Användningshastigheten för ett omvänd osmosystem bestäms vanligtvis baserat på prestandan för membranmodulerna och operationell upplevelse. Användningsgraden kan i allmänhet uttryckas enligt följande:
Första stegs RO-system: För små och medelstora system (färre än sex membranmoduler) är användningshastigheten inställd på 50% till 75%.
Första stegs RO-system: För stora och medelstora system är användningsgraden inställd på 75%.
Andra stegs RO-system: Användningshastigheten är inställd på över 85%.
I. Kort översikt över användningshastighet, extraktionsfaktor och elektrodpolarisationsfaktor
Användningshastighetsberäkningsformel:
R=(fp / ff) × 100%
I denna formel representerar FF vatteninflödet till RO -membranet (system) (enhet: mätare/timme).
FP - Vattenproduktionshastigheten för RO omvänd osmos (RO) membran (system) (mätare/timme)
R - Användningshastighet för RO omvänd osmos (RO) -membran (system)
Extraktionsfaktorberäkningsformel:
CF=1 ÷ (1 - r)
CF i formeln representerar extraktionsfaktorn.
R - Användningshastighet för RO -omvänd osmos (RO) -membran (system).
Koncentrationspolarisationsfaktor
(för enstegs RO) bör vara mindre än eller lika med 1,2; (för tvåstegs RO) bör vara mindre än eller lika med 1,4.
Obs: Den maximala användningshastigheten för en enda RO -membranmodul i ett traditionellt RO -system är 15%, medan den maximala användningsgraden är 15% * 1.2=18%. I RO -systemutveckling används 15% vanligtvis som designstandard, och ett larm kommer att utfärdas när detta värde överskrids.
För små RO -system med färre än sex membranmoduler kan ovanstående maximala användningshastighetsgränser vara avslappnade.
Ii. Vilka faktorer påverkar RO -systemanvändningen?
Faktorer som påverkar RO-systemanvändningen kan kategoriseras i fyra huvudkomponenter: sparsamt löslig saltskalning, elektrodpolarisering, slutkomponentens salthastighet och balanserat membranflöde. De relevanta faktorerna för varje komponent är följande:
Strukturen för sparsamt lösliga salter är relaterad till källvattenkvaliteten och dess återvinningshastighet.
Elektrodpolarisering avser ökningen av saltkoncentrationen på saltlösningen av membranmodulytan.
Saltlösningen från den slutliga komponenten måste vara tillräcklig för att effektivt tömma saltlösningen med ökat saltinnehåll och minska risken för skalning på saltlösningen.
Membranflöde: Balanserat membranflöde säkerställer enhetlig effektivitet mellan de främre och bakre modulerna, vilket förhindrar överdrivet utnyttjande eller flöde från att inträffa i någon modul.
De kombinerade effekterna ①, ② och ③ förekommer på saltlösningen av den slutliga modulen (den slutliga modulen), där risken för sparsamt löslig saltskalning är störst. Löslighetsproduktkonstanten (KSP) för sparsamt lösliga salter är lika med kvadratroten för källvattenuttagningsfaktorn multiplicerad med elektrodpolarisationsfaktorn (för AB-typ sparsamt lösliga salter, A²B och AB² är kubade). Med en 75% kalciumbikarbonatanvändningshastighet som ett exempel beräknas extraktionsfaktorn som 1/(1-0,75) =4, och elektrodpolarisationsfaktorn är 1,2, resulterande i cf* =4.8, och KSP är 23,0 gånger källvatten (vattenförsörjning och avloppsvatten) KSP.
Med tanke på att ② kan hanteras genom rengöring av kort sikt lågspänning, och ③ och ④ kan justeras genom effektiv membranmodulinriktning, i ett typiskt system påverkas den totala RO-utnyttjandehastigheten främst av problemet med olöslig saltfouling. Dess begränsning är de kombinerade effekterna av ①, ② och ③, medan det ultimata värdet enbart bestäms av systemets extraktionseffektivitet. I det här exemplet är det maximala ungefär 23,04 gånger och minsta är 16 gånger.
