Kaip parinkti pramoninės RO sistemos dydį

Čia pateikiamas nuoseklus vadovas, kuriame pateikiami pagrindiniai pramoninės atvirkštinės osmoso sistemos dydžio nustatymo parametrai ir skaičiavimai.

 

1 veiksmas: apibrėžkite pagrindinius reikalavimus („Ką“)

1. Produkto vandens srautas (Qp): Tai yra pagrindinis jūsų reikalavimas. Kiek galonų per minutę (GPM) arba kubinių metrų per valandą (m³/h) išgryninto vandens jums reikia nuolat? (pvz., 100 GPM gamybos įmonei).
2. Produkto vandens kokybė: nustatykite didžiausią leistiną bendrą ištirpusių kietųjų dalelių kiekį (TDS) arba specifines jonų koncentracijas (pvz., silicio dioksido, natrio, chloridų) permeato vandenyje. Tai lemia reikiamą druskos atmetimo procentą.
3. Tiekiamo vandens šaltinis ir analizė: tai svarbiausias duomenų rinkinys. Išsami vandens analizė yra neginčijama. Pagrindiniai parametrai:

    ◦TDS, laidumas

    ◦Dumblo tankio indeksas (SDI) arba drumstumas (matuoja užterštumo potencialą)

    ◦Kalcio, magnio (kietumo), bario, stroncio (kalkių susidarymo medžiagų), silicio dioksido, geležies, mangano koncentracijos

    ◦pH, temperatūra

    ◦Laisvasis chloras (turi būti nulis, kad apsaugotų membranas)

4. Veikimo sąlygos: Valandų skaičius per dieną, dienų per savaitę, reikalingas sistemos prieinamumas.

 

2 veiksmas: pagrindiniai projektavimo skaičiavimai („kiek“)

Atsižvelgiant į aukščiau nurodytus reikalavimus, atliekate šiuos skaičiavimus:

1. Sistemos atkūrimo rodiklis (%R): tiekiamo vandens, paversto į produkto vandenį, procentinė dalis.

    ◦Formulė: R (%) = (Produkto srautas / Padavimo srautas) x 100

    ◦Ribojantis veiksnys: išgavimą riboja tiekiamo vandens nuosėdų susidarymo potencialas. Didesnis išgavimas reiškia, kad koncentrato (atliekos) srautas tampa labiau koncentruotas, todėl ant membranos gali nusėsti nuosėdos. Programinė įranga (pvz., „Dow/Chemours“ sukurta „ROSA“) naudojama maksimaliai leistinai išgavimui modeliuoti, atsižvelgiant į vandens cheminę sudėtį, nuosėdų susidarymo slopinimo priemonių dozavimą ir pH sureguliavimą.

2. Koncentracijos koeficientas (KK): susijęs su atsistatymu.

    ◦Formulė: CF = 1 / (1 - R) arba CF = pašarų TDS / koncentrato TDS

    ◦Pavyzdys: Esant 75 % regeneracijai, koncentratas yra 4 kartus labiau koncentruotas nei pašaras (KF = 1/(1–0,75) = 4).

3. Tiekimo srauto reikalavimas (Qf):

    ◦Formulė: Qf = Qp / R

    ◦Pavyzdys: jei jums reikia 100 GPM produkto (Qp) esant 75 % išgavai (R), jums reikia tiekiamo srauto: 100 / 0,75 = 133,3 GPM.

4. Koncentrato (atmetimo) srautas (Qc):

    ◦Formulė: Qc = Qf - Qp

    ◦Pavyzdys: 133,3 - 100 = 33,3 galonų per minutę.

5. Membranų masyvo dizainas:

    ◦Pramoninės sistemos yra statomos „masyvais“ (pvz., 2:1, 3:2:1 matrica), kad būtų palaikomas pakankamas kryžminio srauto greitis membranos paviršiuje, o tai sumažina užsiteršimą.

    ◦Slėginių indų (korpusų) ir membranų skaičius nustatomas pagal reikiamą tiekimo srautą ir gamintojo nurodytas srauto specifikacijas.

6. Srautas (GPD/ft² arba LMH): permeato srauto greitis membranos ploto vienete.

    ◦Bendro reikalingo membranos ploto formulė: Plotas = Qp / Srautas

    ◦Srauto gairės: parenkamos atsižvelgiant į tiekiamo vandens kokybę (prastos kokybės vandeniui taikomas mažesnis srautas, siekiant sumažinti užsiteršimą).

