Projekt systemu
Instalacja odsalania to kompletny system z wejÅ›ciem wody zasilajÄ…cej i oddzielnymi rurami odprowadzajÄ…cymi dla koncentratu i permeatu. Dane rur wejÅ›ciowych i wyjÅ›ciowych należy zawsze porównywać z analizÄ… wody, ciÅ›nieniem wody zasilajÄ…cej i zatrzymywanie soli.
Projektant systemu odwróconej osmozy bÄ™dzie dążyÅ‚ do jak najniższego ciÅ›nienia membrany i kosztów instalacji oraz maksymalnego odzysku i retencji soli.
Odzysk instalacji odsalania wody sÅ‚onawej wynosi okoÅ‚o 85%. Zależy to od rozpuszczalnoÅ›ci zawiesin, które sÄ… obecne w wodzie zasilajÄ…cej. Podczas odsalania wody morskiej pożądane jest odzyskanie od czterdziestu do pięćdziesiÄ™ciu procent. Odzysk odsalania wody morskiej zależy od ciÅ›nienia osmotycznego wody zasilajÄ…cej i zastosowanych typów membran podczas procesu odsalania.
Ciągły proces
System filtracji membranowej jest zwykle zaprojektowany do obsÅ‚ugi procesu ciÄ…gÅ‚ego. Wybór procesu ciÄ…gÅ‚ego może być dokonany, ponieważ warunki procesu, takie jak przepÅ‚yw wody zasilajÄ…cej i przepÅ‚yw permeatu, sÄ… ciÄ…gÅ‚e.
Schematyczna reprezentacja procesu ciągłego
To samo dotyczy systemów odwróconej osmozy. SÄ… one również zaprojektowane do obsÅ‚ugi ciÄ…gÅ‚ego procesu z ciÄ…gÅ‚ym przepÅ‚ywem permeatu i staÅ‚Ä… regeneracjÄ… systemu.
Wahania temperatury wody i stopnia zanieczyszczenia wody zasilającej są kompensowane przez regulację ciśnienia zasilającego.
System wielostopniowy
Systemy skÅ‚adajÄ…ce siÄ™ z wiÄ™cej niż jednego etapu nazywane sÄ… systemami wieloetapowymi. Systemy te mogÄ… osiÄ…gnąć wyższy poziom odzyskiwania systemu bez przekraczania limitów odzyskiwania pojedynczego elementu. Aby uzyskać odzysk do 70%, należy wdrożyć dwa etapy w systemie uzdatniania wody zasilajÄ…cej.
Schemat układu dwustopniowego
W celu uzyskania wyższych odzysków należy zastosować trzy etapy. WartoÅ›ci te opierajÄ… siÄ™ na zaÅ‚ożeniu, że stosowane sÄ… standardowe zbiorniki ciÅ›nieniowe z szeÅ›cioma elementami. W przypadku krótszych zbiorników liczbÄ™ stopni należy podwoić.
Gdy odzysk systemu jest wyższy, należy poÅ‚Ä…czyć szeregowo wiÄ™cej elementów membranowych. Typowy system dwustopniowy wykorzystuje stosunek stopni 2:1 do odsalania wody morskiej o wysokiej zawartoÅ›ci rozpuszczonych ciaÅ‚ staÅ‚ych.
Przepływ tłokowy i recyrkulacja koncentratu
Koncepcja przepÅ‚ywu tÅ‚okowego to standardowa konstrukcja systemu odwróconej osmozy do zastosowaÅ„ odsalania wody.
Woda zasilająca przepływa przez system przepływu tłokowego tylko raz. Część wody zasilającej przechodzi przez membranę w celu wytworzenia permeatu. Reszta wody zasilającej nie pochodzi z soli i będzie się coraz bardziej koncentrować.
Kiedy liczba elementów membranowych w systemie z przepÅ‚ywem tÅ‚okowym jest zbyt maÅ‚a, aby osiÄ…gnąć wystarczajÄ…co wysoki odzysk systemu, może być zaangażowana recyrkulacja koncentratu. Podczas recyrkulacji część koncentratu jest kierowana z powrotem na stronÄ™ wody zasilajÄ…cej moduÅ‚. Odzyskany koncentrat miesza siÄ™ z wodÄ… zasilajÄ…cÄ… i zostanie ponownie oczyszczony.
