¿Qué es la recopilación y normalización de datos de ósmosis inversa?
1. Temperatura de alimentación (F⁰)
2. Flujo de permeado (GPM)
3. Flujo de concentrado (GPM)
4. Presión de alimentación (PSI)
5. Presión de permeado (PSI)
6. Conductividad de la alimentación
7. Conductividad del permeado
Todas estas condiciones operativas afectan directamente la calidad y la cantidad de agua permeada que las membranas de OI pueden producir. Sin embargo, dado que estas condiciones operativas cambian constantemente, es imposible comparar el rendimiento observado de ciertos parámetros en un punto y compararlos con otro punto en diferentes condiciones operativas. Los factores cambiantes, como la temperatura, la calidad del agua de alimentación, el flujo de permeado y la recuperación del sistema, afectan el rendimiento de la membrana.
La normalización de los datos de RO permite al usuario comparar el rendimiento de la membrana de RO con un estándar establecido que no depende de las condiciones operativas cambiantes. Los datos normalizados medirán la condición directa de la membrana de RO y mostrarán el verdadero rendimiento y estado de la membrana de RO.
Los datos que no están normalizados pueden ser engañosos, ya que muchas variables pueden provocar cambios que pueden parecer problemas cuando, en realidad, no lo son. La temperatura del agua de alimentación es la condición más notable que afecta el rendimiento del sistema de RO. La regla general es estimar un cambio de flujo de permeado del 1,5 % por cada grado de cambio Fahrenheit (F⁰).
Por ejemplo, si una RO produjo 50 GPM de permeado cuando el agua de alimentación estaba a 60 F⁰ y luego la temperatura del agua de alimentación bajó 5 F⁰, entonces la RO produciría aproximadamente 46 GPM. La disminución de 4 GPM en el producto es perfectamente normal con la caída de temperatura.
Interpretación de datos
En última instancia, al operador de RO le preocupan dos resultados: la calidad y la cantidad de agua que se produce. Como se mencionó anteriormente, estos dos factores pueden verse influenciados por una serie de variables, como la presión del agua de alimentación, la recuperación del sistema y los cambios en la calidad del agua de alimentación, por nombrar algunas.
Con respecto a la recopilación y normalización de datos de ósmosis inversa (RO), hay tres valores calculados que ayudan a brindar una mejor imagen del rendimiento real de la membrana y ayudan a solucionar con precisión posibles problemas del sistema de RO que involucran la cantidad y calidad del agua producida por el sistema de RO. Al recopilar datos operativos, normalizarlos y luego establecer tendencias en los datos normalizados a lo largo del tiempo, y comparar los valores con la línea de base (calculada a partir de los valores iniciales cuando las membranas de RO eran nuevas o después de haberlas limpiado o reemplazado) se puede lograr una respuesta proactiva. tomar medidas para abordar cualquier problema antes de que se produzcan daños irreversibles en las membranas de ósmosis inversa.
Los tres valores calculados utilizados para monitorear y tendencia son:
• Flujo de permeado normalizado (NPF)
• Rechazo de sal normalizado (NSR)
• Diferencial de presión normalizado (NPD)
Flujo de permeado normalizado (NPF)
NPF mide la cantidad de agua permeada que produce la RO. Si el NPF cae entre un 10% y un 15% por debajo del valor de referencia (la lectura de NPF al inicio con membranas nuevas o cuando se reemplazaron o limpiaron las membranas), esto indica suciedad o incrustaciones en la membrana de RO y se deben limpiar las membranas de RO.
Si el NPF aumenta, esto implica que hay daño en la membrana de RO. El daño puede ser causado por un ataque químico (de un oxidante como el cloro) a la membrana o por un problema mecánico (como una falla en una junta tórica).
En última instancia, al operador de RO le preocupan dos resultados: la calidad y la cantidad de agua que se produce. Como se mencionó anteriormente, estos dos factores pueden verse influenciados por una serie de variables, como la presión del agua de alimentación, la recuperación del sistema y los cambios en la calidad del agua de alimentación, por nombrar algunas.
