COME PROGETTARE UN IMPIANTO AD OSMOSI INVERSA IN 10 PASSI
Oggi spiegheremo 10 fasi della progettazione di sistema di osmosi inversa. grosso è professionale Impianto RO produttore da Guangzhou, Cina. Progettiamo oltre +1000 sistemi di purificazione dell'acqua ad osmosi inversa per applicazioni commerciali e industriali.
Ora, controlliamo passo dopo passo la progettazione dell'impianto di osmosi inversa.
1. Valutare la fonte dell'acqua di alimentazione, la qualità dell'acqua di alimentazione e la qualità dell'acqua trattata
Come sapete, sulla terra solo il 2% dell'acqua è acqua dolce. Tutte le altre acque come acque sotterranee, acqua di fiume, acqua di mare, acqua di mare, acqua di lago non sono adatte per essere bevute o utilizzate direttamente nella vostra applicazione. Perché queste acque contengono composti inorganici e organici pericolosi, batteri e virus. Quindi, dobbiamo purificare queste acque. Il risultato del test è importante per progettare un impianto ad osmosi inversa.
Hai una fonte d'acqua, prima devi sapere di più sulla tua acqua. Il modo migliore è inviare una bottiglia d'acqua per testare il laboratorio nella tua città.
Ti danno un risultato di analisi qualcosa del genere. Da questo rapporto, controlla prima il tuo livello TDS. TDS significa solidi totali disciolti, per maggiori dettagli su TDS, ti suggerisco di guardare questo nostro video. Metto il link qui sotto e qui.
Per quanto riguarda la tua applicazione, quale livello TDS vuoi raggiungere per l'acqua trattata. Ad esempio, se si utilizza acqua trattata per l'industria farmaceutica, il livello TDS deve essere inferiore a 1 ppm, se è per l'irrigazione, il livello TDS deve essere inferiore a 500 ppm, se è per bere, il livello TDS deve essere di circa 100-500 ppm.
2. Determinare il tipo di flusso
Esistono due tipi di flusso. Plug flow e ricircolo del concentrato.
Normalmente, tutti i nostri sistemi sono a flusso continuo. Nel flusso a pistone, l'acqua di alimentazione passa una volta attraverso il sistema.
Qui puoi vedere il diagramma di flusso a spina. L'acqua di alimentazione passa gli elementi della membrana e si ottiene acqua permeata e acqua concentrata. Ma a volte, se possibile, per aumentare la quantità e l'efficienza del permeato in tutto il sistema, rimandiamo acqua concentrata per alimentare la fonte d'acqua. Questo tipo di flusso è il ricircolo del concentrato. Dipende dal livello TDS dell'acqua concentrata, dalla velocità di recupero della membrana e dal tipo di membrana. Quindi, il tipo di flusso è un altro criterio importante per progettare un impianto di osmosi inversa.
Qui puoi vedere il diagramma del sistema di osmosi inversa del tipo di ricircolo dell'acqua concentrata.
Determinare il tipo di flusso richiede esperienza e conoscenze tecniche.
3. Selezionare Membrana e Tipo di membrana
Nella progettazione di un impianto di osmosi inversa, gli elementi vengono selezionati in base alla salinità dell'acqua di alimentazione, alla tendenza all'incrostazione dell'acqua di alimentazione, al rifiuto richiesto e ai requisiti energetici. Il primo fattore da tenere in considerazione è la fonte di alimentazione. Se l'alimentazione è acqua salmastra, devono essere selezionati i tipi BW ro membrane. Se l'alimentazione è acqua di mare, Tipi SW ro membrana deve essere considerato. Il TDS per l'acqua salmastra è compreso tra 1000 e 15000 mg/l e nell'acqua di mare è superiore a 15000 mg/l. Nel frattempo, mg/le ppm è la stessa unità.
4. Selezione del flusso di progetto
Le aziende di trattamento delle acque stanno progettando un impianto di osmosi inversa per quanto riguarda la portata specifica del permeato e la velocità di recupero. Per tasso di recupero si intende la percentuale di acqua di alimentazione che diventa acqua trattata con permeato.
Il fattore che ha la maggiore influenza sulla progettazione del sistema a membrana è la tendenza all'incrostazione e alla formazione di incrostazioni dell'acqua di alimentazione. Per saperne di più su fouling e ridimensionamento, ti suggerisco di guardare il nostro video, nella sezione di spiegazione e qui, condivido il link con te.
Un sistema a membrana dovrebbe essere progettato in modo tale che ogni elemento del sistema operi entro un intervallo di condizioni operative raccomandate per ridurre al minimo il tasso di incrostazione e per aiutare a evitare danni meccanici. Queste condizioni operative degli elementi sono limitate da:
• massimo recupero
• portata massima del permeato
• portata minima del concentrato
• portata massima di alimentazione
Qui c'è una tabella per la velocità di flusso, per quanto riguarda SDI (indice di densità del limo) alcuni produttori di membrane RO hanno suggerito velocità di flusso, ora vediamo come usarlo. Se hai acqua di pozzo, il tuo indice SDI è inferiore a 3, il flusso medio del tuo sistema come L/m2.h è 22 -29. 22 è il tasso di flusso minimo e 29 è il tasso di flusso massimo e il tasso di recupero massimo dell'elemento è del 19%. Questi valori sono importanti per progettare un impianto ad osmosi inversa.
