อัตราการใช้ประโยชน์ของระบบออสโมซิสแบบย้อนกลับโดยทั่วไปจะถูกกำหนดขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของโมดูลเมมเบรนและประสบการณ์การทำงาน โดยทั่วไปแล้วอัตราการใช้ประโยชน์สามารถแสดงได้ดังนี้:
ระบบ RO ขั้นตอนแรก: สำหรับระบบขนาดเล็กและขนาดกลาง (น้อยกว่าโมดูลเมมเบรนน้อยกว่าหกโมดูล) อัตราการใช้งานจะถูกตั้งไว้ที่ 50% ถึง 75%
ระบบ RO ขั้นตอนแรก: สำหรับระบบขนาดใหญ่และขนาดกลางอัตราการใช้งานถูกตั้งไว้ที่ 75%
ระบบ RO ขั้นตอนที่สอง: อัตราการใช้งานถูกตั้งไว้สูงกว่า 85%
I. ภาพรวมโดยย่อของอัตราการใช้ประโยชน์ปัจจัยการสกัดและปัจจัยโพลาไรซ์อิเล็กโทรด
สูตรการคำนวณอัตราการใช้งาน:
r=(fp / ff) × 100%
ในสูตรนี้ FF แสดงถึงการไหลเข้าของน้ำไปยังเมมเบรน RO (ระบบ) (หน่วย: เมตร/ชั่วโมง)
FP - อัตราการผลิตน้ำของเมมเบรน RO Reverse Reverse (RO) (ระบบ) (เมตร/ชั่วโมง)
R - อัตราการใช้ประโยชน์ของเมมเบรน RO Reverse Reverse (RO) (ระบบ)
สูตรการคำนวณปัจจัยการสกัด:
cf=1 ÷ (1 - r)
CF ในสูตรแสดงถึงปัจจัยการสกัด
R - อัตราการใช้งานของเมมเบรน RO Reverse Reverse (RO) (ระบบ)
ปัจจัยโพลาไรซ์ความเข้มข้น
(สำหรับ RO ขั้นตอนเดียว) ควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.2 (สำหรับ RO สองขั้นตอน) ควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.4
หมายเหตุ: อัตราการใช้ประโยชน์สูงสุดของโมดูลเมมเบรน RO เดียวในระบบ RO แบบดั้งเดิมคือ 15%ในขณะที่อัตราการใช้งานสูงสุดคือ 15% * 1.2=18% ในการพัฒนาระบบ RO โดยทั่วไปจะใช้ 15% เป็นมาตรฐานการออกแบบและจะมีการออกสัญญาณเตือนเมื่อเกินค่านี้
สำหรับระบบ RO ขนาดเล็กที่มีโมดูลเมมเบรนน้อยกว่าหกโมดูลขีด จำกัด อัตราการใช้ประโยชน์สูงสุดข้างต้นสามารถผ่อนคลายได้
ii. ปัจจัยใดที่มีผลต่อการใช้ระบบ RO
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการใช้ระบบ RO สามารถแบ่งออกเป็นสี่ส่วนประกอบหลัก: การปรับสเกลเกลือที่ละลายได้เท่าที่เท่ากัน, โพลาไรซ์อิเล็กโทรด, อัตราการไหลของน้ำเกลือส่วนประกอบปลายบรรทัดและฟลักซ์เมมเบรนที่สมดุล ปัจจัยที่เกี่ยวข้องสำหรับแต่ละองค์ประกอบมีดังนี้:
โครงสร้างของเกลือที่ละลายได้เท่าที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพน้ำต้นทางและอัตราการรีไซเคิล
โพลาไรเซชันอิเล็กโทรดหมายถึงการเพิ่มความเข้มข้นของเกลือที่ด้านน้ำเกลือของพื้นผิวโมดูลเมมเบรน
เอาต์พุตน้ำเกลือของส่วนประกอบปลายบรรทัดจะต้องเพียงพอที่จะระบายน้ำเกลือด้วยปริมาณเกลือที่เพิ่มขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพและลดความเสี่ยงของการปรับขนาดด้านน้ำเกลือ