Con respecto a la recopilación y normalización de datos de ósmosis inversa (RO), hay tres valores calculados que ayudan a brindar una mejor imagen del rendimiento real de la membrana y ayudan a solucionar con precisión posibles problemas del sistema de RO que involucran la cantidad y calidad del agua producida por el sistema de RO. Al recopilar datos operativos, normalizarlos y luego establecer tendencias en los datos normalizados a lo largo del tiempo, y comparar los valores con la línea de base (calculada a partir de los valores iniciales cuando las membranas de RO eran nuevas o después de haberlas limpiado o reemplazado) se puede lograr una respuesta proactiva. tomar medidas para abordar cualquier problema antes de que se produzcan daños irreversibles en las membranas de ósmosis inversa.
Los tres valores calculados utilizados para monitorear y tendencia son:
• Flujo de permeado normalizado (NPF)
• Rechazo de sal normalizado (NSR)
• Diferencial de presión normalizado (NPD)
Flujo de permeado normalizado (NPF)
NPF mide la cantidad de agua permeada que produce la RO. Si el NPF cae entre un 10% y un 15% por debajo del valor de referencia (la lectura de NPF al inicio con membranas nuevas o cuando se reemplazaron o limpiaron las membranas), esto indica suciedad o incrustaciones en la membrana de RO y se deben limpiar las membranas de RO.
Si el NPF aumenta, esto implica que hay daño en la membrana de RO. El daño puede ser causado por un ataque químico (de un oxidante como el cloro) a la membrana o por un problema mecánico (como una falla en una junta tórica).
NPF mide la cantidad de agua permeada que produce la RO. Si el NPF cae entre un 10% y un 15% por debajo del valor de referencia (la lectura de NPF al inicio con membranas nuevas o cuando se reemplazaron o limpiaron las membranas), esto indica suciedad o incrustaciones en la membrana de RO y se deben limpiar las membranas de RO.
Si el NPF aumenta, esto implica que hay daño en la membrana de RO. El daño puede ser causado por un ataque químico (de un oxidante como el cloro) a la membrana o por un problema mecánico (como una falla en una junta tórica).
Cómo se calcula el flujo de permeado normalizado (NPF)
La fórmula para calcular el flujo de permeado normalizado (NPF) es:
- NPF = Flujo de permeado x (ANDP/aNDP de referencia) x (TCF/TCF de referencia)
Dónde:
- TDS de alimentación = Conductividad de alimentación/2
- Factor de concentrado = (Flujo de permeado + Flujo de concentrado) / Flujo de concentrado
- TDS de concentrado = TDS de alimentación x Factor de concentrado
- Presión impulsora neta promedio (aNDP) = (((Presión de alimentación + Presión de concentrado)/2) – ((TDS de alimentación – TDS de concentrado)/200)) – Presión de permeado
- Temperatura de alimentación C = (5/9) x (Temperatura de alimentación – 32)
- TCF (factor de corrección de temperatura) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+temperatura de alimentación C))))
Rechazo de sal normalizado (NSR)
NSR indica qué tan bien la membrana de RO rechaza las sales (contaminantes) y, por lo tanto, afecta la calidad del agua permeada. Si la NSR disminuye, entonces el volumen de sales que pasan a través de la membrana de RO aumenta creando un permeado de menor calidad. Una disminución de NSR puede indicar contaminación, incrustación o degradación de la membrana de RO. Una membrana de OI con buen rendimiento debería proporcionar entre un 97% y un 99% de rechazo. Una membrana se considera "mala" cuando el rechazo de RO cae al 90% o menos. Un período de operación normal de RO presenta una disminución constante de NSR durante el uso continuo. Las membranas de OI suelen durar varios años antes de que sea necesario reemplazarlas y una disminución constante de la NSR es un signo normal de envejecimiento de la membrana. Un régimen adecuado de limpieza de membranas de RO puede ayudar a mejorar la NSR.