Schemat instalacji z opcjami recyrkulacji koncentratu
Liczba elementów w każdym zbiorniku ciÅ›nieniowym
Systemy odwróconej osmozy sÄ… zwykle projektowane pod kÄ…tem okreÅ›lonego przepÅ‚ywu permeatu. Aby osiÄ…gnąć ten przepÅ‚yw, wymagana jest pewna liczba elementów membranowych. Liczba elementów membranowych, które sÄ… umieszczane w instalacji, zależy od projektowanego strumienia.
W przypadku odsalania wody morskiej czynnikiem ograniczajÄ…cym jest maksymalne ciÅ›nienie zasilania; nie może przekroczyć 69 barów.
Na podstawie zaprojektowanego strumienia można określić produkcję na jednostkę membrany:
Produkcja na element = strumień * powierzchnia elementu < br />
Liczba elementów = przepÅ‚yw permeatu / produkcja na element
Liczba zbiorników ciÅ›nieniowych = liczba elementów / liczba elementów na naczynie
Na podstawie przepływu permeatu i wymaganego odzysku obliczany jest przepływ wody zasilającej:
Przepływ wody zasilającej = przepływ permeatu / odzysk
Ciśnienie wody zasilającej
W zależnoÅ›ci od konstrukcji systemu wymagane jest okreÅ›lone ciÅ›nienie zasilania. StrumieÅ„, straty energii w systemie i ciÅ›nienie osmotyczne okreÅ›lajÄ… ciÅ›nienie zasilania wymagane przez system. Wymagane ciÅ›nienie zasilania wzroÅ›nie, gdy elementy membrany zostanÄ… zanieczyszczone przez lata. Pompa zasilajÄ…ca, która zapewnia wiÄ™kszy przepÅ‚yw niż przepÅ‚yw wymagany teoretycznie, bÄ™dzie wtedy odpowiedzialna za utrzymywanie staÅ‚ego ciÅ›nienia zasilania. Pompa zasilajÄ…ca, która zwiÄ™ksza ciÅ›nienie zasilania o 25%, bÄ™dzie w praktyce zadowalajÄ…ca.
Po uruchomieniu systemu zapisywana jest sytuacja początkowa. Wszystkie istotne parametry powinny być zarejestrowane i odnotowane w dzienniku. Na podstawie tych danych można sprawdzić i wyregulować wydajność instalacji po uruchomieniu systemu.
Monitorowanie
Podczas monitorowania systemu bÄ™dÄ… wykonywane pomiary przepÅ‚ywu, ciÅ›nienia i przewodnoÅ›ci wody. Aby sprawdzić wydajność hydraulicznÄ… systemu, należy zmierzyć ciÅ›nienie zasilania na stopieÅ„ i przepÅ‚yw permeatu. CiÅ›nienie zasilania zależy od temperatury wody zasilajÄ…cej. Kiedy temperatura wody zasilajÄ…cej jest niska, wymagane jest wiÄ™ksze ciÅ›nienie, aby osiÄ…gnąć taki sam odzysk, jaki byÅ‚by osiÄ…gniÄ™ty, gdy temperatura wody zasilajÄ…cej jest wysoka. W przypadku wahaÅ„ temperatury wody należy znormalizować przepÅ‚yw permeatu, aby umożliwić porównanie z sytuacjÄ… wyjÅ›ciowÄ….
Przy prawidłowej pracy instalacji przewodność permeatu jest niska, ze względu na usunięcie jedno- i dwuwartościowych jony. Gdy wyciek znajduje się w elemencie membranowym, przewodność wzrośnie. Dlatego stosuje się pomiary przewodności.
Pomiary te odbywajÄ… siÄ™ w odpÅ‚ywie zbiorczym permeatu. Pomiary można wykonać dla każdego pojedynczego komina lub dla wszystkich istniejÄ…cych kominów.
Odpowiednie monitorowanie systemu pozwoli użytkownikowi wiedzieć, kiedy system wymaga czyszczenia.
