Tingkat pemanfaatan sistem osmosis terbalik umumnya ditentukan berdasarkan kinerja modul membran dan pengalaman operasional. Tingkat pemanfaatan umumnya dapat dinyatakan sebagai berikut:
Sistem RO tahap pertama: Untuk sistem kecil dan menengah (kurang dari enam modul membran), tingkat pemanfaatan ditetapkan pada 50% hingga 75%.
Sistem RO tahap pertama: Untuk sistem besar dan menengah, tingkat pemanfaatan ditetapkan pada 75%.
Sistem RO tahap kedua: Tingkat pemanfaatan ditetapkan di atas 85%.
I. Tinjauan singkat tentang laju pemanfaatan, faktor ekstraksi, dan faktor polarisasi elektroda
Rumus perhitungan laju pemanfaatan:
R=(fp / ff) × 100%
Dalam rumus ini, FF mewakili aliran air ke membran RO (sistem) (unit: meter/jam).
FP - Tingkat produksi air membran reverse osmosis (RO) (sistem) (meter/jam)
R - tingkat pemanfaatan membran reverse osmosis (RO) (sistem)
Formula Perhitungan Faktor Ekstraksi:
Cf=1 ÷ (1 - r)
CF dalam rumus mewakili faktor ekstraksi.
R - laju pemanfaatan membran reverse osmosis (RO) (sistem).
Faktor polarisasi konsentrasi
(Untuk RO satu tahap) harus kurang dari atau sama dengan 1.2; (Untuk RO dua tahap) harus kurang dari atau sama dengan 1,4.
Catatan: Tingkat pemanfaatan maksimum dari modul membran RO tunggal dalam sistem RO tradisional adalah 15%, sedangkan tingkat pemanfaatan maksimum adalah 15% * 1.2=18%. Dalam pengembangan sistem RO, 15% umumnya digunakan sebagai standar desain, dan alarm akan dikeluarkan ketika nilai ini terlampaui.
Untuk sistem RO kecil dengan kurang dari enam modul membran, batas laju pemanfaatan maksimum di atas dapat dilonggarkan.
Ii. Faktor apa yang mempengaruhi pemanfaatan sistem RO?
Faktor-faktor yang mempengaruhi pemanfaatan sistem RO dapat dikategorikan ke dalam empat komponen utama: penskalaan garam yang larut, polarisasi elektroda, laju aliran air asin komponen akhir, dan fluks membran seimbang. Faktor yang relevan untuk setiap komponen adalah sebagai berikut:
Struktur garam yang larut dalam terkait dengan kualitas air sumber dan laju daur ulangnya.
Polarisasi elektroda mengacu pada peningkatan konsentrasi garam pada sisi air garam dari permukaan modul membran.
Output air garam dari komponen akhir garis harus cukup untuk secara efektif menguras air garam dengan peningkatan kandungan garam dan mengurangi risiko penskalaan di sisi air garam.
Fluks membran: Fluks membran seimbang memastikan efisiensi yang seragam di antara modul depan dan belakang, mencegah pemanfaatan atau fluks yang berlebihan terjadi di satu modul.
Efek gabungan ①, ②, dan ③ terjadi pada sisi air garam dari modul akhir garis (modul akhir), di mana risiko penskalaan garam yang larut adalah yang terbesar. Konstanta produk kelarutan (KSP) untuk garam yang larut adalah sama dengan akar kuadrat dari faktor ekstraksi air sumber yang dikalikan dengan faktor polarisasi elektroda (untuk garam yang larut dengan tipe AB, A²B dan AB² adalah dadu). Mengambil 75% kalsium bikarbonat laju pemanfaatan sebagai contoh, faktor ekstraksi dihitung sebagai 1/(1-0.75) =4, dan faktor polarisasi elektroda adalah 1,2, menghasilkan CF* =4.8, dan KSP adalah 23,04 kali sumber air dan WASTER AIR).
Mempertimbangkan bahwa ② dapat diatasi melalui pembersihan tegangan rendah jangka pendek, dan ③ dan ④ dapat disesuaikan melalui penyelarasan modul membran yang efektif, dalam sistem khas, tingkat pemanfaatan RO secara keseluruhan terutama dipengaruhi oleh masalah pengulangan garam yang tidak larut. Keterbatasannya adalah efek gabungan dari ①, ②, dan ③, sedangkan nilai pamungkas semata -mata ditentukan oleh efisiensi ekstraksi sistem. Dalam contoh ini, maksimum sekitar 23,04 kali, dan minimum 16 kali.
