COMMENT CONCEVOIR UNE INSTALLATION D'OSMOSE INVERSE EN 10 ÉTAPES
Aujourd'hui, nous allons vous expliquer 10 étapes de conception de système d'osmose inverse. trapu est professionnel Usine d'osmose inverse fabricant de Guangzhou, Chine. Nous concevons plus de 1000 systèmes de purification d'eau par osmose inverse pour des applications commerciales et industrielles.
Maintenant, nous vérifions étape par étape la conception de l'usine d'osmose inverse.
1. Évaluer la source d'eau d'alimentation, la qualité de l'eau d'alimentation et la qualité de l'eau traitée
Comme vous le savez, sur terre, seulement 2% de l'eau est de l'eau douce. Toutes les autres eaux telles que les eaux souterraines, l'eau de rivière, l'eau de mer, l'eau de mer, l'eau de lac ne conviennent pas directement à la consommation ou à l'utilisation dans votre application. Parce que ces eaux contiennent des composés inorganiques et organiques dangereux, des bactéries et des virus. Donc, nous devons purifier ces eaux. Le résultat du test est important pour la conception d'une installation d'osmose inverse.
Vous avez une source d'eau, vous devez d'abord en savoir plus sur votre eau. Le meilleur moyen est d'envoyer une bouteille d'eau au laboratoire de test de votre ville.
Ils vous donnent un résultat d'analyse quelque chose comme ça. À partir de ce rapport, vérifiez d'abord votre niveau TDS. TDS signifie total des solides dissous, pour plus de détails sur le TDS, je vous suggère de regarder notre vidéo. Je mets le lien ci-dessous et ici.
En ce qui concerne votre application, quel niveau de TDS vous souhaitez atteindre pour l'eau traitée. Par exemple, si vous utilisez de l'eau traitée pour l'industrie pharmaceutique, le niveau de TDS doit être inférieur à 1 ppm, si c'est pour l'irrigation, le niveau de TDS doit être inférieur à 500 ppm, si c'est pour boire, le niveau de TDS doit être d'environ 100 à 500 ppm.
2. Déterminer le type de flux
Il existe deux types de flux. Débit piston et recirculation du concentré.
Normalement, tous nos systèmes fonctionnent en continu. Dans le cas d'un écoulement piston, l'eau d'alimentation passe une fois dans le système.
Ici vous voyez le diagramme de flux de prise. L'eau d'alimentation passe par les éléments membranaires, et vous obtenez de l'eau de perméat et de l'eau concentrée. Mais parfois, si possible, pour augmenter la quantité et l'efficacité du perméat dans tous les systèmes, nous renvoyons de l'eau concentrée à la source d'eau d'alimentation. Ce type de flux est la recirculation du concentré. Cela dépend du niveau de TDS de l'eau concentrée, du taux de récupération de la membrane et du type de membrane. Ainsi, le type de débit est un autre critère important pour la conception d'une usine d'osmose inverse.
Ici, vous pouvez voir le schéma du système d'osmose inverse de type recyclage d'eau concentrée.
Déterminer le type de flux nécessite de l'expérience et des connaissances techniques.
3. Sélectionnez la membrane et le type de membrane
Lors de la conception d'une usine d'osmose inverse, les éléments sont sélectionnés en fonction de la salinité de l'eau d'alimentation, de la tendance à l'encrassement de l'eau d'alimentation, du rejet requis et des besoins énergétiques. Le premier facteur à prendre en considération est la source d'alimentation. Si l'alimentation est de l'eau saumâtre, les membranes de type BW doivent être sélectionnées. Si l'alimentation est de l'eau de mer, SW types ro membrane doit être pris en compte. Le TDS pour l'eau saumâtre est compris entre 1 000 et 15 000 mg/l et dans l'eau de mer, il est supérieur à 15 000 mg/l. Pendant ce temps, mg/l et ppm sont la même unité.
4. Sélection du flux de conception
Les entreprises de traitement de l'eau conçoivent une usine d'osmose inverse en ce qui concerne le débit de perméat spécifique et le taux de récupération. Le taux de récupération signifie combien de pour cent de l'eau d'alimentation devient de l'eau traitée par perméat.
Le facteur qui a la plus grande influence sur la conception du système de membrane est la tendance à l'encrassement et à l'entartrage de l'eau d'alimentation. Pour en savoir plus sur l'encrassement et l'entartrage, je vous propose de regarder notre vidéo, en section explication et ici, je partage le lien avec vous.
Un système à membrane doit être conçu de manière à ce que chaque élément du système fonctionne dans une plage de conditions de fonctionnement recommandées afin de minimiser le taux d'encrassement et d'aider à éviter les dommages mécaniques. Ces conditions de fonctionnement de l'élément sont limitées par :
• récupération maximale
• débit maximal de perméat
• débit minimum de concentrat
• débit d'alimentation maximal
Ici, il y a un tableau pour le taux de flux, en ce qui concerne le SDI (indice de densité de limon), certains fabricants de membranes RO ont suggéré des taux de flux, nous voyons maintenant comment l'utiliser. Comme vous avez de l'eau de puits, votre indice SDI est inférieur à 3, le flux moyen de votre système en L/m2.h est de 22 -29. 22 est le débit de flux minimum et 29 est le débit de flux maximum, et le taux de récupération d'élément maximum est de 19 %. Ces valeurs sont importantes pour la conception d'une installation d'osmose inverse.
