Thu thập và chuẩn hóa dữ liệu thẩm thấu ngược là gì？

Tất cả các điều kiện hoạt động này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và lượng nước thấm mà màng RO có thể tạo ra. Tuy nhiên, do các điều kiện vận hành này thay đổi liên tục nên không thể so sánh hiệu suất quan sát được của các thông số nhất định tại một điểm và so sánh chúng với điểm khác trong các điều kiện vận hành khác nhau. Các yếu tố thay đổi, chẳng hạn như nhiệt độ, chất lượng nước cấp, dòng thấm và khả năng phục hồi của hệ thống đều ảnh hưởng đến hiệu suất của màng.

Việc chuẩn hóa dữ liệu RO cho phép người dùng so sánh hiệu suất của màng RO với tiêu chuẩn đã đặt ra mà không phụ thuộc vào việc thay đổi điều kiện vận hành. Dữ liệu được chuẩn hóa sẽ đo tình trạng trực tiếp của màng RO và hiển thị hiệu suất cũng như tình trạng thực sự của màng RO.

Dữ liệu không được chuẩn hóa có thể gây hiểu nhầm, vì có quá nhiều biến số có thể gây ra những thay đổi có vẻ như có vấn đề trong khi thực tế thì không phải vậy. Nhiệt độ nước cấp là điều kiện dễ nhận thấy nhất ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống RO. Nguyên tắc chung là ước tính mức thay đổi lưu lượng thấm là 1,5% trên mỗi độ F (F⁰) thay đổi.

Giải thích dữ liệu

Người vận hành RO cuối cùng quan tâm đến hai kết quả: chất lượng và số lượng nước được sản xuất. Như đã đề cập ở trên, hai yếu tố này có thể bị ảnh hưởng bởi một số biến số như áp lực nước cấp, khả năng phục hồi hệ thống và những thay đổi về chất lượng nước cấp, cùng một số yếu tố khác.

Liên quan đến việc thu thập và chuẩn hóa dữ liệu Thẩm thấu ngược (RO), có ba giá trị được tính toán giúp đưa ra bức tranh rõ hơn về hiệu suất màng thực và giúp khắc phục chính xác các sự cố tiềm ẩn của hệ thống RO liên quan đến số lượng và chất lượng nước do hệ thống RO tạo ra. Bằng cách thu thập dữ liệu vận hành, chuẩn hóa dữ liệu và sau đó tạo xu hướng cho dữ liệu đã chuẩn hóa theo thời gian và so sánh các giá trị với đường cơ sở (được tính từ các giá trị khởi động khi màng RO còn mới hoặc sau khi chúng được làm sạch hoặc thay thế) cho phép chủ động hành động để giải quyết mọi vấn đề trước khi xảy ra hư hỏng không thể phục hồi đối với màng RO.

Ba giá trị được tính toán được sử dụng để theo dõi và xu hướng là:
• Dòng thấm chuẩn hóa (NPF)
• Loại bỏ muối bình thường hóa (NSR)
• Chênh lệch áp suất chuẩn hóa (NPD)

Dòng thấm được chuẩn hóa (NPF)

NPF đo lượng nước thấm mà RO đang tạo ra. Nếu NPF giảm từ 10% đến 15% so với giá trị cơ bản (chỉ số NPF khi bắt đầu với màng mới hoặc khi màng được thay thế hoặc làm sạch) thì điều này cho thấy màng RO bị tắc nghẽn hoặc đóng cặn và màng RO cần được làm sạch.

Nếu NPF tăng thì điều này có nghĩa là màng RO đã bị hỏng. Thiệt hại có thể do sự tấn công hóa học (từ chất oxy hóa như clo) lên màng hoặc sự cố cơ học (như hỏng vòng chữ O).

Cách tính toán lưu lượng thấm chuẩn hóa (NPF)

Công thức tính Lưu lượng thấm chuẩn hóa (NPF) là:

• NPF = Lưu lượng thấm x (aNDP/aNDP cơ sở) x (TCF/TCF cơ sở)

Ở đâu:

• TDS của thức ăn = Độ dẫn của thức ăn/2
• Hệ số cô đặc = (Lưu lượng thấm + Lưu lượng cô đặc) / Lưu lượng cô đặc
• TDS đậm đặc = TDS thức ăn x Hệ số đậm đặc
• Áp suất truyền động ròng trung bình (aNDP) = (((Áp suất cấp liệu + Áp suất cô đặc)/2) – ((TDS cấp liệu – TDS cô đặc)/200)) – Áp suất thấm
• Nhiệt độ nạp C = (5/9) x (Nhiệt độ nạp – 32)
• TCF (Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+Nhiệt độ thức ăn C))))

Loại bỏ muối bình thường hóa (NSR)

NSR cho biết màng RO loại bỏ muối (chất gây ô nhiễm) tốt đến mức nào và do đó ảnh hưởng đến chất lượng nước thấm. Nếu NSR giảm thì lượng muối đi qua màng RO tăng lên tạo ra chất lượng nước thấm thấp hơn. NSR giảm có thể cho thấy màng RO bị tắc nghẽn, đóng cặn hoặc xuống cấp. Màng RO hoạt động tốt sẽ có khả năng loại bỏ từ 97% đến 99%. Một màng được coi là “xấu” khi khả năng loại bỏ RO giảm xuống 90% hoặc ít hơn. Khoảng hoạt động RO bình thường có mức giảm NSR ổn định trong quá trình sử dụng liên tục. Màng RO thường tồn tại vài năm trước khi cần thay thế và NSR giảm đều đặn là dấu hiệu bình thường của màng lão hóa. Một quy trình làm sạch màng RO thích hợp có thể giúp cải thiện NSR.

