WIE MAN EINE UMKEHROSMOSE-ANLAGE IN 10 SCHRITTEN ENTWICKELT
Heute erklären wir 10 Schritte zum Entwerfen von Umkehrosmoseanlage. klobig ist professionell RO-Anlage Hersteller aus Guangzhou, China. Wir entwickeln über 1000 Umkehrosmose-Wasserreinigungssysteme für gewerbliche und industrielle Anwendungen.
Jetzt überprüfen wir Schritt für Schritt die Konstruktion der Umkehrosmoseanlage.
1. Bewerten Sie die Speisewasserquelle, die Speisewasserqualität und die Qualität des aufbereiteten Wassers
Wie Sie wissen, sind auf der Erde nur 2 % des Wassers Süßwasser. Alle anderen Wässer wie Grundwasser, Flusswasser, Meerwasser, Ozeanwasser, Seewasser sind nicht direkt zum Trinken oder zur Verwendung in Ihrer Anwendung geeignet. Denn diese Wässer enthalten gefährliche anorganische und organische Verbindungen, Bakterien und Viren. Also müssen wir diese Gewässer reinigen. Das Testergebnis ist wichtig für die Auslegung einer Umkehrosmoseanlage.
Sie haben eine Wasserquelle, zuerst müssen Sie mehr über Ihr Wasser wissen. Am besten schicken Sie eine Flasche Wasser an ein Testlabor in Ihrer Stadt.
Sie geben Ihnen ein Analyseergebnis in etwa wie dieses. Überprüfen Sie anhand dieses Berichts zuerst Ihren TDS-Level. TDS bedeutet Gesamtmenge an gelösten Feststoffen. Für weitere Einzelheiten über TDS empfehle ich Ihnen, sich dieses Video anzusehen. Link habe ich unten und hier eingefügt.
In Bezug auf Ihre Anwendung, welchen TDS-Wert Sie für behandeltes Wasser erreichen möchten. Wenn Sie beispielsweise aufbereitetes Wasser für die pharmazeutische Industrie verwenden, muss der TDS-Gehalt unter 1 ppm liegen, wenn es für die Bewässerung verwendet wird, muss der TDS-Gehalt unter 500 ppm liegen, wenn es zum Trinken verwendet wird, muss der TDS-Gehalt bei etwa 100-500 ppm liegen.
2. Bestimmen Sie die Strömungsart
Es gibt zwei Strömungsarten. Pfropfenströmung und Konzentratrezirkulation.
Normalerweise sind alle unsere Systeme kontinuierliche Pfropfenströmung. Bei Plug-Flow wird Speisewasser einmal durch das System geleitet.
Hier sehen Sie das Plug-Flow-Diagramm. Speisewasser passiert Membranelemente, und Sie erhalten Permeatwasser und Konzentratwasser. Aber manchmal, wenn möglich, leiten wir konzentriertes Wasser zur Speisewasserquelle zurück, um die Permeatmenge und Effizienz in allen Systemen zu erhöhen. Dieser Strömungstyp ist die Konzentratrezirkulation. Sie ist abhängig vom TDS-Gehalt des konzentrierten Wassers, der Membranrückgewinnungsrate und dem Membrantyp. Daher ist die Strömungsart ein weiteres wichtiges Kriterium für die Auslegung einer Umkehrosmoseanlage.
Hier sehen Sie das Diagramm des Umkehrosmosesystems mit Konzentratwasserrückführung.
Die Bestimmung des Strömungstyps erfordert Erfahrung und technisches Wissen.
3. Wählen Sie Membran und Membrantyp aus
Bei der Konstruktion einer Umkehrosmoseanlage werden die Elemente entsprechend dem Salzgehalt des Speisewassers, der Tendenz zur Verschmutzung des Speisewassers, der erforderlichen Zurückweisung und dem Energiebedarf ausgewählt. Der erste Faktor, der berücksichtigt werden muss, ist die Futterquelle. Handelt es sich bei der Zuführung um Brackwasser, müssen BW-Typen für Membranen gewählt werden. Wenn das Futter Meerwasser ist, SW-Typen Ro-Membran berücksichtigt werden müssen. TDS für Brackwasser liegt zwischen 1000–15000 mg/l und für Meerwasser bei über 15000 mg/l. Unterdessen haben mg/l und ppm die gleiche Einheit.