5. Calcul du numéro de module
Pour calculer le numéro de module, nous devons savoir :
· Débit de perméat (Qp) (m3/jour)
· Surface active de la membrane, (Ae) (m2)
· Flux de conception, (f) (L/m2.h)
Le débit de perméat est la capacité de votre machine, combien d'eau avez-vous besoin par jour. Zone active de la membrane, vous pouvez l'obtenir auprès du fournisseur de membranes Spécification de la membrane RO et flux de conception L/m2.h, je vous l'ai déjà donné dans le tableau.
Après avoir déterminé le type de module tel que SW ou BW en fonction de la source d'alimentation et du TDS, vous pouvez sélectionner dans le catalogue. Vous pouvez obtenir des informations importantes dans le catalogue telles que les performances spécifiées, la description générale du produit, l'utilisation du produit et les restrictions.
Par exemple, nous utilisons Dupont Spécification de l'élément Filmtec BW30-400. Je laisse un lien, vous pouvez également télécharger depuis leur page Web officielle. Ici nous voyons, la surface active est de 37m2, le débit de perméat est de 40m3/j, le rejet de sel est de 99%.
Ici aussi, la taille de la membrane, vous pouvez la voir. Le diamètre (C) est de 7,9 pouces, il est de près de 8 et la longueur (A) est de 40 pouces. Il est donc appelé sur le marché 8040.
Maintenant, nous faisons un exemple. Donc, n'oubliez pas, si vous concevez un système d'osmose inverse de 250 à 2000lph, vous devez utiliser un élément de taille 4040, 3000lph et plus, vous devez utiliser un élément de taille 8040.
Pour calculer le nombre d'éléments, cela signifie le nombre de membranes d'osmose inverse, nous utilisons cette équation :
Équation pour le nombre d'éléments :
Par exemple, nous avons de l'eau de puits, l'indice SDI est inférieur à 3. Nous vérifions notre tableau. Le taux de flux est de 22 à 29, si vous voulez calculer le nombre maximum d'éléments, vous devez utiliser 22, pour un nombre minimum d'éléments, vous devez utiliser 29.
Tels que nous avons besoin d'eau 6000 litres par heure. C'est notre débit de perméat (Qp). Notre eau de puits TDS est supérieure à 10000ppm, c'est de l'eau saumâtre, nous choisissons une membrane de type BW. Il s'agit de la spécification de l'élément Dupont Filmtec BW30-400. La surface active de l'élément est de 37m2 (Ae). Maintenant, nous utilisons l'équation et mettons le nombre dans l'équation pour concevoir une usine d'osmose inverse.
Pas min= 6000/(37×29)= 7.3 = 6
Ne max = 6000/(37×22) =5.59 = 7
Comme vous le voyez, pour le système 6000lph, vous pouvez utiliser 6 pièces de membrane RO.
6. Calcul du nombre de récipients sous pression (Nv)
Nombre total de récipients sous pression nécessaires = (nombre total de modules) / (nombre de modules dans un récipient sous pression).
Le nombre calculé doit être arrondi à l'entier supérieur le plus proche. Comme vous trouvez le numéro 5.89, vous pouvez donc utiliser 6 navires. Pour les grands systèmes, les cuves à 6 éléments sont standard, mais des cuves avec jusqu'à 8 éléments sont disponibles. Pour les systèmes plus petits et/ou compacts, des récipients plus courts peuvent être sélectionnés.
De petits systèmes comme 250, 500 litres par heure, un seul élément 4040 ou deux 4040 peuvent suffire.
Par exemple, si nous allons notre 6000lph Système d'osmose inverse Par exemple, nous avons constaté que nous avions besoin de 6 membranes ro, si nous choisissons un boîtier de membrane à 2 éléments, nous avons besoin de 3 boîtiers de membrane.
Pendant ce temps, le logement à membrane et les navires à éléments sont la même chose, chaque pays utilisant un terme différent pour cela.
7. Calcul de la récupération (S) %
La récupération est le rapport du débit de perméat au débit d'eau d'alimentation, est calculée comme cette équation.
Avec une récupération accrue, la pression peut augmenter quelque peu, mais la saumure sera plus concentrée, ce qui peut rendre l'élimination plus difficile.
Dans le système RO, la récupération est fonction du rejet de sel. Ainsi, les capacités de rejet des membranes d'osmose inverse sont spécifiées avec un pourcentage de rejet de sel ou une valeur de seuil de poids moléculaire (MWCO). Par conséquent, le rejet de sel est généralement utilisé pour les membranes RO comme cette équation :
Abréviation
· Le rejet est sans dimension et (exprimé en fraction).
