Stopa korištenja sustava reverzne osmoze općenito se određuje na temelju performansi membranskih modula i operativnog iskustva. Stopa korištenja općenito se može izraziti na sljedeći način:
RO sustavi u prvoj fazi: Za male i srednje sustave (manje od šest modula membrane), stopa korištenja postavljena je na 50% do 75%.
RO sustavi u prvoj fazi: Za velike i srednje sustave stopa upotrebe postavljena je na 75%.
RO sustavi u drugoj fazi: Stopa korištenja postavljena je na više od 85%.
I. Kratki pregled brzine korištenja, faktora ekstrakcije i faktora polarizacije elektroda
Formula izračunavanja brzine korištenja:
R=(fp / ff) × 100%
U ovoj formuli, FF predstavlja priljev vode na RO membranu (sustav) (jedinica: metra/sat).
FP - Stopa proizvodnje vode membrane RO reverzne osmoze (RO) (metra/sat)
R - Brzina korištenja membrane RO reverzne osmoze (RO) (sustav)
Formula izračunavanja faktora ekstrakcije:
Cf=1 ÷ (1 - r)
CF u formuli predstavlja faktor ekstrakcije.
R - Brzina korištenja membrane RO reverzne osmoze (RO) (sustav).
Faktor polarizacije koncentracije
(za jednostepenu ro) treba biti manji ili jednak 1,2; (za dvostupanjski ro) treba biti manji ili jednak 1,4.
Napomena: Maksimalna brzina korištenja jednog RO membranskog modula u tradicionalnom RO sustavu je 15%, dok je maksimalna stopa korištenja 15% * 1.2=18%. U razvoju RO sustava, 15% se obično koristi kao dizajnerski standard, a alarm će se izdati kada se ta vrijednost premaši.
Za male RO sustave s manje od šest modula membrane, gornja maksimalna ograničenja brzine upotrebe mogu se opustiti.
Ii. Koji čimbenici utječu na korištenje sustava RO?
Čimbenici koji utječu na korištenje sustava RO mogu se kategorizirati u četiri glavne komponente: štedljivo topivo skaliranje soli, polarizacija elektroda, brzina protoka slane linije komponente i protok uravnoteženog membrane. Relevantni čimbenici za svaku komponentu su sljedeći:
Struktura štedljivo topljivih soli povezana je s kvalitetom izvorne vode i njegovom brzinom recikliranja.
Polarizacija elektroda odnosi se na povećanje koncentracije soli na salatnoj strani površine modula membrane.
Izlaz slane otopine komponente na kraju linije mora biti dovoljan da učinkovito iscrpljuje slanu otopinu s povećanim sadržajem soli i smanji rizik od skaliranja na strani slane slane boje.
Membranski tok: Uravnoteženi tok membrane osigurava jednoliku učinkovitost među prednjim i stražnjim modulima, sprječavajući pretjerano korištenje ili tok u bilo kojem modulu.
Kombinirani učinci ①, ② i ③ javljaju se na slanoj strani modula krajnjeg linije (konačni modul), gdje je rizik od štedljivo topljive skaliranja soli najveći. Konstanta topljivosti proizvoda (KSP) za štedljivo topljive soli jednaka je kvadratnom korijenu izvornog faktora ekstrakcije vode pomnoženom s faktorom polarizacije elektrode (za AB tipa štedljivo topljive soli, A²B i AB²). Uzimajući 75% brzinu iskorištavanja kalcijevog bikarbonata kao primjer, faktor ekstrakcije izračunava se kao 1/(1-0.75) =4, a faktor polarizacije elektroda je 1,2, što rezultira CF* {=4.8, a KSP 23,04 puta i bio je voda.
S obzirom na to da se ② može riješiti kratkotrajnim čišćenjem niskog napona, a ③ i ④ se mogu prilagoditi učinkovitim poravnavanjem modula membrane, u tipičnom sustavu, na ukupnu brzinu iskorištavanja RO-a prvenstveno utječe na problem netopljivog propadanja soli. Njegovo ograničenje su kombinirani učinci ①, ② i ③, dok je konačna vrijednost isključivo određena učinkovitošću ekstrakcije sustava. U ovom primjeru, maksimum je otprilike 23,04 puta, a minimum je 16 puta.