4. Auswahl des Design-Flussmittels
Wasseraufbereitungsunternehmen planen eine Umkehrosmoseanlage im Hinblick auf die spezifische Permeatflussrate und Rückgewinnungsrate. Die Rückgewinnungsrate bedeutet, wie viel Prozent des Speisewassers zu permeatbehandeltem Wasser wird.
Der Faktor, der den größten Einfluss auf die Auslegung des Membransystems hat, ist die Fouling- und Scaling-Neigung des Speisewassers. Um mehr über Fouling und Scaling zu erfahren, schlage ich vor, dass Sie sich unser Video im Erklärungsabschnitt ansehen und hier teile ich den Link mit Ihnen.
Ein Membransystem sollte so ausgelegt sein, dass jedes Element des Systems innerhalb eines Bereichs empfohlener Betriebsbedingungen arbeitet, um die Verschmutzungsrate zu minimieren und mechanische Schäden zu vermeiden. Diese Elementbetriebsbedingungen werden begrenzt durch:
• maximale Erholung
• maximaler Permeatdurchfluss
• minimaler Konzentratdurchfluss
• maximale Zufuhrmenge
Hier gibt es eine Tabelle für die Flussrate, in Bezug auf den SDI (Schlammdichteindex) haben einige Hersteller von RO-Membranen Flussraten vorgeschlagen, jetzt sehen wir, wie man sie verwendet. So wie Sie Brunnenwasser haben, ist Ihr SDI-Index kleiner als 3, Ihr Systemdurchschnittsfluss als L/m2.h ist 22 -29. 22 ist die minimale Flussrate und 29 ist die maximale Flussrate, und die maximale Elementrückgewinnungsrate beträgt 19 %. Diese Werte sind wichtig für die Auslegung einer Umkehrosmoseanlage.
5. Berechnung der Modulnummer
Um die Modulnummer zu berechnen, müssen wir wissen:
· Permeatfluss (Qp) (m3/Tag)
· Aktive Membranfläche, (Ae) (m2)
· Auslegungsfluss, (f) (L/m2.h)
Der Permeatfluss ist Ihre Maschinenkapazität, wie viel Wasser benötigen Sie pro Tag. Die aktive Membranfläche erhalten Sie vom Membranlieferanten RO-Membranspezifikation und Designfluss L / m2.h, die ich Ihnen bereits in der Tabelle gegeben habe.
Nach Bestimmung des Modultyps wie SW oder BW anhand der Einspeisequelle und des TDS können Sie aus dem Katalog auswählen. Im Katalog erhalten Sie wichtige Informationen wie spezifizierte Leistung, allgemeine Produktbeschreibung sowie Produktverwendung und -einschränkungen.
Zum Beispiel verwenden wir Dupont Filmtec BW30-400 Elementspezifikation. Ich hinterlasse einen Link, den Sie auch von ihrer offiziellen Webseite herunterladen können. Hier sehen wir eine aktive Fläche von 37 m2, eine Permeatflussrate von 40 m3/Tag und eine Salzrückhaltung von 99 %.
Auch hier, Membrangröße kann man es sehen. Der Durchmesser (C) beträgt 7,9 Zoll, er ist fast 8 und die Länge (A) beträgt 40 Zoll. Daher wird es im Markt als 8040 bezeichnet.
Jetzt machen wir ein Beispiel. Vergessen Sie also nicht, wenn Sie ein Umkehrosmosesystem mit 250 bis 2000 l/h entwerfen, sollten Sie ein Element der Größe 4040 verwenden, bei 3000 l/h und mehr sollten Sie ein Element der Größe 8040 verwenden.
Um die Elementnummer zu berechnen, bedeutet dies die Nummer der Umkehrosmosemembran, wir verwenden diese Gleichung:
Gleichung für die Anzahl der Elemente:
Zum Beispiel haben wir Brunnenwasser, der SDI-Index ist kleiner als 3. Wir überprüfen unsere Tabelle. Die Flussrate beträgt 22-29, wenn Sie die maximale Anzahl von Elementen berechnen möchten, sollten Sie 22 verwenden, für die minimale Anzahl von Elementen sollten Sie 29 verwenden.
