panaudojimo greitis yra 15% * 1.2=18%. RO sistemos kūrime 15% paprastai naudojamas kaip projektavimo standartas, o aliarmas bus išduotas, kai ši vertė bus viršijama.
Mažoms RO sistemoms, turinčioms mažiau nei šešis membranos modulius, galima sušvelninti aukščiau nurodytos maksimalios sunaudojimo greičio ribos.
Ii. Kokie veiksniai daro įtaką RO sistemos panaudojimui?
Veiksnius, darančius įtaką RO sistemos panaudojimui, galima suskirstyti į keturis pagrindinius komponentus: saikingai tirpią druskos mastelį, elektrodų poliarizaciją, linijinio komponento sūrymo srauto greitį ir subalansuotą membranos srautą. Svarbūs kiekvieno komponento veiksniai yra šie:
Saikingai tirpių druskų struktūra yra susijusi su šaltinio vandens kokybe ir jo perdirbimo greičiu.
Elektrodų poliarizacija reiškia druskos koncentracijos padidėjimą membranos modulio paviršiaus sūrymo pusėje.
Sūrymo išėjimo iš eilės komponento išėjimo turi pakakti, kad būtų galima efektyviai nusausinti sūrymą padidėjus druskos kiekiui ir sumažinti mastelio keitimo riziką sūrymo pusėje.
Membranos srautas: subalansuotas membranos srautas užtikrina vienodą priekinių ir galinių modulių efektyvumą, neleidžiant per dideliam panaudojimui ar srautui atsirasti bet kuriame modulyje.
Kombinuotas efektas ①, ② ir ③ atsiranda sūrymo modulio pabaigos modulio pusėje (galutinis modulis), kur didžiausia rizika tirpiai tirpiai druskos masteliui. Tirpumo produkto konstanta (KSP) saikingai tirpioms druskoms yra lygi šaltinio vandens ekstrahavimo koeficiento kvadratinei šakniui, padaugintam iš elektrodo poliarizacijos koeficiento (AB tipo saikingai tirpių druskų, A²B ir AB² yra kubelinės). Atsižvelgiant į 75% kalcio bikarbonato panaudojimo greitį kaip pavyzdį, ekstrahavimo koeficientas apskaičiuojamas kaip 1/(1-0,75) =4, o elektrodo poliarizacijos koeficientas yra 1,2, todėl CF* =4.8, o KSP yra 23,04 kartus per šaltinį (vandens tiekimas ir nuotekų) ksp.
Atsižvelgiant į tai, kad ② gali būti išspręsta trumpalaikiu žemos įtampos valymu, o ③ ir ④ gali būti koreguojami efektyvaus membranos modulio išlyginimu tipinėje sistemoje, bendram RO panaudojimo greičiui pirmiausia turi įtakos netirpios druskos užkrėtimo problema. Jo apribojimas yra kombinuotas ①, ② ir ③ poveikis, tuo tarpu galutinę vertę lemia tik sistemos ekstrahavimo efektyvumas. Šiame pavyzdyje maksimalus yra maždaug 23,04 karto, o mažiausias - 16 kartų.
Darant prielaidą, kad sistemos membranos moduliai yra suderinti su prisotinimu, pagrindinis veiksnys, turintis įtakos atkūrimo greičiui, yra šaltinio vandens kokybė, ypač kaupimasis kalcio ir aliuminio silikatams. Kalcis pirmiausia egzistuoja kalcio karbonato ir kalcio bikarbonato pavidalu. Kalcio bikarbonato kaupimasis paprastai vaidina lemiamą vaidmenį, kai sulfato koncentracija žymiai viršija pH (dažnas atvejis anglies ir cheminėse nuotekose). Priešingu atveju vyrauja kalcio bikarbonato kaupimasis. Aliuminosilikato kaupimosi didelę įtaką turi temperatūra, mastelio ir korozijos inhibitoriai ir paprastai nedaro didelės įtakos maksimaliam sistemos panaudojimui (išskyrus vandens šaltinius, turinčius magnio chloridus).
Žemiau yra lentelė, parodanti netirpaus druskos skalės kaupimosi poveikį naudojimo riboms įvairiuose šaltinio vandenyse, gautos remiantis grynai matematiniais skaičiavimais (LSI ir KSP). (Atsižvelgiant į elektrodų poliarizacijos poveikį, faktinės panaudojimo ribos gali būti šiek tiek didesnės nei lentelės vertės.)
Iš aukščiau pateiktos lentelės akivaizdu, kad daugeliu atvejų kalcio karbonato kaupimasis yra pagrindinis veiksnys, ribojantis sistemos panaudojimą. Aliuminosilikos krituliai tampa svarbūs tik esant žemesnei temperatūrai ir didesniam magnio chlorido kiekiui, o tokiomis sąlygomis taip pat vaidina masto ir korozijos inhibitorių efektyvumas. Todėl, jei vandens minkštinimo įranga nenaudojama išankstinio apdorojimo duomenimis, sunku pasiekti 75% panaudojimo greitį (net pridedant skalės ir korozijos inhibitorių). Tačiau kai vandens minkštinimo įranga tinkamai sukonfigūruojama (ca 2+ <0,03 mmol/L), kalcio skalės kaupimosi rizika žymiai sumažėja, o visas panaudojimo greičio riba paprastai viršija 75%.
Iii. Išvados ir rekomendacijos (pirminė atvirkštinės osmoso sistema)
A. Mažos ir vidutinės atvirkštinės osmoso sistemos (mažiau nei šeši membranos moduliai, kurių naudojimas žymiai riboja sistemos architektūra):
Geros šaltinio vandens kokybė (pvz., Geriamojo vandens): rekomenduojama naudoti 60–66,7% (su ekstrahavimo koeficientu nuo 2,5 iki 3). Jei reikia, galima pridėti minkštinimo ir anti-maskavimo įrangą.
Silpnoms vandens kokybei (pvz., Perdirbtam vandeniui ir geležies anglies užpildams) rekomenduojama naudoti 50–60%. Jei suminkštinimo ir anti-maskavimo įranga yra sumontuota, panaudojimo greitis gali būti padidintas iki 60–66,7%.
B. Mažos ir vidutinės RO sistemos (su 6–20 membranų moduliais sistema šiek tiek riboja sistemą):
Aukštos kokybės šaltinio vandeniui (pvz. Prireikus gali būti pridėta minkštinimo ir mastelio slopinimo įranga.
Žemos kokybės šaltiniui (pvz.
C. Mažos ir vidutinės ir didesnės RO sistemos (su 20 ar daugiau membranų modulių sistema paprastai nėra ribojama, nebent yra vietų apribojimų).
Aukštos kokybės šaltinio vandeniui (pvz.
Žemos kokybės šaltinio vandeniui (pvz.