Pod pretpostavkom da su membranski moduli sustava usklađeni pri zasićenosti, primarni faktor koji utječe na brzinu oporavka je kvaliteta vode, posebno nakupljanje kalcija i aluminijskih silikata. Kalcij postoji prvenstveno u obliku kalcijevog karbonata i kalcijevog bikarbonata. Akumulacija kalcijevog bikarbonata obično igra odlučujuću ulogu kada koncentracije sulfata značajno prelaze pH (uobičajena pojava u ugljenu i kemijskoj otpadnoj vodi). Inače, prevladava akumulacija kalcijevog bikarbonata. Na nakupljanje aluminosilikata značajno utječu na temperaturu i inhibitori razmjera i korozije, a općenito ne utječe značajno na maksimalnu upotrebu sustava (osim u izvorima vode bogate magnezijevim kloridom).
Ispod je tablica koja pokazuje utjecaj akumulacije netopljive soli na ograničenja korištenja u različitim izvorima, izvedena na temelju čisto matematičkih izračuna (LSI i KSP). (Uzimajući u obzir učinke polarizacije elektroda, stvarne granice korištenja mogu biti nešto veće od vrijednosti u tablici.)
Iz gornje tablice jasno je da je u mnogim slučajevima akumulacija kalcijevog karbonata primarni faktor ograničava korištenje sustava. Aluminosilikatne oborine postaju relevantne samo u uvjetima nižih temperatura i većeg sadržaja magnezijevog klorida, a u tim uvjetima učinkovitost skale i korozijskih inhibitora također igra značajnu ulogu. Stoga, ako se tijekom prerade podataka ne koristi oprema za omekšavanje vode, teško je postići punu stopu korištenja od 75% (čak i uz dodavanje inhibitora skale i korozije). Međutim, kada je oprema za omekšavanje vode pravilno konfigurirana (ca {2+ <0,03 mmol/L), rizik od akumulacije kalcijeve skale značajno je smanjen, a granica pune brzine korištenja uglavnom prelazi 75%.
Iii. Zaključci i preporuke (primarni sustav reverzne osmoze)
A. Mali i srednji sustavi reverzne osmoze (manje od šest modula membrane, s korištenjem značajno ograničenim arhitekturom sustava):
Preporučuje se dobra kvaliteta vode (poput vode za piće): Preporučuje se brzina iskorištavanja od 60-66,7% (s faktorom ekstrakcije između 2,5 i 3). Ako je potrebno, može se dodati oprema za omekšavanje i protiv skaliranja.
Za slabi izvor kvalitete vode (poput reciklirane vode i punila od željeznog ugljika), preporučuje se brzina korištenja od 50-60%. Ako se instalira oprema za omekšavanje i anti-skaliranje, stopa korištenja može se povećati na 60-66,7%.
B. Mali i srednji RO sustavi (sa 6 do 20 membranskih modula, upotreba je donekle ograničena sustavom):
Za visokokvalitetnu izvornu vodu (npr. Pitka voda): preporučuje se stopa korištenja od 66,7% -75% (s faktorom ekstrakcije od 3-4). Oprema za omekšavanje i inhibiciju može se dodati ako je potrebno.
Za vodu niske kvalitete (npr. Reciklirana punila za vodu i željezo-ugljik): preporučuje se brzina korištenja od 60-75%, te je potrebna oprema za omekšavanje i inhibiciju razmjera.
C. Mali do srednje i veće RO sustave (s 20 ili više membranskih modula, sustav općenito nije ograničen od strane sustava, osim ako nema ograničenja mjesta).
Za visokokvalitetnu izvornu vodu (npr. Pitka voda): preporučuje se brzina korištenja od 75% (s faktorom ekstrakcije 4), te je potrebna oprema za omekšavanje i inhibiciju razmjera.
Za vodu niske kvalitete (npr. Reciklirana voda i punila od željeza-ugljik) preporučuje se stopa korištenja od 60% -75%, te je potrebna oprema za omekšavanje i inhibiciju razmjera.