Käänteisosmoosijärjestelmän käyttöaste määritetään yleensä kalvomoduulien suorituskyvyn ja operatiivisen kokemuksen perusteella. Käyttöaste voidaan yleensä ilmaista seuraavasti:
Ensimmäisen vaiheen RO-järjestelmät: Pienten ja keskisuurten järjestelmien (vähemmän kuin kuusi kalvomoduulia) käyttöasteena on 50–75%.
Ensimmäisen vaiheen RO-järjestelmät: Suurten ja keskisuurten järjestelmien osalta käyttöaste on asetettu 75%: iin.
Toisen vaiheen RO-järjestelmät: käyttöasteen asetetaan yli 85%.
I. Lyhyt katsaus käyttöasteen, uuttokertoimen ja elektrodin polarisaatiokerroin
Käyttöasteen laskentakaava:
R=(fp / ff) × 100%
Tässä kaavassa FF edustaa veden virtausta RO -kalvoon (järjestelmä) (yksikkö: metrit/tunti).
FP - RO -käänteisosmoosin (RO) kalvon (järjestelmä) vedentuotantoaste (metrit/tunti)
R - RO -käänteisosmoosin (RO) kalvon (järjestelmä) käyttöaste (järjestelmä)
Uuttajakerroin laskentakaava:
CF {{0} ÷ (1 - r)
CF Formulassa edustaa uuttokerrointa.
R - RO -käänteisosmoosin (RO) kalvon (järjestelmä) käyttöaste.
Pitoisuuden polarisaatiokerroin
(yksivaiheiselle RO: lle) tulisi olla pienempi tai yhtä suuri kuin 1,2; (Kaksivaiheiselle RO: lle) tulisi olla pienempi tai yhtä suuri kuin 1,4.
HUOMAUTUS: Yhden RO -kalvomoduulin enimmäiskäyttöaste perinteisessä RO -järjestelmässä on 15%, kun taas suurin käyttöaste on 15% * 1.2=18%. RO -järjestelmän kehittämisessä 15% käytetään yleensä suunnittelustandardina, ja hälytys annetaan, kun tämä arvo ylitetään.
Pienille RO -järjestelmille, joissa on vähemmän kuin kuusi membraanimoduulia, edellä mainitut maksimaalisen käyttöasteen rajoitukset voidaan rentoutua.
II. Mitkä tekijät vaikuttavat RO -järjestelmän hyödyntämiseen?
RO-järjestelmän hyödyntämiseen vaikuttavat tekijät voidaan luokitella neljään pääkomponenttiin: säästeliäästi liukoinen suola-skaalaus, elektrodin polarisaatio, linjan loppuosan suolaveden virtausnopeus ja tasapainotettu kalvovirta. Kunkin komponentin merkitykselliset tekijät ovat seuraavat:
Häventävästi liukoisten suolojen rakenne liittyy lähdeveden laatuun ja sen kierrätysnopeuteen.
Elektrodien polarisaatio viittaa suolapitoisuuden lisääntymiseen kalvomoduulin pinnan suolaveden puolella.
Rivikomponentin suolaveden tuotannon on oltava riittävä suolaveden tyhjentämiseen tehokkaasti lisääntyneellä suolapitoisuudella ja vähentämään suolaveden puolella skaalausriskiä.
Kalvovirta: Tasapainotettu kalvovirta varmistaa tasaisen tehokkuuden etu- ja takamoduulien keskuudessa, mikä estää liiallista käyttöä tai vuon esiintymistä missä tahansa moduulissa.
Yhdistetyt vaikutukset ①, ② ja ③ esiintyvät linja-moduulin (lopullinen moduuli) suolaveden puolella, missä säästeliäästi liukoisen suolan skaalauksen riski on suurin. Liukoisuustuotevakio (KSP) säästeliäästi liukoisille suoloille on yhtä suuri kuin lähdeveden uuttokertoimen neliöjuuri kerrottuna elektrodin polarisaatiokertoimella (AB-tyyppiselle säästeliäästi liukoisille suoloille, A²B ja AB²). Esimerkiksi 75%: n kalsiumbikarbonaatin käyttöaste on laskettu 1/(1-0,75) =4 ja elektrodin polarisaatiokerroin on 1,2, mikä johtaa CF* =4.8, ja KSP on 23,04-kertainen lähdeveteen (vesihuolto ja jäteaine) KSP.
Kun otetaan huomioon, että ②: ää voidaan puuttua lyhytaikaisella matalajännitteellä puhdistuksella ja ③ ja ④ voidaan säätää tehokkaan membraanimoduulin kohdistamisen avulla tyypillisessä järjestelmässä, joka on liukenemattoman suolan likaantumisen ongelma, tyypillisessä järjestelmässä. Sen rajoitus on ①: n, ②: n ja ③: n yhdistetyt vaikutukset, kun taas lopullinen arvo määritetään yksinomaan järjestelmän uuttotehokkuuden avulla. Tässä esimerkissä maksimi on noin 23,04 kertaa ja minimi on 16 kertaa.