5. Calcolo del numero di modulo
Per calcolare il numero di modulo, dobbiamo sapere:
· Portata permeato (Qp) (m3/giorno)
· Area attiva della membrana, (Ae) (m2)
· Flusso di progetto, (f) (L/m2.h)
Il flusso di permeato è la capacità della tua macchina, di quanta acqua hai bisogno al giorno. Area attiva della membrana, è possibile ottenerla dal fornitore della membrana Specifica della membrana RO e flusso di progetto L/m2.h, già fornito nella tabella.
Dopo aver determinato il tipo di modulo come SW o BW in base alla fonte di alimentazione e TDS, è possibile selezionare dal catalogo. È possibile ottenere informazioni importanti nel catalogo come le prestazioni specificate, la descrizione generale del prodotto, l'uso del prodotto e le restrizioni.
Ad esempio, usiamo Dupont Specifiche dell'elemento Filmtec BW30-400. Lascio un link, puoi anche scaricarlo dalla loro pagina web ufficiale. Qui vediamo che l'area attiva è di 37 m2, la portata del permeato è di 40 m3/giorno, la reiezione salina è del 99%.
Anche qui, la dimensione della membrana si vede. Il diametro (C) è di 7,9 pollici, è quasi 8 e la lunghezza (A) è di 40 pollici. Quindi è chiamato sul mercato come 8040.
Facciamo ora un esempio. Quindi, non dimenticare, se progetti un sistema di osmosi inversa da 250 a 2000 lph, dovresti usare un elemento di dimensione 4040, 3000 lph e più, dovresti usare un elemento di dimensione 8040.
Per calcolare il numero dell'elemento, significa il numero della membrana ad osmosi inversa, usiamo questa equazione:
Equazione per il numero di elementi:
Ad esempio, abbiamo acqua di pozzo, l'indice SDI è inferiore a 3. Controlliamo la nostra tabella. Il tasso di flusso è 22-29, se vuoi calcolare il numero massimo di elementi, dovresti usare 22, per il numero minimo di elementi, dovresti usare 29.
Ad esempio, abbiamo bisogno di acqua 6000 litri all'ora. Questa è la nostra portata di permeato (Qp). La nostra acqua di pozzo TDS è superiore a 10000 ppm, è acqua salmastra, scegliamo la membrana di tipo BW. Questa è la specifica dell'elemento Dupont Filmtec BW30-400. L'area attiva dell'elemento è di 37 m2 (Ae). Ora, usiamo l'equazione e inseriamo il numero nell'equazione per progettare un impianto di osmosi inversa.
Nessun minimo= 6000/(37×29)= 7,3 = 6
Nemax = 6000/(37×22) =5.59 = 7
Come vedi, per un sistema da 6000 lph, puoi usare 6 pezzi di membrana RO.
6. Calcolo del numero di recipienti a pressione (Nv)
Numero totale di recipienti a pressione necessari = (numero totale di moduli) / (numero di moduli in un recipiente a pressione).
Il numero calcolato deve essere arrotondato all'intero più vicino. Ad esempio trovi il numero 5.89, quindi puoi usare 6 navi. Per i sistemi di grandi dimensioni, i vasi a 6 elementi sono standard, ma sono disponibili vasi fino a 8 elementi. Per sistemi più piccoli e/o compatti, è possibile selezionare recipienti più corti.
Possono bastare piccoli impianti come 250, 500 litri all'ora, un solo 4040 o due elementi 4040.
Ad esempio, se andiamo a 6000 lph Sistema ad osmosi inversa esempio, abbiamo scoperto che abbiamo bisogno di 6 membrane ro, se scegliamo un alloggiamento a membrana a 2 elementi, abbiamo bisogno di 3 alloggiamenti a membrana.
Nel frattempo, l'alloggiamento della membrana e le navi degli elementi sono la stessa cosa, ogni paese usa un termine diverso per questo.
7. Calcolo del recupero (S) %
Il recupero è il rapporto tra il flusso del permeato e il flusso dell'acqua di alimentazione, viene calcolato come questa equazione.
Con un maggiore recupero, la pressione potrebbe aumentare leggermente, ma la salamoia sarà più concentrata, il che può rendere più difficile lo smaltimento.
Nel sistema RO, il recupero è una funzione del rifiuto del sale. Pertanto, le capacità di rigetto delle membrane RO sono specificate con una percentuale di rigetto del sale o un valore di taglio del peso molecolare (MWCO). Quindi, il rigetto del sale viene tipicamente utilizzato per le membrane RO come questa equazione:
Abbreviazione
· Il rifiuto è adimensionale e (espresso come frazione).