Wir brauchen zum Beispiel 6000 Liter Wasser pro Stunde. Dies ist unsere Permeatflussrate (Qp). Unser Brunnenwasser TDS ist höher als 10000 ppm, es ist Brackwasser, wir wählen BW-Typ-Membran. Dies ist die Elementspezifikation Dupont Filmtec BW30-400. Die aktive Fläche des Elements beträgt 37 m2 (Ae). Jetzt verwenden wir die Gleichung und setzen die Zahl in die Gleichung ein, um eine Umkehrosmoseanlage zu entwerfen.
Nein min= 6000/(37×29)= 7,3 = 6
Ne max = 6000/(37×22) = 5,59 = 7
Wie Sie sehen, können Sie für ein 6000-lph-System 6 Stück RO-Membranen verwenden.
6. Berechnung der Druckbehälternummer (Nv)
Gesamtzahl der benötigten Druckbehälter = (Gesamtzahl der Module) / (Anzahl der Module in einem Druckbehälter).
Die berechnete Zahl sollte auf die nächste ganze Zahl aufgerundet werden. Wie Sie die Nummer 5.89 finden, können Sie 6 Gefäße verwenden. Für große Systeme sind Gefäße mit 6 Elementen Standard, aber Gefäße mit bis zu 8 Elementen sind erhältlich. Für kleinere und/oder kompakte Systeme können kürzere Gefäße ausgewählt werden.
Kleine Systeme wie 250, 500 Liter pro Stunde, nur ein 4040 oder zwei 4040 Elemente können ausreichen.
Wenn wir zum Beispiel unsere 6000 lph fahren Umkehrosmose-System Beispielsweise haben wir festgestellt, dass wir 6 Ro-Membranen benötigen. Wenn wir uns für ein Membrangehäuse mit 2 Elementen entscheiden, benötigen wir 3 Membrangehäuse.
Inzwischen sind Membrangehäuse und Elementbehälter dasselbe, jedes Land verwendet einen anderen Begriff dafür.
7. Berechnung der Wiederfindung (S) %
Die Rückgewinnung ist das Verhältnis von Permeatfluss zu Speisewasserfluss und wird mit dieser Gleichung berechnet.
Mit zunehmender Rückgewinnung kann der Druck etwas ansteigen, aber die Sole wird konzentrierter, was die Entsorgung erschweren kann.
Im RO-System ist die Rückgewinnung eine Funktion der Salzabweisung. Daher werden die Rückhaltefähigkeiten von RO-Membranen entweder mit einer prozentualen Salzrückweisung oder einem Molekulargewichts-Cutoff-Wert (MWCO) angegeben. Daher wird die Salzabweisung typischerweise für RO-Membranen als folgende Gleichung verwendet:
Abkürzung
· Ablehnung ist dimensionslos und (als Bruch ausgedrückt).
· CP = Konzentration im Permeat,
· CF = Konzentration im Speisewasser.
Die Zurückweisung kann für Massenparameter wie TDS oder Leitfähigkeit berechnet werden.
Vielleicht ist es besser, an einem Beispiel zu erklären, wie man diese Gleichung beim Entwurf einer Umkehrosmoseanlage verwendet:
Da wir Brackwasser haben, beträgt sein TDS 12000 ppm, und wir möchten 500 ppm Permeatwasser für die Bewässerung erhalten. Wir verwenden BW-Membranen und ihre Salzabweisung beträgt 97 %.
Wir haben Gleichung:
Wenn Sie nicht wissen, wie man logarithmische und exponentielle Zahlenberechnungen verwendet, können Sie dies leicht mit der Trial-and-Error-Methode tun. Bei dieser Methode geben Sie S einen Wert für die Wiederherstellungsrate des Brackwassersystems zwischen 0,40 und 0,70, also beginnen wir mit 0,45 , und wir finden 0,56, was eine Wiederherstellungsrate von 56 % bedeutet.
8. Stufenberechnung
Die Anzahl der Stufen legt fest, wie viele Druckbehälter in Reihe die Beschickung durchläuft, bis sie das System verlässt und als Konzentrat abgeführt wird. Jede Stufe besteht aus einer bestimmten Anzahl von parallel geschalteten Druckbehältern.