Olettaen, että järjestelmän membraanimoduulit kohdistuvat kyllästymisessä, palautumisnopeuteen vaikuttava ensisijainen tekijä on lähdeveden laatu, erityisesti kalsiumin ja alumiinisilikaattien kertyminen. Kalsium esiintyy pääasiassa kalsiumkarbonaatin ja kalsiumbikarbonaatin muodossa. Kalsiumbikarbonaatin kertymisellä on tyypillisesti ratkaiseva rooli, kun sulfaattipitoisuudet ylittävät merkittävästi pH: n (yleinen tapahtuma hiilen ja kemiallisissa jätevesissä). Muutoin kalsiumbikarbonaatin kertyminen on hallitseva. Lämpötila ja asteikko ja korroosion estäjät vaikuttavat merkittävästi alumiinosilikaattien kertymiseen, eivätkä yleensä vaikuta merkittävästi järjestelmän maksiminkäyttöön (paitsi magnesiumkloridirikkaissa vesilähteissä).
Alla on taulukko, joka osoittaa liukenemattoman suola -asteikon kertymisen vaikutuksen käyttörajoihin erilaisissa lähdevesissä, jotka on johdettu puhtaasti matemaattisten laskelmien (LSI ja KSP) perusteella. (Kun otetaan huomioon elektrodin polarisaation vaikutukset, todelliset käyttörajat voivat olla hiukan korkeammat kuin taulukon arvot.)
Yllä olevasta taulukosta on selvää, että monissa tapauksissa kalsiumkarbonaatin kertyminen on ensisijainen tekijää rajoittava järjestelmän käyttö. Aluminosilikaattien saostumisesta tulee merkityksellistä vain alhaisempien lämpötilojen ja korkeamman magnesiumkloridipitoisuuden olosuhteissa, ja näissä olosuhteissa myös mittakaavan ja korroosion estäjien tehokkuus on merkittävä rooli. Siksi, jos veden pehmentämislaitteita ei käytetä tietojen esikäsittelyn aikana, 75%: n kokonaisen käyttöasteen saavuttaminen on vaikeaa (jopa asteikon ja korroosion estäjien lisäämisen myötä). Kuitenkin, kun veden pehmentämislaitteet on konfiguroitu oikein (Ca 2+ <0,03 mmol/L), kalsium -asteikon kertymisen riski vähenee merkittävästi ja koko käyttöasteen raja ylittää yleensä 75%.
III. Päätelmät ja suositukset (primaarinen käänteisosmoosijärjestelmä)
A. Pienet ja keskisuuret käänteisosmoosijärjestelmät (vähemmän kuin kuusi kalvomoduulia, ja järjestelmän arkkitehtuuri rajoittaa merkittävästi hyödyntämistä):
Hyvä lähdeveden laatu (kuten juomavesi): suositellaan 60–66,7% (uuttokerroin välillä 2,5-3). Tarvittaessa voidaan lisätä pehmentämis- ja scaling-laitteita.
Heikkojen lähdeveden laadun (kuten kierrätetyn veden ja rauta-hiili-täyteaineita) suositellaan 50–60%: n käyttöastetta. Jos asennetaan pehmentämis- ja scaling-laitteet, käyttöaste voidaan nostaa 60-66,7%: iin.
B. Pienet ja keskisuuret RO-järjestelmät (6-20 membraanimoduulilla, järjestelmä rajoittaa jonkin verran käyttöä):
Korkealaatuiselle lähdevedelle (esim. Juomavesi): käyttöaste on 66,7% -75% (uuttokertoimella 3-4) suositellaan. Pehmentämis- ja asteikon estämislaitteet voidaan tarvittaessa lisätä.
Laadukkaita lähdevettä (esim. Kierrätetty vesi ja rauta-hiili-täyteaineet): suositellaan 60-75%: n käyttöastetta ja tarvitaan pehmentämistä ja mittakaavan estämislaitteita.
C. Pienet tai keskikokoiset ja suuremmat RO-järjestelmät (20 tai useamman kalvomoduulin kanssa, järjestelmä ei yleensä rajoita käyttöä, ellei paikan rajoituksia ole).
Korkealaatuista lähdevettä (esim. Juomavesi): suositellaan 75% (uuttokertoimella 4) käyttöaste ja vaaditaan pehmentäminen ja asteikon estämislaitteet.
Laadukkaita lähdevettä (esim. Kierrätetyn veden ja rauta-hiili-täyteaineita) suositellaan 60–75%: n käyttöastetta ja vaaditaan pehmentämistä ja mittakaavan estämislaitteita.