Ochrona materiału
W instalacjach odsalania istnieje Å›rodowisko, w którym dochodzi do korozji poszczególnych części systemu. Z tego powodu materiaÅ‚ musi posiadać okreÅ›lonÄ… odporność na korozjÄ™. Dotyczy to zarówno części zewnÄ™trznych, które sÄ… narażone na dziaÅ‚anie sÅ‚onej atmosfery (rozlania, wycieki), jak i części wewnÄ™trznych. Korozji zewnÄ™trznych części instalacji można zazwyczaj zapobiec poprzez wykonanie warstwy wierzchniej (malowanie, cynkowanie) oraz okresowÄ… konserwacjÄ™ instalacji i zamykanie przecieków.
Pomimo tego, że materiały są zabezpieczone przed potencjalną korozją, pełnią one muszą być odporne na ciśnienie, wibracje i zmiany temperatury.
Aby zapobiec korozji i reakcjom chemicznym w części systemu, w której ciÅ›nienie jest niskie (czÄ™sto stosuje siÄ™ PCV i wÅ‚ókno szklane). Do części wysokociÅ›nieniowych (10 -70 bar), takich jak pompy, odpÅ‚ywy i pokrywy, należy użyć metali, aby zapewnić im ten sam rodzaj ochrony.
PVC i niektóre metale nie sÄ… wystarczajÄ…co odporne na korozjÄ™. Kiedy zacznÄ… korodować, mogÄ… zanieczyÅ›cić membrany. Kiedy ochrona przed korozjÄ… jest odpowiednia, musimy o tym pamiÄ™tać.
GÅ‚ówny materiaÅ‚ używanym do części wysokociÅ›nieniowych jest stal nierdzewna Bez stali jest to, że jest odporny na korozjÄ™ i korozjÄ™ erozyjnÄ…. Stal nierdzewna rzadko jest narażona na korozjÄ™ galwanicznÄ….
Rury i elementy instalacji powinny odpowiadać wymaganiom firmy, w której zlokalizowana jest instalacja. Rury i elementy instalacji sÄ… zwykle budowane z nastÄ™pujÄ…cych materiaÅ‚ów:
Filtry świecowe i zbiornik ciśnieniowy: polipropylenowy w naczyniu PVC lub ze stali nierdzewnej
Pompy: ze stali nierdzewnej< br /> Rury niskociśnieniowe: PVC
Rury wysokociśnieniowe: stal nierdzewna
System czyszczący: PVC lub inny odporny na chemikalia materiał syntetyczny
Oszczędność energii
W systemie odsalania koncentrat jest uwalniany pod wysokim ciśnieniem, dlatego ważne jest, aby odzyskać energię z przepływu koncentratu. Można tego dokonać poprzez zastosowanie wymiennika ciśnienia. Przepływ koncentratu z membran jest kierowany przez wymiennik ciśnienia, gdzie bezpośrednio przekazuje energię do części dopływającej wody zasilającej z maksymalną wydajnością.
PrzepÅ‚yw wody zasilajÄ…cej ma teraz takÄ… samÄ… objÄ™tość jak przepÅ‚yw koncentratu. Zostanie ona skierowana do maÅ‚ej pompy wspomagajÄ…cej, która koryguje straty hydrauliczne przepÅ‚ywu.
Zmodernizowany przepływ wody zasilającej będzie łączył się z przepływem wody zasilającej z pompy wysokiego ciśnienia.
W instalacji wykorzystującej wymiennika ciśnienia, pompa wysokiego ciśnienia oddaje 41% energii, pompa wspomagająca oddaje 2% energii, a wymiennik ciśnienia oddaje pozostałe 57%. Wymiennik ciśnienia nie wykorzystuje żadnej energii zewnętrznej, więc całkowita oszczędność energii wyniesie 57%.
DziÄ™ki zastosowaniu ciÅ›nienia bezpoÅ›rednio do wpÅ‚ywajÄ…cej wody morskiej w systemie membranowym, zmniejszono o 60% rozmiar wysokiego -można osiÄ…gnąć pompÄ™ ciÅ›nieniowÄ…. To nie tylko oszczÄ™dza energiÄ™; oszczÄ™dza również koszty zakupu pomp wysokociÅ›nieniowych.
Instalacje odsalania
Odsalanie
Odsalanie metodÄ… odwróconej osmozy
WstÄ™pna obróbka odsalajÄ…ca
Technologia membranowa
Scalanty i antyskalanty
|
