Како да се димензионира индустриски RO систем

Еве еден чекор-по-чекор водич за клучните параметри и пресметки вклучени во димензионирањето на индустриски RO систем.

 

Чекор 1: Дефинирајте ги основните барања („Што“)

1. Проток на вода во производот (Qp): Ова е вашиот примарен услов. Колку галони во минута (GPM) или кубни метри на час (m?)³/h) ви е потребна континуирано прочистена вода? (на пр., 100 GPM за производствен погон).
2. Квалитет на водата на производот: Дефинирајте ги максимално дозволените вкупни растворени цврсти материи (TDS) или специфични концентрации на јони (на пр., силициум диоксид, натриум, хлориди) во протечната вода. Ова го одредува потребниот процент на отфрлање на сол.
3. Извор и анализа на водата за напојување: Ова е најкритичниот збир на податоци. Сеопфатната анализа на водата е неспорна. Клучни параметри:

    ◦TDS, спроводливост

    ◦Индекс на густина на тиња (SDI) или заматеност (мерење на потенцијалот за загадување)

    ◦Концентрации на: калциум, магнезиум (тврдост), бариум, стронциум (создавач на бигор), силициум, железо, манган

    ◦pH, температура

    ◦Слободен хлор (мора да биде нула за да се заштитат мембраните)

4. Услови за работа: Часови на ден, денови во неделата, потребна достапност на системот.

 

Чекор 2: Клучни пресметки за дизајн („Колку“)

Со горенаведените барања, ги извршувате овие пресметки:

1. Стапка на обновување на системот (%R): Процентот на вода за напојување конвертирана во вода за производство.

    ◦Формула: R (%) = (Проток на производот / Проток на снабдување) x 100

    ◦Ограничувачки фактор: Обновувањето е ограничено од потенцијалот за скалирање на водата за напојување. Повисокото обновување значи дека потокот од концентрат (отфрлен материјал) станува поконцентриран, ризикувајќи таложење на скалирање на мембраната. Софтвер (како ROSA од Dow/Chemours) се користи за моделирање на максималното дозволено обновување врз основа на хемијата на водата, дозирањето на антискалатор и прилагодувањето на pH вредноста.

2. Фактор на концентрација (CF): Поврзан со закрепнувањето.

    ◦Формула: CF = 1 / (1 - R) или CF = TDS за добиточна храна / TDS за концентрат

    ◦Пример: При 75% обновување, концентратот е 4 пати поконцентриран од добиточната храна (CF = 1/(1-0,75) = 4).

3. Потребен проток на напојување (Qf):

    ◦Формула: Qf = Qp / R

    ◦Пример: Ако ви се потребни 100 GPM производ (Qp) со 75% обновување (R), ви е потребен проток на напојување од: 100 / 0,75 = 133,3 GPM.

4. Концентриран (отфрлен) проток (Qc):

    ◦Формула: Qc = Qf - Qp

    ◦Пример: 133,3 - 100 = 33,3 GPM.

5. Дизајн на мембрански низ:

    ◦Индустриските системи се градат во „низи“ (на пр., низи 2:1, 3:2:1) за да се одржи соодветна брзина на вкрстен проток низ површината на мембраната, што го минимизира загадувањето.

    ◦Бројот на садови под притисок (куќишта) и мембрани се одредува според потребниот проток на напојување и спецификациите на производителот за флукс.

6. Флукс (GPD/ft² или LMH): Брзината на проток на пермеат по единица површина на мембраната.

    ◦Формула за вкупна потребна површина на мембраната: Површина = Qp / Флукс

    ◦Упатства за флукс: Избрани врз основа на квалитетот на водата за напојување (помал флукс за вода со слаб квалитет за да се намали загадувањето).

        ▪RO пермеат (втор премин): 20-30 GFD

        ▪Вода од бунар: 12-18 GFD

        ▪Површинска вода: 8-14 GFD

        ▪Отпадни води: 7-12 GFD

 

Чекор 3: Одредување на големината пред и по третманот („Систем за поддршка“)

РО не може да работи самостојно. Неговата големина ја диктира големината на целата придружна опрема.

1. Предтретман (МОРА да биде дизајниран врз основа на анализа на водата за напојување):

    ◦Мултимедијален филтер: За отстранување на суспендирани цврсти материи. Димензиониран за проток на напојување (Qf) при типична брзина на проток од 5-10 GPM/ft.².

    ◦Вбризгување на омекнувач или средство против бигор: За контрола на бигорот. Омекнувачот е димензиониран за протокот на напојување (Qf) и оптоварувањето со тврдост.

    ◦Јаглероден филтер или вбризгување на натриум бисулфит: За отстранување на хлор. Со големина за Qf.

    ◦Филтер за кертриџи (5µ безбедносни филтри): Со големина за Qf.

2. Избор на пумпа под висок притисок:

    ◦Мора да го испорача Qf при потребниот притисок за да се надмине осмотскиот притисок на концентрираната храна и загубите на притисок во системот.

    ◦Притисокот обично се движи од 150-300 psi за соленкаста вода, 800-1200 psi за морска вода.

3. Пост-третман:

    ◦Дегазификатор или мембрански контактор: За отстранување на CO₂ ако pH вредноста е прилагодена.

◦Полирач со мешана подлога (CEDI/EDI): За вода со ултра висока чистота. Димензија за Qp.

 

Чекор 4: Распоред на системот и поставување на сцена

• Еднопроток наспроти двојно (двопроток) проток: Еднопроток може да биде доволен. Доколку е потребен многу низок TDS (на пр., за котли со висок притисок, полупроводници), протекот од првото проток станува довод на вториот RO систем.
• Стадиумско разложување на концентратот: За да се зголеми вкупното обновување, концентратот од првата банка мембрани станува влез во втората банка. Ова е концептот на „низа 2:1“.

Резиме: Контролна листа за одредување на големината

Симбол на параметар Како се одредува

 

Процес на проток на производот Qp - барање за крајниот корисник

Анализа на водата за напојување - Лабораториски тест. Основа на дизајнот.

System Recovery R ограничен со потенцијал за скалирање (преку софтверско моделирање)

Проток на напојување Qf Qp / R

Проток на концентрат Qc Qf - Qp

Стапка на флукс J Врз основа на квалитетот на изворот на вода за напојување (упатства)

Површина на мембраната Am Qp / J

Број на мембрани N Am / Површина по мембрана (на пр., 400 стапки²)

Број на садови под притисок - N / (мембрани по сад, обично 6-7)

Низа на пр., 4:2:1 Дизајнирана за балансирање на протокот и брзината

Пумпа под висок притисок - Мора да испорача Qf при потребниот притисок

Критично предупредување и препорака

• Не претерувајте. Недоволниот претходен третман или преамбициозната стапка на обновување ќе доведат до брзо замачкување или создавање бигор на мембраната, што ќе резултира со хроничен застој и високи оперативни трошоци.
• Користете професионален софтвер. Производителите на мембрани (DuPont, Hydranautics, LG) обезбедуваат бесплатен софтвер за дизајн (на пр., ROSA, IMSDesign) кој ги моделира сите интеракции помеѓу хемијата на водата, обновувањето, флуксот и скалирањето.
• Консултирајте се со експерт. За секоја вистинска индустриска примена (> 50 GPM), стандардна практика е да се вклучи инженер за системи за третман на вода или интегратор. Тие ќе извршат пилот-тест на самата вода за напојување, што е златен стандард за намалување на ризикот од дизајнот и обезбедување оптимална димензионација. HID е професионален производител на RO мембрани и RO системи. Добредојдени, консултирајте се со HID за професионално решение или предлози.