Qu'est-ce que la collecte et la normalisation des données sur l'osmose inverse ?

Toutes ces conditions de fonctionnement affectent directement la qualité et la quantité d’eau de perméat que les membranes RO peuvent produire. Cependant, ces conditions opératoires étant en constante évolution, il est impossible de comparer les performances observées de certains paramètres à un moment donné et de les comparer à un autre point dans des conditions opératoires différentes. Des facteurs changeants, tels que la température, la qualité de l'eau d'alimentation, le débit de perméat et la récupération du système, affectent tous les performances de la membrane.

La normalisation des données RO permet à l'utilisateur de comparer les performances de la membrane RO à une norme définie qui ne dépend pas des conditions de fonctionnement changeantes. Les données normalisées mesureront l'état direct de la membrane RO et montreront les véritables performances et la santé de la membrane RO.

Les données qui ne sont pas normalisées peuvent être trompeuses, car un grand nombre de variables peuvent provoquer des changements qui peuvent apparaître comme des problèmes alors qu’en réalité ils ne le sont pas. La température de l’eau d’alimentation est la condition la plus visible affectant les performances du système RO. La règle générale consiste à estimer une variation du débit de perméat de 1,5 % par variation de degré Fahrenheit (F⁰).

Interprétation des données

L'opérateur d'osmose inverse est en fin de compte préoccupé par deux résultats : la qualité et la quantité d'eau produite. Comme mentionné ci-dessus, ces deux facteurs peuvent être influencés par un certain nombre de variables telles que la pression de l'eau d'alimentation, la récupération du système et les changements dans la qualité de l'eau d'alimentation, pour n'en nommer que quelques-unes.

En ce qui concerne la collecte et la normalisation des données d'osmose inverse (RO), il existe trois valeurs calculées qui aident à donner une meilleure image des performances réelles de la membrane et à résoudre avec précision les problèmes potentiels du système RO impliquant la quantité et la qualité de l'eau produite par le système RO. En collectant des données d'exploitation, en normalisant les données, puis en traçant les tendances des données normalisées au fil du temps et en comparant les valeurs à la ligne de base (calculées à partir des valeurs de démarrage lorsque les membranes RO étaient neuves ou après qu'elles aient été nettoyées ou remplacées), il est possible de prendre des mesures proactives. action pour résoudre tout problème avant que des dommages irréversibles aux membranes RO ne se produisent.

Les trois valeurs calculées utilisées pour surveiller et tracer les tendances sont :
• Débit de perméat normalisé (NPF)
• Rejet de sel normalisé (NSR)
• Différence de pression normalisée (NPD)

Débit de perméat normalisé (NPF)

NPF mesure la quantité d’eau de perméat produite par l’OI. Si le NPF chute de 10 % à 15 % en dessous de la valeur de base (la lecture du NPF au démarrage avec de nouvelles membranes ou lorsque les membranes ont été remplacées ou nettoyées), cela indique un encrassement ou un tartre de la membrane RO et les membranes RO doivent être nettoyées.

Si le NPF augmente, cela implique que la membrane RO est endommagée. Les dommages peuvent être causés par une attaque chimique (provenant d'un oxydant comme le chlore) sur la membrane ou par un problème mécanique (comme une défaillance d'un joint torique).

Comment le débit de perméat normalisé (NPF) est calculé

La formule pour calculer le débit de perméat normalisé (NPF) est :

• NPF = Débit de perméat x (aNDP/aNDP de référence) x (TCF/TCF de référence)

Où:

• TDS d'alimentation = Conductivité d'alimentation/2
• Facteur de concentré = (Débit de perméat + Débit de concentré) / Débit de concentré
• TDS concentré = TDS alimentaire x facteur de concentré
• Pression d'entraînement nette moyenne (aNDP) = (((Pression d'alimentation + Pression de concentré)/2) – ((TDS d'alimentation – TDS de concentré)/200)) – Pression de perméat
• Température d'alimentation C = (5/9) x (Temp d'alimentation – 32)
• TCF (facteur de correction de température) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+Feed Temp C))))

Rejet de sel normalisé (NSR)

NSR indique dans quelle mesure la membrane RO rejette les sels (contaminants) et affecte ainsi la qualité de l'eau de perméat. Si le NSR diminue, le volume de sels traversant la membrane RO augmente, créant un perméat de moindre qualité. Une diminution du NSR peut indiquer un encrassement, un tartre ou une dégradation de la membrane RO. Une membrane RO bien performante devrait fournir un taux de rejet de 97 à 99 %. Une membrane est considérée comme « mauvaise » lorsque le rejet de l’OI tombe à 90 % ou moins. Une durée de fonctionnement normale du RO présente une baisse constante du NSR pendant une utilisation continue. Les membranes RO durent généralement plusieurs années avant de devoir être remplacées et une baisse constante du NSR est un signe normal d'une membrane vieillissante. Un régiment approprié de nettoyage des membranes RO peut aider à améliorer le NSR.

