Kā noteikt rūpnieciskās RO sistēmas izmēru

Šeit ir sniegts soli pa solim sniegts ceļvedis par galvenajiem parametriem un aprēķiniem, kas saistīti ar rūpnieciskās RO sistēmas izmēru noteikšanu.

 

1. solis: definējiet pamatprasības (“Kas”)

1. Produkta ūdens plūsmas ātrums (Qp): šī ir jūsu galvenā prasība. Cik galonu minūtē (GPM) vai kubikmetru stundā (m³/h) attīrīta ūdens jums ir nepieciešams nepārtraukti? (piemēram, 100 GPM ražošanas rūpnīcai).
2. Produkta ūdens kvalitāte: definējiet maksimāli pieļaujamo kopējo izšķīdušo cietvielu (TDS) daudzumu vai specifiskās jonu koncentrācijas (piemēram, silīcija dioksīds, nātrijs, hlorīdi) permeāta ūdenī. Tas nosaka nepieciešamo sāls atgrūšanas procentuālo daudzumu.
3. Barības ūdens avots un analīze: Šis ir vissvarīgākais datu kopums. Visaptveroša ūdens analīze nav apspriežama. Galvenie parametri:

    ◦TDS, vadītspēja

    ◦Dūņu blīvuma indekss (SDI) jeb duļķainība (mēra piesārņojuma potenciālu)

    ◦Kalcija, magnija (cietības), bārija, stroncija (kaļķakmens veidotāji), silīcija dioksīda, dzelzs, mangāna koncentrācija

    ◦pH, temperatūra

    ◦Brīvais hlors (jābūt nullei, lai aizsargātu membrānas)

4. Darbības apstākļi: Stundas dienā, dienas nedēļā, nepieciešamā sistēmas pieejamība.

 

2. solis: galvenie projektēšanas aprēķini (“cik daudz”)

Ievērojot iepriekš minētās prasības, jūs veicat šādus aprēķinus:

1. Sistēmas atgūšanas ātrums (%R): Padeves ūdens procentuālā daļa, kas pārvērsta produkta ūdenī.

    ◦Formula: R (%) = (Produkta plūsma / Padeves plūsma) x 100

    ◦Ierobežojošais faktors: Atgūšanu ierobežo padeves ūdens kaļķakmens veidošanās potenciāls. Augstāka atgūšana nozīmē, ka koncentrāta (atmetuma) plūsma kļūst koncentrētāka, radot kaļķakmens nogulšņu veidošanās risku uz membrānas. Programmatūra (piemēram, Dow/Chemours ROSA) tiek izmantota, lai modelētu maksimāli pieļaujamo atgūšanu, pamatojoties uz ūdens ķīmisko sastāvu, pretkaļķa devu un pH regulēšanu.

2. Koncentrācijas faktors (KS): saistīts ar atveseļošanos.

    ◦Formula: CF = 1 / (1 - R) vai CF = barības TDS / koncentrāta TDS

    ◦Piemērs: Pie 75 % atgūšanas koncentrāts ir 4 reizes koncentrētāks nekā padeve (KF = 1/(1–0,75) = 4).

3. Barības plūsmas prasība (Qf):

    ◦Formula: Qf = Qp / R

    ◦Piemērs: Ja nepieciešams 100 GPM produkta (Qp) ar 75% atgūstamību (R), nepieciešama padeves plūsma: 100 / 0,75 = 133,3 GPM.

4. Koncentrāta (noraidījuma) plūsma (Qc):

    ◦Formula: Qc = Qf - Qp

    ◦Piemērs: 133,3 – 100 = 33,3 galoni minūtē.

5. Membrānas masīva dizains:

    ◦Rūpnieciskās sistēmas tiek veidotas "masīvos" (piemēram, 2:1, 3:2:1 masīvā), lai uzturētu atbilstošu šķērsplūsmas ātrumu pāri membrānas virsmai, kas samazina piesārņojumu.

    ◦Spiediena trauku (korpusu) un membrānu skaitu nosaka nepieciešamā padeves plūsma un ražotāja norādītās plūsmas specifikācijas.

6. Plūsma (GPD/ft² jeb LMH): permeāta plūsmas ātrums uz membrānas laukuma vienību.

    ◦Formula kopējās nepieciešamās membrānas laukuma aprēķināšanai: Laukums = Qp / Plūsma

    ◦Plūsmas vadlīnijas: Izvēlētas, pamatojoties uz padeves ūdens kvalitāti (mazāka plūsma sliktas kvalitātes ūdenim, lai samazinātu piesārņojumu).