ฟลักซ์เมมเบรน: ฟลักซ์เมมเบรนที่สมดุลช่วยให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอระหว่างโมดูลด้านหน้าและด้านหลังป้องกันการใช้ประโยชน์มากเกินไปหรือฟลักซ์จากการเกิดขึ้นในโมดูลใด ๆ
เอฟเฟกต์รวม①, ②และ③เกิดขึ้นที่ด้านน้ำเกลือของโมดูลปลายบรรทัด (โมดูลสุดท้าย) ซึ่งความเสี่ยงของการปรับสเกลเกลือที่ละลายได้นั้นยิ่งใหญ่ที่สุด ค่าคงที่ผลิตภัณฑ์การละลาย (KSP) สำหรับเกลือที่ละลายได้เท่ากันเท่ากับรากสแควร์ของปัจจัยการสกัดน้ำแหล่งที่มาคูณด้วยปัจจัยโพลาไรซ์อิเล็กโทรด (สำหรับเกลือที่ละลายได้ชนิด AB, A²BและAB²เป็นคิวบ์) การใช้อัตราการใช้แคลเซียมไบคาร์บอเนต 75% เป็นตัวอย่างปัจจัยการสกัดถูกคำนวณเป็น 1/(1-0.75) =4 และปัจจัยโพลาไรซ์อิเล็กโทรดคือ 1.2 ส่งผลให้ CF* =4.8
เมื่อพิจารณาว่า②สามารถแก้ไขได้ผ่านการทำความสะอาดแรงดันไฟฟ้าระยะสั้นและ③และ④สามารถปรับได้ผ่านการจัดตำแหน่งโมดูลเมมเบรนที่มีประสิทธิภาพในระบบทั่วไปอัตราการใช้งาน RO โดยรวมได้รับผลกระทบจากปัญหาของเกลือเกลือที่ไม่ละลายน้ำ ข้อ จำกัด ของมันคือผลรวมของ①, ②และ③ในขณะที่ค่าสูงสุดจะถูกกำหนดโดยประสิทธิภาพการสกัดของระบบเท่านั้น ในตัวอย่างนี้สูงสุดประมาณ 23.04 ครั้งและขั้นต่ำคือ 16 เท่า
สมมติว่าโมดูลเมมเบรนของระบบอยู่ในแนวเดียวกันที่ความอิ่มตัวปัจจัยหลักที่มีผลต่ออัตราการกู้คืนคือคุณภาพของน้ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งการสะสมของแคลเซียมและอะลูมิเนียมซิลิเกต แคลเซียมมีอยู่เป็นหลักในรูปแบบของแคลเซียมคาร์บอเนตและแคลเซียมไบคาร์บอเนต การสะสมของแคลเซียมไบคาร์บอเนตมักจะมีบทบาทเด็ดขาดเมื่อความเข้มข้นของซัลเฟตสูงกว่าค่า pH อย่างมีนัยสำคัญ (การเกิดขึ้นทั่วไปในน้ำเสียถ่านหินและสารเคมี) มิฉะนั้นการสะสมแคลเซียมไบคาร์บอเนตจะมีอำนาจเหนือกว่า การสะสมของอลูมิโนซิลิเกตได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากอุณหภูมิและขนาดและสารยับยั้งการกัดกร่อนและโดยทั่วไปจะไม่ส่งผลกระทบต่อการใช้ประโยชน์สูงสุดของระบบอย่างมีนัยสำคัญ (ยกเว้นในแหล่งน้ำที่อุดมไปด้วยแมกนีเซียมคลอไรด์)
ด้านล่างนี้เป็นตารางที่แสดงผลกระทบของการสะสมเกลือเกลือที่ไม่ละลายน้ำต่อขีด จำกัด การใช้ประโยชน์ในแหล่งน้ำต่าง ๆ ซึ่งได้มาจากการคำนวณทางคณิตศาสตร์อย่างหมดจด (LSI และ KSP) (คำนึงถึงผลกระทบของขั้วไฟฟ้าโพลาไรซ์ขีด จำกัด การใช้งานจริงอาจสูงกว่าค่าในตารางเล็กน้อย)