· CP = concentration dans le perméat,
· CF = concentration dans l'eau d'alimentation.
Le rejet peut être calculé pour des paramètres de volume tels que le TDS ou la conductivité.
Il est peut-être préférable d'expliquer avec un exemple comment utiliser cette équation dans la conception d'une usine d'osmose inverse :
Comme nous avons de l'eau saumâtre, son TDS est de 12 000 ppm et nous voulons obtenir de l'eau de perméat pour l'irrigation à 500 ppm. Nous utilisons la membrane BW et son rejet de sel est de 97 %.
Nous avons l'équation :
Si vous ne savez pas comment utiliser le calcul des nombres logarithmiques et exponentiels, vous pouvez facilement utiliser la méthode d'essai et d'erreur, dans cette méthode, vous donnez de la valeur à S, pour un taux de récupération du système d'eau saumâtre entre 0,40 et 0,70, nous commençons donc avec 0,45 , et nous trouvons 0,56 cela signifie un taux de récupération de 56 %.
8. Calcul des étapes
Le nombre d'étages définit le nombre de récipients sous pression en série par lesquels l'alimentation passera jusqu'à ce qu'elle sorte du système et soit déchargée sous forme de concentré. Chaque étage se compose d'un certain nombre de récipients sous pression en parallèle.
Ici, je vais vous donner deux tableaux pour l'eau saumâtre et l'eau de mer. Vous pouvez utiliser ces tableaux pour choisir le bon nombre d'étapes et le taux de récupération. Mais, normalement, nous utilisons le logiciel ROSA ou WAVE pour être sûr du nombre d'étapes.
9. Déterminer le rapport entre les étages (R)
La relation du nombre de récipients sous pression dans les étages suivants est appelée le rapport d'étagement, nous le montrons avec R.
Pour un système avec quatre navires dans le premier étage et deux navires dans le deuxième étage, le rapport d'étagement est de 2:1. Ainsi, un système à trois étages avec quatre, trois et deux navires dans les premier, deuxième et troisième étages respectivement a un rapport d'étagement de 4:3:2. Dans les systèmes d'eau saumâtre, les rapports d'étagement entre deux étages consécutifs sont généralement proches de 2: 1 pour les navires à 6 éléments et inférieurs à ceux des navires plus courts. Par conséquent, dans les systèmes d'eau de mer à deux étages avec des navires à 6 éléments, le rapport d'étage typique est de 3:2.
Par conséquent, l'étagement idéal d'un système est tel que chaque étage fonctionne à la même fraction de la récupération du système, à condition que tous les récipients sous pression contiennent le même nombre d'éléments. Ainsi, le rapport d'étagement R d'un système à n étages et un système de récupération S (en fraction) peut alors être calculé avec cette équation pour concevoir une installation d'osmose inverse :
Le nombre de récipients sous pression dans le premier étage Nv(1) peut être calculé avec le rapport d'étagement R à partir du nombre total de récipients Nv.
10. Équilibrer le débit de perméat
Le débit de perméat du dernier module d'un système est normalement inférieur au débit des premiers éléments. Ceci est donc le résultat de la chute de pression dans le canal d'alimentation et de l'augmentation de la pression osmotique de l'alimentation au concentré.
Dans certaines conditions, le rapport du débit de perméat du premier élément et du dernier élément peut devenir très élevé. Ces conditions telles que :
· La récupération élevée du système
· Salinité alimentaire élevée
· Membranes basse pression
· Température de l'eau élevée
· Nouvelles membranes
L'objectif de concevoir une usine d'osmose inverse
L'objectif d'une bonne conception est d'équilibrer en conséquence le débit des éléments dans différentes positions. Ceci peut être réalisé par les moyens suivants :
• Augmentation de la pression d'alimentation entre les étages
• Appliquer une contre-pression de perméat uniquement au premier étage d'un système à deux étages
• Système hybride : utilisez des membranes avec une perméabilité à l'eau plus faible dans les premières positions et des membranes avec des perméabilités à l'eau plus élevées dans les dernières positions : par exemple, des membranes d'eau de mer à rejet élevé dans la première et des membranes d'eau de mer à haute productivité dans la deuxième étape d'un système d'osmose inverse à l'eau de mer.
Je veux répéter, si vous concevez le système selon ces étapes, il y a une probabilité que le système conçu ait des problèmes. Il est donc nécessaire d'analyser le système à l'aide de logiciels tels que ROSA ou WAVE pour corriger les erreurs. Parce qu'en tant que fabricant de traitement de l'eau, tous les systèmes, d'abord, nous vérifions avec un logiciel pour voir s'il y a un problème de conception en conséquence. C'est très important, si vous voulez apprendre à utiliser ces logiciels, veuillez écrire en commentaire.
Pour obtenir plus d'informations sur la conception d'une usine d'osmose inverse, vous pouvez librement nous contacter. Si vous avez besoin d'un devis, veuillez remplir le formulaire ci-dessous et nous vous contacterons bientôt.