Hier gebe ich Ihnen zwei Tabellen für Brackwasser und Meerwasser. Sie können diese Tabellen verwenden, um die richtige Anzahl der Stufen und die Wiederherstellungsrate auszuwählen. Aber normalerweise verwenden wir ROSA- oder WAVE-Software, um die Anzahl der Stufen sicher zu stellen.
9. Bestimmen Sie das Verhältnis zwischen den Stufen (R)
Das Verhältnis der Anzahl der Druckbehälter in aufeinanderfolgenden Stufen nennt man Staging Ratio wir zeigen es mit R.
Bei einem System mit vier Gefäßen in der ersten und zwei Gefäßen in der zweiten Stufe beträgt das Stufungsverhältnis 2:1. So hat ein dreistufiges System mit vier, drei und zwei Behältern in der ersten, zweiten und dritten Stufe jeweils ein Stufungsverhältnis von 4:3:2. In Brackwassersystemen liegen die Stufungsverhältnisse zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stufen normalerweise bei 2:1 für 6-Elemente-Schiffe und darunter bei kürzeren Behältern. Daher beträgt das typische Stufenverhältnis in zweistufigen Meerwassersystemen mit 6-Element-Behältern 3:2.
Daher ist die ideale Abstufung eines Systems so, dass jede Stufe mit dem gleichen Bruchteil der Systemrückgewinnung arbeitet, vorausgesetzt, dass alle Druckbehälter die gleiche Anzahl von Elementen enthalten. Das Stufungsverhältnis R einer Anlage mit n Stufen und einer Anlagenrückgewinnung S (als Bruchteil) lässt sich dann mit dieser Gleichung zur Auslegung einer Umkehrosmoseanlage berechnen:
Die Anzahl der Druckbehälter in der ersten Stufe Nv(1) lässt sich mit dem Stufungsverhältnis R aus der Gesamtzahl der Behälter Nv berechnen.
10. Gleichen Sie die Permeatflussrate aus
Der Permeatdurchsatz des letzten Moduls einer Anlage ist normalerweise geringer als der Durchsatz der ersten Elemente. Dies ist also eine Folge des Druckabfalls im Zufuhrkanal und des Anstiegs des osmotischen Drucks von der Zufuhr zum Konzentrat.
Unter bestimmten Bedingungen kann das Verhältnis der Permeatflussrate des ersten Elements und des letzten Elements sehr hoch werden. Diese Bedingungen wie:
· Die hohe Systemwiederherstellung
· Hoher Futtersalzgehalt
· Niederdruckmembranen
· Hohe Wassertemperatur
· Neue Membranen
Das Ziel der Konstruktion einer Umkehrosmoseanlage
Das Ziel eines guten Designs ist es, die Durchflussrate von Elementen an unterschiedlichen Positionen entsprechend auszugleichen. Dies kann durch folgende Mittel erreicht werden:
• Erhöhung des Speisedrucks zwischen den Stufen
• Wenden Sie einen Permeat-Gegendruck nur auf die erste Stufe eines zweistufigen Systems an
• Hybridsystem: Verwenden Sie Membranen mit geringerer Wasserdurchlässigkeit in den ersten Positionen und Membranen mit höherer Wasserdurchlässigkeit in den letzten Positionen: zB Meerwassermembranen mit hohem Rückhaltevermögen in der ersten und Meerwassermembranen mit hoher Produktivität in der zweiten Stufe eines Meerwasser-RO-Systems.
Ich möchte noch einmal sagen: Wenn Sie das System gemäß diesen Schritten entwerfen, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass das entworfene System einige Probleme hat. Daher ist es notwendig, das System mit einer Software wie ROSA oder WAVE zu analysieren, um die Fehler zu beheben. Denn als Wasseraufbereitungshersteller überprüfen wir alle Systeme zunächst mit der Software, um zu sehen, ob es ein entsprechendes Konstruktionsproblem gibt. Es ist sehr wichtig, wenn Sie lernen möchten, wie man diese Software verwendet, schreiben Sie bitte einen Kommentar.
Um weitere Informationen zum Design einer Umkehrosmoseanlage zu erhalten, können Sie sich gerne an uns wenden. Wenn Sie ein Angebot benötigen, füllen Sie bitte das folgende Formular aus und wir werden uns bald mit Ihnen in Verbindung setzen.