NSR peut être utile pour identifier les problèmes d’encrassement biologique. Lorsque l’encrassement biologique constitue un problème, le NSR augmente souvent et le NPF diminue. En effet, le bioencrassement scellera les petites imperfections de la membrane RO, augmentant ainsi le rejet des sels. Au fil du temps, la couche d'encrassement biologique vieillit et commence à mourir et les produits chimiques tels que le CO2, le méthane et/ou les matières organiques
les acides commencent à diffuser à travers la membrane, affectant la qualité de l'eau de perméat (moins de rejets de sel entraînant un NSR inférieur).

Comment le rejet de sel normalisé (NSR) est calculé

La formule pour calculer le rejet de vente normalisé (NSR) est :

• NSR = 100 ((Passage du sel x (débit de perméat/débit de perméat de base) x TCF) x 100)

Où:

• TDS du perméat = conductivité du perméat x 0,67
• TDS d'alimentation = Conductivité d'alimentation / 2
• Rejet de sel = 1 – (TDS perméat / TDS alimentation)
• Passage du sel = 1 – Rejet du sel
• Température d'alimentation C = (5/9) x (Temp d'alimentation – 32)
• Facteur de correction de température (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ Température d'alimentation C))))

Facteur de correction de température (TCF) expliqué

La température de l’eau est l’un des facteurs clés dans les performances des membranes d’osmose inverse. Les fabricants de membranes fournissent des facteurs de correction de température pour des températures de fonctionnement données, qui peuvent varier selon le fabricant et peuvent être calculés de différentes manières. La méthode ASTM, comme indiqué ci-dessus dans les calculs NPF et NSR, avec le coefficient de membrane de 2 640, est utilisée dans le but de trouver les écarts RO. Le coefficient de membrane de 2640 est utilisé car la majorité de nos membranes se conformeront à ce nombre et l'effet de l'utilisation d'un coefficient spécifique pour chaque membrane sur les calculs est négligeable.

Différence de pression normalisée (NPD)

Le NPD nous indique à quel point l'espaceur d'eau d'alimentation est propre sur la membrane. Ces espaceurs n'ont qu'environ 30 millièmes de pouce d'épaisseur et sont extrêmement susceptibles de se boucher. À mesure que le colmatage se produit, la résistance à l’écoulement augmente et la chute de pression augmente.

Le NPD commencera à augmenter avec le temps en raison de l'encrassement et du tartre. Les membranes RO doivent être nettoyées lorsque le DPD augmente de 15 % à 25 % au-dessus de la valeur de base. NPD et NPF doivent être surveillés ensemble pour déterminer quand les membranes RO doivent être nettoyées. Souvent, le NPF diminuera et le NPD restera inchangé. C'est simplement parce que les problèmes d'encrassement/entartrage n'ont pas encore bouché les entretoises d'eau d'alimentation. Avec le temps, le NPD augmentera parallèlement à la baisse du NPF. Une diminution du NPD est généralement due à un instrumentation défectueuse ou à des erreurs commises lors de la collecte des données.

Si le NPD peut être mesuré pour chaque étape d'un RO, des problèmes peuvent généralement être identifiés entre l'encrassement et le tartre en fonction de l'emplacement de la chute de pression accrue. Une augmentation du NPD à l’avant d’un RO indique un problème d’encrassement, et une augmentation du NPD au deuxième étage indique une mise à l’échelle.

Comment la différence de pression normalisée (NPD) est calculée

La formule pour calculer la différence de pression normalisée (NPD) est :

• NPD = Chute de pression x (Débit moyen de référence / Débit moyen)

Où:

• Chute de pression = Pression d'alimentation – Pression du concentré
• Débit moyen = (Débit de perméat + Débit de concentré)/2