        ▪RO permeāts (2. caurlaide): 20–30 GFD

        ▪Akas ūdens: 12–18 GFD

        ▪Virszemes ūdeņi: 8–14 GFD

        ▪Notekūdeņi: 7–12 GFD

 

3. solis: Izmēru noteikšana pirms un pēc apstrādes ("Atbalsta sistēma")

RO nevar darboties viens pats. Tā lielums nosaka visa atbalsta aprīkojuma lielumu.

1. Priekšapstrāde (jāprojektē, pamatojoties uz padeves ūdens analīzi):

    ◦Multimediju filtrs: Suspendēto cietvielu atdalīšanai. Piemērots padeves plūsmai (Qf) ar tipisku darba plūsmas ātrumu 5–10 GPM/ft.².

    ◦Mīkstinātāja vai pretkaļķotāja injekcija: Lai kontrolētu kaļķošanos. Mīkstinātāja izmērs tiek noteikts atbilstoši padeves plūsmai (Qf) un cietības slodzei.

    ◦Oglekļa filtrs vai nātrija bisulfīta injekcija: hlora atdalīšanai. Izmērs paredzēts Qf.

    ◦Kārtridža filtrs (5µ drošības filtri): Izmērs Qf.

2. Augstspiediena sūkņa izvēle:

    ◦Jānodrošina Qf nepieciešamajā spiedienā, lai pārvarētu koncentrētās padeves osmotisko spiedienu un sistēmas spiediena zudumus.

    ◦Spiediens parasti svārstās no 150 līdz 300 psi iesāļūdenī un no 800 līdz 1200 psi jūras ūdenī.

3. Pēcapstrāde:

    ◦Degazifikators vai membrānas kontaktors: CO2 noņemšanai₂ ja pH līmenis tika koriģēts.

◦Jauktas gultas pulētājs (CEDI/EDI): īpaši augstas tīrības pakāpes ūdenim. Izmērs paredzēts Qp.

 

4. solis: sistēmas izkārtojums un sagatavošana

• Viena caurlaide salīdzinājumā ar dubulto (divu) caurlaidi: var pietikt ar vienu caurlaidi. Ja nepieciešams ļoti zems TDS (piemēram, augstspiediena katliem, pusvadītājiem), permeāts no pirmās caurlaides kļūst par padevi otrajai RO sistēmai.
• Koncentrāta sagatavošana pakāpeniskai apstrādei: Lai palielinātu kopējo atgūšanu, koncentrāts no pirmās membrānu bankas kļūst par padevi otrajai bankai. Šī ir "2:1 masīva" koncepcija.

Kopsavilkums: Izmēru pārbaudes saraksts

Parametra simbols Kā tas tiek noteikts

 

Produkta plūsmas Qp Galalietotāja procesa prasība

Barošanas ūdens analīze — laboratorijas tests. Projektēšanas pamats.

Sistēmas atkopšana R Ierobežots mērogošanas potenciāla dēļ (izmantojot programmatūras modelēšanu)

Padeves plūsma Qf Qp / R

Koncentrāta plūsma Qc Qf - Qp

Plūsmas ātrums J Pamatojoties uz padeves ūdens avota kvalitāti (vadlīnijas)

Membrānas laukums Am Qp / J

Membrānu skaits N Am / Laukums uz vienu membrānu (piemēram, 400 pēdas²)

Spiediena tvertņu skaits — N / (membrānas uz tvertni, parasti 6–7)

Masīvs, piemēram, 4:2:1, paredzēts plūsmas un ātruma līdzsvarošanai

Augstspiediena sūknis — jāpiegādā Qf nepieciešamajā spiedienā

Svarīgs brīdinājums un ieteikums

• Nepārspīlējiet. Nepietiekami liela pirmapstrāde vai pārāk ambiciozs reģenerācijas ātrums novedīs pie strauja membrānas piesārņojuma vai aplikuma veidošanās, kā rezultātā radīsies hroniskas dīkstāves un augstas ekspluatācijas izmaksas.
• Izmantojiet profesionālu programmatūru. Membrānu ražotāji (DuPont, Hydranautics, LG) nodrošina bezmaksas projektēšanas programmatūru (piemēram, ROSA, IMSDesign), kas modelē visu mijiedarbību starp ūdens ķīmisko sastāvu, reģenerāciju, plūsmu un mērogošanu.
• Konsultējieties ar ekspertu. Jebkuram patiesi rūpnieciskam pielietojumam (> 50 GPM) ir standarta prakse iesaistīt ūdens attīrīšanas sistēmu inženieri vai integratoru. Viņi veiks izmēģinājuma testu ar faktisko padeves ūdeni, kas ir zelta standarts konstrukcijas risku samazināšanai un optimāla izmēra nodrošināšanai. HID ir profesionāls RO membrānu un RO sistēmu ražotājs. Lai saņemtu profesionālu risinājumu vai ieteikumus, laipni lūdzam konsultēties ar HID.