        ▪RO permeatas (antras praėjimas): 20–30 GFD

        ▪Šulinio vanduo: 12–18 grynųjų pinigų per dieną

        ▪Paviršinis vanduo: 8–14 grynojo grynojo vandens

        ▪Nuotekos: 7–12 grynųjų pinigų per metus

 

3 veiksmas: Dydžio parinkimas prieš gydymą ir po jo („Palaikymo sistema“)

RO negali veikti vienas. Jos dydis lemia visos pagalbinės įrangos dydį.

1. Išankstinis valymas (PRIVALO būti suprojektuotas remiantis tiekiamo vandens analize):

    ◦Multimedijos filtras: skirtas suspenduotoms kietosioms dalelėms šalinti. Pritaikytas tiekiamo vandens srautui (Qf), esant tipiniam 5–10 GPM/ft darbiniam srautui.².

    ◦Minkštiklio arba antikalantinio įpurškimas: skirtas kontroliuoti kalkių susidarymą. Minkštiklis parenkamas pagal tiekiamo vandens srautą (Qf) ir kietumo apkrovą.

    ◦Anglies filtras arba natrio bisulfito injekcija: chlorui šalinti. Dydis pritaikytas Qf.

    ◦Kasetinis filtras (5µ apsauginiai filtrai): dydis pritaikytas Qf.

2. Aukšto slėgio siurblio pasirinkimas:

    ◦Turi tiekti Qf esant reikiamam slėgiui, kad būtų įveiktas koncentruoto pašaro osmosinis slėgis ir sistemos slėgio nuostoliai.

    ◦Slėgis paprastai svyruoja nuo 150 iki 300 psi sūrokame vandenyje ir nuo 800 iki 1200 psi jūros vandenyje.

3. Po gydymo:

    ◦Degazifikatorius arba membraninis kontaktorius: CO pašalinimui₂ jei pH būtų sureguliuotas.

◦Mišraus sluoksnio poliravimo įrenginys (CEDI/EDI): skirtas itin didelio grynumo vandeniui. Dydis Qp.

 

4 veiksmas: sistemos išdėstymas ir paruošimas darbui

• Vienas praėjimas ir dvigubas (du) praėjimai: gali pakakti vieno praėjimo. Jei reikalingas labai mažas TDS (pvz., aukšto slėgio katilams, puslaidininkiams), permeatas iš pirmojo praėjimo tampa antrosios RO sistemos tiekimu.
• Koncentrato paruošimas: siekiant padidinti bendrą regeneraciją, koncentratas iš pirmojo membranų bloko tampa antrojo bloko tiekiamu kiekiu. Tai yra „2:1 masyvo“ koncepcija.

Santrauka: Dydžių kontrolinis sąrašas

Parametro simbolis Kaip jis nustatomas

 

Produkto srauto Qp Galutinio vartotojo proceso reikalavimas

Tiekiamo vandens analizė – laboratorinis bandymas. Projektavimo pagrindas.

Sistemos atkūrimas R Ribotas dėl mastelio keitimo potencialo (naudojant programinės įrangos modeliavimą)

Tiekimo srautas Qf Qp / R

Koncentrato srautas Qc Qf - Qp

Srauto greitis J Remiantis tiekiamo vandens šaltinio kokybe (gairės)

Membranos plotas Am Qp / J

Membranų skaičius N Am / Plotas vienai membranai (pvz., 400 pėdų²)

Slėginių indų skaičius - N / (membranų vienam indui, paprastai 6–7)

Masyvas, pvz., 4:2:1. Sukurtas srautui ir greičiui subalansuoti.

Aukšto slėgio siurblys – turi tiekti Qf esant reikiamam slėgiui

Svarbus įspėjimas ir rekomendacija

• Nedarykite to. Per mažas išankstinis apdorojimas arba pernelyg ambicingas regeneravimo greitis sukels greitą membranos užsiteršimą arba apnašų susidarymą, dėl to sukels lėtines prastovas ir dideles eksploatavimo išlaidas.
• Naudokite profesionalią programinę įrangą. Membranų gamintojai („DuPont“, „Hydranautics“, LG) teikia nemokamą projektavimo programinę įrangą (pvz., „ROSA“, „IMSDesign“), kuri modeliuoja visas vandens cheminės sudėties, regeneracijos, srauto ir mastelio keitimo sąveikas.
• Pasikonsultuokite su ekspertu. Bet kokiai tikrai pramoninei paskirčiai (> 50 GPM) įprasta įtraukti vandens valymo sistemų inžinierių arba integratorių. Jie atliks bandomąjį bandymą su tikruoju tiekiamu vandeniu, o tai yra auksinis standartas, siekiant sumažinti projektavimo riziką ir užtikrinti optimalų dydį. HID yra profesionalus atvirkštinės reakcijos membranų ir atvirkštinės reakcijos sistemų gamintojas. Dėl profesionalaus sprendimo ar pasiūlymų kviečiame kreiptis į HID.