چگونه می توان نرخ بازیابی یک غشا صنعتی ro را افزایش داد؟
در پروژههای تصفیه آب، میزان بازیابی یک پارامتر رایج است. به نسبت آب خوراکی اشاره دارد که به آب محصول (تراوا) تبدیل می شود. این یک شاخص مهم برای ارزیابی کارایی و مقرون به صرفه بودن سیستم های غشایی RO صنعتی است. بنابراین چگونه می توان نرخ بازیافت در پروژه های تصفیه آب را بهبود بخشید؟
1. نرخ بازیابی یک سیستم RO چقدر است؟
نرخ بازیابی به درصد آب خوراک (پس از پیش تصفیه) اشاره دارد که در سیستم اسمز معکوس (RO) به آب محصول (تراوا) تبدیل می شود.
- نرخ بازیابی سیستم Y (%) = (نرخ جریان آب محصول / نرخ جریان آب خوراک) × 100%
نرخ بازیابی یک پروژه تصفیه آب ارتباط نزدیکی با نرخ بازیافت ماژول های زیر دارد:
① نرخ بازیابی یک عنصر غشایی RO: این میزان توسط سازنده تعیین می شود. به عنوان مثال، معمولاً حدود 15٪ برای غشاهای آب شور و 10٪ برای غشای آب دریا است. برای یک المان غشایی RO استاندارد 40 اینچی (1 اینچ = 2.54 سانتی متر)، نرخ بازیابی عملیاتی واقعی معمولاً بیش از 18٪ توصیه نمی شود (به جز سیستم های RO گذر دوم که معمولاً بیشتر از 30٪ نیست).
② نرخ بازیافت تک گذری یک سیستم RO: این به نرخ بازیابی یک پاس منفرد اشاره دارد، یعنی آب حاصل از یک پاس تقسیم بر آب تغذیه آن پاس. با پیکربندی و آرایش عناصر غشایی تعیین می شود.
③ نرخ بازیابی کلی سیستم Y یک سیستم RO: این نرخ کل بازیابی در طول عملیات واقعی است. این پارامتر تحت تأثیر نرخ بازیابی تک گذر و نسبت استفاده مجدد از کنسانتره (آب نمک) است و متداول ترین پارامتر بازیابی در طراحی و عملکرد سیستم است.
2. چگونه می توان نرخ بازیابی سیستم یک واحد RO را بهبود بخشید؟
① افزایش تعداد مراحل غشایی برای بهبود بهبودی
کنسانتره تخلیه شده از مرحله اول غشایی را می توان مستقیماً برای تصفیه بیشتر به مرحله دوم وارد کرد. پیکربندی های چند مرحله ای (مانند سیستم های سه مرحله ای یا چهار مرحله ای) می توانند به نرخ بازیابی بالاتری دست یابند.
در یک سیستم RO مرحلهای، مرحله بالادست معمولاً جریان بزرگتری را نسبت به مرحله پاییندست انجام میدهد. بنابراین، تعداد عناصر غشایی در مرحله اول معمولا بیشتر از مراحل بعدی است.
با افزایش تعداد مراحل RO، ضریب غلظت کنسانتره نیز افزایش می یابد. به عنوان مثال، در بازیابی سیستم 50٪، ضریب غلظت تقریباً 2 است. در بازیابی 75 درصد، به حدود 4 افزایش می یابد. و در 80 درصد بهبودی به حدود 5 می رسد.
به دلیل قطبش غلظت در سیستم غشا، شوری در نزدیکی سطح غشا به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در نتیجه، رسوب ممکن است سریعتر از حد انتظار رخ دهد زیرا آب خوراک به تدریج متمرکز می شود. در کاربردهای نمک زدایی آب شور، بازیابی معمولاً در محدوده 50 تا 80 درصد تنظیم می شود. با این حال، انتخاب بازیافت نهایی به شرایط عملیاتی، ویژگی های آب خام و سایر عوامل طراحی بستگی دارد. تنظیم نرخ بازیابی بیش از حد بالا ممکن است خطر پوسته پوسته شدن و رسوب را افزایش دهد.
توجه:افزایش طول محفظه غشا همچنین می تواند تعداد عناصر غشا را به صورت سری افزایش دهد. با این حال، مخازن تحت فشار بیش از حد طولانی ممکن است باعث فشار ناکافی در آخرین عناصر و کاهش شار شوند که بر بازیابی کلی سیستم تأثیر منفی می گذارد. در عین حال، محفظه های طولانی تر نیاز به فشار تغذیه بالاتری دارند که منجر به افزایش مصرف انرژی می شود.
② بهبود بازیابی از طریق گردش مجدد کنسانتره
گردش مجدد کنسانتره به بازگرداندن بخشی از جریان کنسانتره سیستم RO به ورودی پمپ فشار بالا اشاره دارد (با یا بدون پیش تصفیه اضافی که تفاوت قابل توجهی ایجاد می کند). پس از مخلوط شدن با آب تغذیه، برای تصفیه بیشتر اسمز معکوس، دوباره وارد سیستم غشایی می شود. این یک روش مؤثر برای بهبود بازیابی سیستم است، به ویژه برای سیستمهایی با ظرفیت تولید نسبتاً پایین که در آن جریان نمیتواند به طور کامل از مخازن غشایی طولانی استفاده کند (مثلاً مخازن تحت فشار 12 متر).
استراتژی های رایج گردش مجدد عبارتند از:
- چرخش جزئی کنسانتره RO گذر اول به مخزن آب خام
- چرخش کامل کنسانتره RO گذر دوم به مخزن آب خام
- آب شستشوی الکترود EDI بازیافت شده به مخزن نفوذ RO گذر دوم یا بالادست سیستم RO گذر دوم
با این حال، چرخش مجدد کنسانتره غلظت آلاینده را در ورودی خوراک افزایش می دهد که خطر پوسته پوسته شدن و رسوب در سیستم RO را افزایش می دهد. بنابراین کنترل دقیق عملیاتی و مدیریت سیستم ضروری است. بر اساس تجزیه و تحلیل کیفیت آب خام، طراحی مناسب پیش تصفیه، نرخ بازیافت، دمای عملیاتی و سایر پارامترهای سیستم ضروری است.
از افزایش بازیابی سیستم صرفاً با تنظیم دهانه ها و نسبت های شیر تغذیه/کنسانتره بدون در نظر گرفتن طراحی مناسب به شدت منع می شود. چنین عملکرد نامناسبی می تواند رسوب غشاء را تسریع کند و منجر به آسیب شدید سیستم شود.
توجه:هنگامی که هیچ گردش مجدد کنسانتره اعمال نمی شود، رابطه بین بازیابی عنصر غشا و بازیابی سیستم به طور کلی از همبستگی های طراحی استاندارد پیروی می کند.