Förutsatt att systemets membranmoduler är inriktade på mättnad, är den primära faktorn som påverkar återhämtningshastigheten källvattenkvalitet, särskilt ackumulering av kalcium- och aluminiumsilikater. Kalcium finns främst i form av kalciumkarbonat och kalciumbikarbonat. Kalciumbikarbonatansamling spelar vanligtvis en avgörande roll när sulfatkoncentrationer signifikant överstiger pH (en vanlig förekomst i kol och kemiskt avloppsvatten). Annars dominerar kalciumbikarbonatansamling. Aluminosilikatansamling påverkas signifikant av temperatur- och skala- och korrosionshämmare och påverkar i allmänhet inte signifikant systemets maximala användning (utom i magnesiumkloridrika vattenkällor).
Nedan är en tabell som visar påverkan av olöslig saltskalaansamling på användningsgränserna i olika källvatten, härledda baserat på rent matematiska beräkningar (LSI och KSP). (Med hänsyn till effekterna av elektrodpolarisering kan de faktiska användningsgränserna vara något högre än värdena i tabellen.)
Från ovanstående tabell är det tydligt att i många fall är kalciumkarbonatansamling den primära faktorbegränsande systemanvändningen. Aluminosilikatutfällning blir endast relevant under förhållanden med lägre temperaturer och högre magnesiumkloridinnehåll, och under dessa förhållanden spelar effektiviteten av skala och korrosionshämmare också en betydande roll. Därför, om vattenmjukgöringsutrustning inte används under förbehandling av data, är det svårt att uppnå en fullständig utnyttjandegrad på 75% (även med tillägg av skala och korrosionshämmare). Men när vattenmjukgöringsutrustningen är korrekt konfigurerad (CA 2+ <0,03 mmol/L), reduceras risken för ackumulering av kalciumskala avsevärt och den fullständiga användningsgraden överstiger vanligtvis 75%.
Iii. Slutsatser och rekommendationer (primär omvänd osmossystem)
A. Små och medelstora omvända osmossystem (färre än sex membranmoduler, med användning avsevärt begränsad av systemarkitekturen):
God källvattenkvalitet (som dricksvatten): En användningsgrad på 60-66,7% (med en extraktionsfaktor mellan 2,5 och 3) rekommenderas. Vid behov kan mjukning och anti-skalningsutrustning läggas till.
För svag källvattenkvalitet (såsom återvunnet vatten och järnkolfyllmedel) rekommenderas en användningsgrad på 50-60%. Om mjukning och anti-skalningsutrustning är installerad kan användningshastigheten ökas till 60-66,7%.
B. Små till medelstora RO-system (med 6 till 20 membranmoduler är utnyttjandet något begränsat av systemet):
För källvatten av hög kvalitet (t.ex. dricksvatten): En användningsgrad på 66,7% -75% (med en extraktionsfaktor på 3-4) rekommenderas. Mjukgörings- och skalinhiberingsutrustning kan tillsättas vid behov.
För källvatten med låg kvalitet (t.ex. återvunnet vatten- och järnkolfyllmedel): En användningshastighet på 60-75% rekommenderas och mjukning och skalinhiberingsutrustning krävs.
C. Små till medelstora och större RO-system (med 20 eller fler membranmoduler, användningen är i allmänhet inte begränsad av systemet, såvida det inte finns platsbegränsningar).
För högkvalitativ källvatten (t.ex. dricksvatten): En användningsgrad på 75% (med en extraktionsfaktor på 4) rekommenderas, och mjukgörande och skalinhiberingsutrustning krävs.
För källvatten med låg kvalitet (t.ex. återvunnet vatten- och järnkolfyllmedel) rekommenderas en användningshastighet på 60% -75% och mjukning och utrustning av skalinhibering krävs.