NSR có thể hữu ích trong việc xác định các vấn đề về bám bẩn sinh học. Khi vấn đề bám bẩn sinh học đang được quan tâm, NSR thường sẽ tăng và NPF sẽ giảm. Điều này là do chất bám bẩn sinh học sẽ thực sự bịt kín những khuyết điểm nhỏ trong màng RO, do đó làm tăng khả năng loại bỏ muối. Theo thời gian, lớp chất bám bẩn sinh học già đi và bắt đầu chết đi cùng với các hóa chất như CO2, metan và/hoặc chất hữu cơ.
axit bắt đầu khuếch tán qua màng ảnh hưởng đến chất lượng nước thấm (loại bỏ muối ít hơn dẫn đến NSR thấp hơn).

Cách tính toán loại bỏ muối bình thường hóa (NSR)

Công thức tính Từ chối bán hàng bình thường hóa (NSR) là:

• NSR = 100 ((Dòng muối x (Dòng thấm/Dòng thấm thấm cơ bản) x TCF) x 100)

Ở đâu:

• TDS thấm qua = Độ dẫn điện thấm x 0,67
• TDS của thức ăn = Độ dẫn của thức ăn / 2
• Loại bỏ muối = 1 – (TDS thấm vào / TDS thức ăn)
• Lượng muối = 1 – Loại bỏ muối
• Nhiệt độ nạp C = (5/9) x (Nhiệt độ nạp – 32)
• Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ (TCF) = EXP (2640 x ((1/298) – (1/(273+ Nhiệt độ nạp C))))

Giải thích hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ (TCF)

Nhiệt độ nước là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của màng thẩm thấu ngược. Các nhà sản xuất màng cung cấp hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ cho nhiệt độ vận hành nhất định, hệ số này có thể khác nhau tùy theo nhà sản xuất và có thể được tính theo nhiều cách khác nhau. Phương pháp ASTM, như được trình bày ở trên trong cả tính toán NPF và NSR, với Hệ số màng là 2640 được sử dụng cho mục đích tìm kiếm phương sai RO của chúng tôi. Hệ số màng 2640 được sử dụng vì phần lớn các màng của chúng tôi sẽ tuân theo con số này và ảnh hưởng của việc sử dụng hệ số cụ thể cho từng màng trong các phép tính là không đáng kể.

Chênh lệch áp suất chuẩn hóa (NPD)

NPD cho chúng ta biết mức độ sạch của miếng đệm nước cấp trên màng. Những miếng đệm này chỉ dày khoảng 30 phần nghìn inch và rất dễ bị tắc. Khi xảy ra hiện tượng tắc nghẽn, khả năng chống dòng chảy tăng lên và độ chênh lệch áp suất tăng lên.

NPD sẽ bắt đầu tăng theo thời gian do bám bẩn và đóng cặn. Màng RO nên được làm sạch khi DPD tăng từ 15% đến 25% so với giá trị cơ bản. NPD và NPF nên được theo dõi cùng nhau để xác định khi nào nên làm sạch màng RO. Thông thường NPF sẽ giảm và NPD sẽ không thay đổi. Điều này đơn giản là do các vấn đề về cặn bẩn/cặn vẫn chưa bịt kín các miếng đệm nước cấp. Theo thời gian, NPD sẽ tăng cùng với sự sụt giảm của NPF. NPD giảm thường là do thiết bị đo bị lỗi hoặc sai sót trong quá trình thu thập dữ liệu.

Nếu NPD có thể được đo cho từng giai đoạn của RO, thông thường các vấn đề có thể được xác định giữa tắc nghẽn và đóng cặn dựa trên vị trí tăng áp suất giảm. Sự gia tăng NPD ở giai đoạn trước của RO cho thấy vấn đề tắc nghẽn và sự gia tăng NPD trong giai đoạn thứ hai cho thấy sự mở rộng quy mô.

Cách tính chênh lệch áp suất chuẩn hóa (NPD)

Công thức tính chênh lệch áp suất chuẩn hóa (NPD) là:

• NPD = Giảm áp suất x (Lưu lượng trung bình cơ bản / Lưu lượng trung bình)

Ở đâu:

• Giảm áp suất = Áp suất cấp liệu – Áp suất tập trung
• Lưu lượng trung bình = (Lưu lượng thấm + Lưu lượng cô đặc)/2