· CP = concentrazione nel permeato,
· CF = concentrazione nell'acqua di alimentazione.
Il rifiuto può essere calcolato per parametri di massa come TDS o conducibilità.
Forse è meglio spiegare con un esempio come utilizzare questa equazione nella progettazione di un impianto ad osmosi inversa:
Ad esempio, abbiamo acqua salmastra, il suo TDS è di 12000 ppm e vogliamo ottenere acqua permeata per l'irrigazione a 500 ppm. Usiamo la membrana BW e il suo rifiuto del sale è del 97%.
Abbiamo l'equazione:
Se non sai come utilizzare il calcolo del numero logaritmico ed esponenziale, puoi farlo facilmente con il metodo per tentativi ed errori, in questo metodo dai valore a S, per il tasso di recupero del sistema di acqua salmastra compreso tra 0,40 e 0,70, quindi iniziamo con 0,45 , e troviamo 0,56 significa tasso di recupero del 56%.
8. Calcolo delle tappe
Il numero di stadi definisce quanti recipienti a pressione in serie, il mangime passerà fino a quando non esce dal sistema e viene scaricato come concentrato. Ogni stadio è costituito da un certo numero di recipienti a pressione in parallelo.
Qui, ti darò due tabelle per acqua salmastra e acqua di mare. È possibile utilizzare queste tabelle per scegliere il numero di stadi e il tasso di recupero corretti. Ma normalmente utilizziamo il software ROSA o WAVE per essere sicuri del numero di stadi.
9. Determina il rapporto tra gli stadi (R)
La relazione del numero di recipienti a pressione negli stadi successivi è chiamata rapporto di stadiazione che indichiamo con R.
Per un sistema con quattro vasi nel primo stadio e due vasi nel secondo stadio, il rapporto di stadiazione è 2:1. Quindi, un sistema a tre stadi con quattro, tre e due vasi rispettivamente nel primo, secondo e terzo stadio ha un rapporto di stadiazione di 4:3:2. Nei sistemi di acqua salmastra, i rapporti di stadiazione tra due stadi successivi sono generalmente vicini a 2:1 per navi a 6 elementi e inferiori a quelli per navi più corte. Quindi nei sistemi di acqua di mare a due stadi con navi a 6 elementi, il rapporto di stadiazione tipico è 3:2.
Quindi, la messa in scena ideale di un sistema è tale che ogni fase operi alla stessa frazione del recupero del sistema, a condizione che tutti i recipienti a pressione contengano lo stesso numero di elementi. Quindi, il rapporto di stadiazione R di un sistema con n stadi e un sistema di recupero S (come frazione) può quindi essere calcolato con questa equazione per progettare un impianto ad osmosi inversa:
Il numero di recipienti a pressione nel primo stadio Nv(1) può essere calcolato con il rapporto di stadiazione R dal numero totale di recipienti Nv.
10. Bilanciare la portata del permeato
La portata del permeato dell'ultimo modulo di un impianto è normalmente inferiore alla portata dei primi elementi. Quindi, questo è il risultato della caduta di pressione nel canale di alimentazione e dell'aumento della pressione osmotica dall'alimentazione al concentrato.
In determinate condizioni, il rapporto tra la portata del permeato del primo elemento e dell'ultimo elemento può diventare molto elevato. Queste condizioni come:
· L'elevato recupero del sistema
· Elevata salinità dell'alimentazione
· Membrane a bassa pressione
· Alta temperatura dell'acqua
· Nuove membrane
L'obiettivo di progettare un impianto ad osmosi inversa
L'obiettivo di un buon progetto è bilanciare di conseguenza la portata degli elementi in diverse posizioni. Ciò può essere ottenuto con i seguenti mezzi:
• Aumento della pressione di alimentazione tra le fasi
• Applicare una contropressione del permeato solo al primo stadio di un sistema a due stadi
• Sistema ibrido: utilizzare membrane con permeabilità all'acqua inferiore nelle prime posizioni e membrane con permeabilità all'acqua più elevata nelle ultime posizioni: ad esempio membrane per acqua di mare ad alto rigetto nella prima e membrane per acqua di mare ad alta produttività nella seconda fase di un sistema RO con acqua di mare.
Voglio dirlo ancora una volta, se si progetta il sistema secondo questi passaggi, c'è una probabilità che il sistema progettato abbia dei problemi. Quindi, è necessario analizzare il sistema utilizzando alcuni software come ROSA o WAVE per correggere gli errori. Perché come produttore di trattamento dell'acqua, tutti i sistemi, in primo luogo, controlliamo con il software per vedere se ci sono problemi di progettazione di conseguenza. È molto importante, se vuoi imparare a usare questi software, scrivi nei commenti.
Per avere maggiori informazioni sulla progettazione di un impianto ad osmosi inversa, puoi contattarci liberamente. Se hai bisogno di un preventivo, compila il modulo sottostante e ti contatteremo al più presto.