จากตารางข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่าในหลายกรณีการสะสมแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นปัจจัยหลักที่ จำกัด การใช้ระบบ การตกตะกอนของอลูมิโนซิลิเกตจะมีความเกี่ยวข้องภายใต้เงื่อนไขของอุณหภูมิที่ต่ำกว่าและปริมาณแมกนีเซียมคลอไรด์ที่สูงขึ้นและในเงื่อนไขเหล่านี้ประสิทธิภาพของสเกลและสารยับยั้งการกัดกร่อนก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน ดังนั้นหากไม่ได้ใช้อุปกรณ์อ่อนนุ่มในระหว่างการประมวลผลข้อมูลล่วงหน้าการบรรลุอัตราการใช้งานเต็มรูปแบบ 75% นั้นเป็นเรื่องยาก (แม้จะมีการเพิ่มขนาดและสารยับยั้งการกัดกร่อน) อย่างไรก็ตามเมื่ออุปกรณ์ลดความนุ่มของน้ำได้รับการกำหนดค่าอย่างถูกต้อง (Ca 2+ <0.03 mmol/L) ความเสี่ยงของการสะสมของแคลเซียมสเกลจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญและขีด จำกัด อัตราการใช้งานเต็มโดยทั่วไปเกิน 75%
iii. บทสรุปและคำแนะนำ (ระบบ reverse Osmosis หลัก)
A. ระบบออสโมซิสย้อนกลับขนาดเล็กและขนาดกลาง (น้อยกว่าโมดูลเมมเบรนน้อยกว่าหกโมดูลโดยมีการใช้ประโยชน์อย่างมีนัยสำคัญโดยสถาปัตยกรรมระบบ):
คุณภาพน้ำแหล่งที่ดี (เช่นน้ำดื่ม): อัตราการใช้ประโยชน์ 60-66.7% (โดยแนะนำปัจจัยการสกัดระหว่าง 2.5 และ 3) หากจำเป็นสามารถเพิ่มอุปกรณ์ลดขนาดและต่อต้านการปรับขนาดได้
สำหรับคุณภาพน้ำที่อ่อนแอ (เช่นน้ำรีไซเคิลและฟิลเลอร์คาร์บอนเหล็ก) แนะนำให้ใช้อัตราการใช้ประโยชน์ 50-60% หากติดตั้งอุปกรณ์ลดขนาดและต่อต้านการปรับขนาดอัตราการใช้ประโยชน์สามารถเพิ่มขึ้นเป็น 60-66.7%
B. ระบบ RO ขนาดเล็กถึงขนาดกลาง (พร้อมโมดูลเมมเบรน 6 ถึง 20 โมดูลการใช้ประโยชน์นั้นค่อนข้าง จำกัด โดยระบบ):
สำหรับแหล่งน้ำที่มีคุณภาพสูง (เช่นน้ำดื่ม): อัตราการใช้ประโยชน์ 66.7% -75% (ด้วยปัจจัยการสกัด 3-4) แนะนำ อาจเพิ่มอุปกรณ์ยับยั้งการลดขนาดและขนาดหากจำเป็น
สำหรับแหล่งน้ำที่มีคุณภาพต่ำ (เช่นการรีไซเคิลน้ำและฟิลเลอร์คาร์บอนเหล็ก): แนะนำให้ใช้อัตราการใช้ประโยชน์ของ 60-75% และจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เสริมที่อ่อนลงและปรับขนาด
C. ระบบ RO ขนาดเล็กถึงขนาดขนาดกลางและขนาดใหญ่ (ที่มีโมดูลเมมเบรน 20 หรือมากกว่านั้นการใช้งานโดยทั่วไปไม่ จำกัด โดยระบบเว้นแต่จะมีข้อ จำกัด ของไซต์)
สำหรับแหล่งน้ำที่มีคุณภาพสูง (เช่นน้ำดื่ม): ขอแนะนำให้ใช้อัตราการใช้ประโยชน์ 75% (ด้วยปัจจัยการสกัด 4) และจำเป็นต้องมีการทำให้อ่อนลงและอุปกรณ์ยับยั้งขนาด
สำหรับแหล่งน้ำที่มีคุณภาพต่ำ (เช่นการรีไซเคิลน้ำและฟิลเลอร์คาร์บอนเหล็ก) แนะนำให้ใช้อัตราการใช้ประโยชน์ที่ 60% -75% และจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เสริมและอุปกรณ์ยับยั้งมาตราส่วน