Dengan asumsi modul membran sistem diselaraskan pada saturasi, faktor utama yang mempengaruhi laju pemulihan adalah kualitas air sumber, terutama akumulasi kalsium dan silikat aluminium. Kalsium ada terutama dalam bentuk kalsium karbonat dan kalsium bikarbonat. Akumulasi kalsium bikarbonat biasanya memainkan peran yang menentukan ketika konsentrasi sulfat secara signifikan melebihi pH (kejadian umum dalam batu bara dan air limbah kimia). Kalau tidak, akumulasi kalsium bikarbonat mendominasi. Akumulasi aluminosilikat secara signifikan dipengaruhi oleh suhu dan skala dan inhibitor korosi, dan umumnya tidak secara signifikan memengaruhi pemanfaatan maksimum sistem (kecuali dalam sumber air kaya klorida magnesium).
Di bawah ini adalah tabel yang menunjukkan dampak akumulasi skala garam yang tidak larut pada batas pemanfaatan di berbagai perairan sumber, diturunkan berdasarkan perhitungan matematika murni (LSI dan KSP). (Dengan mempertimbangkan efek polarisasi elektroda, batas pemanfaatan aktual mungkin sedikit lebih tinggi dari nilai dalam tabel.)
Dari tabel di atas, jelas bahwa dalam banyak kasus, akumulasi kalsium karbonat adalah pemanfaatan sistem pembatas faktor utama. Pengendapan aluminosilikat hanya menjadi relevan dalam kondisi suhu yang lebih rendah dan kandungan magnesium klorida yang lebih tinggi, dan dalam kondisi ini, efektivitas skala dan inhibitor korosi juga memainkan peran penting. Oleh karena itu, jika peralatan pelunakan air tidak digunakan selama pra-pemrosesan data, mencapai tingkat pemanfaatan penuh 75% sulit (bahkan dengan penambahan skala dan inhibitor korosi). Namun, ketika peralatan pelunakan air dikonfigurasi dengan benar (Ca 2+ <0,03 mmol/L), risiko akumulasi skala kalsium berkurang secara signifikan, dan batas tingkat pemanfaatan penuh umumnya melebihi 75%.
AKU AKU AKU. Kesimpulan dan Rekomendasi (Sistem Osmosis Terbalik Primer)
A. Sistem osmosis terbalik berukuran kecil dan menengah (kurang dari enam modul membran, dengan pemanfaatan secara signifikan dibatasi oleh arsitektur sistem):
Kualitas air sumber yang baik (seperti air minum): Tingkat pemanfaatan 60-66,7% (dengan faktor ekstraksi antara 2,5 dan 3) direkomendasikan. Jika perlu, peralatan pelunakan dan anti-skaling dapat ditambahkan.
Untuk kualitas air sumber yang lemah (seperti air daur ulang dan pengisi besi-karbon), tingkat pemanfaatan 50-60% direkomendasikan. Jika peralatan pelunakan dan anti-skaling dipasang, tingkat pemanfaatan dapat ditingkatkan menjadi 60-66,7%.
B. Sistem RO berukuran kecil hingga menengah (dengan 6 hingga 20 modul membran, pemanfaatan agak dibatasi oleh sistem):
Untuk air sumber berkualitas tinggi (misalnya, air minum): Tingkat pemanfaatan 66,7% -75% (dengan faktor ekstraksi 3-4) direkomendasikan. Peralatan penghambatan pelunakan dan skala dapat ditambahkan jika perlu.
Untuk air sumber berkualitas rendah (misalnya, air daur ulang dan pengisi besi-karbon): Tingkat pemanfaatan 60-75% disarankan, dan diperlukan peralatan penghambatan pelunakan dan skala.
C. Sistem RO kecil hingga menengah dan lebih besar (dengan 20 atau lebih modul membran, pemanfaatan umumnya tidak dibatasi oleh sistem, kecuali ada pembatasan lokasi).
Untuk air sumber berkualitas tinggi (misalnya, air minum): Tingkat pemanfaatan 75% (dengan faktor ekstraksi 4) direkomendasikan, dan diperlukan peralatan penghambatan pelunakan dan skala.
Untuk air sumber berkualitas rendah (misalnya, air daur ulang dan pengisi besi-karbon), tingkat pemanfaatan 60% -75% direkomendasikan, dan diperlukan peralatan penghambatan pelunakan dan skala.