La NSR puede ser útil para identificar problemas de contaminación biológica. Cuando la bioincrustación es una preocupación, a menudo la NSR aumentará y el NPF disminuirá. Esto se debe a que el bioincrustante en realidad sellará pequeñas imperfecciones en la membrana de ósmosis inversa, aumentando así el rechazo de sales. Con el tiempo, la capa de bioincrustación envejece y comienza a morir y productos químicos como CO2, metano y/o sustancias orgánicas.
Los ácidos comienzan a difundirse a través de la membrana afectando la calidad del agua permeada (menos rechazo de sal, lo que resulta en una NSR más baja).
Cómo se calcula el rechazo de sal normalizado (NSR)
La fórmula para calcular el Rechazo de Venta Normalizado (NSR) es:
- NSR = 100 ((Paso de sal x (Flujo de permeado/Flujo de permeado inicial) x TCF) x 100)
Dónde:
- TDS del permeado = Conductividad del permeado x 0,67
- TDS de alimentación = Conductividad de alimentación / 2
- Rechazo de sal = 1 – (TDS de permeado / TDS de alimentación)
- Paso de sal = 1 – Rechazo de sal
- Temperatura de alimentación C = (5/9) x (Temperatura de alimentación – 32)
- Factor de corrección de temperatura (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ temperatura de alimentación C))))
Factor de corrección de temperatura (TCF) explicado
La temperatura del agua es uno de los factores clave en el rendimiento de las membranas de ósmosis inversa. Los fabricantes de membranas proporcionan factores de corrección de temperatura para temperaturas de funcionamiento determinadas, que pueden variar según el fabricante y pueden calcularse de diferentes maneras. El método ASTM, como se muestra arriba en los cálculos de NPF y NSR, con el coeficiente de membrana de 2640, se utiliza para nuestro propósito de encontrar variaciones de RO. Se utiliza el coeficiente de membrana de 2640 porque la mayoría de nuestras membranas se ajustarán a este número y el efecto de utilizar un coeficiente específico para cada membrana en los cálculos es insignificante.
Diferencial de presión normalizado (NPD)
El NPD nos indica qué tan limpio está el espaciador de agua de alimentación en la membrana. Estos espaciadores tienen solo alrededor de 30 milésimas de pulgada de espesor y son extremadamente susceptibles a obstruirse. A medida que se produce la obstrucción, aumenta la resistencia al flujo y aumenta la presión.
El NPD comenzará a aumentar con el tiempo debido a la contaminación y las incrustaciones. Las membranas de RO deben limpiarse cuando el DPD aumenta entre un 15 % y un 25 % por encima del valor inicial. NPD y NPF deben monitorearse juntos para determinar cuándo se deben limpiar las membranas de RO. A menudo, el NPF disminuirá y el NPD permanecerá sin cambios. Esto se debe simplemente a que los problemas de incrustaciones/incrustaciones aún no han tapado los espaciadores del agua de alimentación. Con el tiempo, el NPD aumentará junto con la caída del NPF. Una disminución en la NPD generalmente se debe a instrumentación defectuosa o errores cometidos durante la recopilación de datos.
Si se puede medir el NPD para cada etapa de una RO, generalmente se pueden identificar problemas entre la contaminación y la incrustación en función de la ubicación del aumento de la caída de presión. Un aumento de NPD en la etapa frontal de un RO indica un problema de incrustaciones y un aumento de NPD en la segunda etapa indica incrustaciones.
Cómo se calcula el diferencial de presión normalizado (NPD)
La fórmula para calcular el diferencial de presión normalizado (NPD) es:
- NPD = Caída de presión x (Flujo promedio de referencia / Flujo promedio)
Dónde:
- Caída de presión = Presión de alimentación – Presión de concentrado
- Flujo promedio = (Flujo de permeado + Flujo de concentrado)/2
