Tasa de recuperación del sistema ROEs el porcentaje de agua de alimentación convertida de tratamiento de agua de ósmosis inversa a agua producida. Cuanto mayor sea la tasa de recuperación, mayor será la producción de agua del sistema, lo que indica una mayor tasa de utilización de agua. La tasa de recuperación está relacionada con la calidad del agua de alimentación, el medio ambiente, el número de elementos de la membrana y su disposición.
La tasa de recuperación del elemento de membrana RO simple convencional es principalmente entre 12% – 18%, para la tasa de recuperación del sistema RO de primera etapa: R1 = producción de agua de primera etapa ÷ entrada de agua de primera etapa × 100%, la tasa de recuperación del sistema RO de segunda etapa: R2 = producción de agua de segunda etapa ÷ entrada de agua de segunda etapa × 100%, y la tasa de recuperación de todo el sistema RO no es la suma de las dos tasas de recuperación, porque el agua concentrada del sistema RO de segunda etapa no se descargará, pero fluirá de nuevo a la entrada de la primera etapa. Por lo tanto, toda la fórmula de cálculo de la tasa de recuperación del sistema RO es:
Por ejemplo, si el volumen de agua de alimentación (Q)FEs 100 gpm y el volumen de salida de agua (Q)P) Es 65 gpm, entonces la tasa de recuperación del sistema RO (R) es 65 ÷ 100 × 100% = 65%.
Por ejemplo, cuanto mayor es la concentración de iones de calcio e iones de magnesio en el agua, más fácil es formar incrustaciones en la superficie de la membrana, causando el bloqueo del elemento de la membrana y reduciendo la tasa de recuperación.
El área de superficie, material, grosor, etc. de los elementos de membrana varían ligeramente de una marca a otra y de una industria a otra. El tamaño del área superficial de la membrana determina la cantidad de agua producida por el sistema de membrana, lo que conduce a diferencias en la tasa de recuperación de diferentes tipos de membranas individuales, pero básicamente no excede 18%.
La tasa de recuperación del sistema de membrana RO también se ve afectada por el número de elementos de membrana en serie, disposición y otros factores. Los elementos de membrana en serie son agua concentrada de la membrana anterior que fluye hacia la entrada de la siguiente membrana, y el agua concentrada pasa a través de la membrana RO nuevamente, lo que puede mejorar la tasa de recuperación del sistema. Sin embargo, si todas las membranas están conectadas en serie para mejorar la tasa de recuperación, la presión de la membrana de la primera etapa será muy grande, por lo que varias membranas deben conectarse correctamente en paralelo para aliviar la presión del flujo de agua en la primera etapa.
Por lo tanto, la disposición de las membranas de RO tiene una gran influencia en la tasa de recuperación del sistema en el diseño real.
Damos un ejemplo del efecto del número de elementos de membrana en serie sobre la tasa de recuperación:
Se supone que la tasa de recuperación de una sola membrana es 15% y el volumen de agua de alimentación es 1 gpm.
Tasa de recuperación de una sola membrana:(1 × 15%) / 1 × 100% = 15%
Tasa de recuperación de dos membranas en serie:(0,85 × 15% + 1 × 15%) / 1 × 100% = 27,75%
Tasa de recuperación de tres membranas en serie:(0,85)2× 15% + 1 × 27,75%) / 1 × 100% = 38,59%
Tasa de recuperación de cuatro membranas en serie:(0,85)3× 15% + 1 × 38,59%) / 1 × 100% = 47,8%
Tasa de recuperación de cinco membranas en serie:(0,85)4× 15% + 1×47,8%) / 1 × 100% = 55,63%
Tasa de recuperación de seis membranas en serie:(0,85)5× 15% + 1×55,63%) / 1 × 100% = 62,29%
Tasa de recuperación de diez membranas en serie:(0,85)9× 15% + 1 × 76,84%) / 1 × 100% = 80,31%
Tasa de recuperación de doce membranas en serie:(0,85)11× 15% + 1 × 83,27%) / 1 × 100% = 85,78%
Con n membranas en serie, la tasa de recuperación del sistema es:
R = (0,85)N-1× 15% + 0,85N-2× 15% + … + 0,85 × 15% + 15%) / 1 × 100%
Sin embargo, este método de cálculo es ideal, la operación real será mucho menor, generalmente grandes equipos de tratamiento de agua para cumplir con la tasa de recuperación de al menos 60% – 80%, por lo que al menos 6 elementos de membrana deben conectarse en serie.
Como tecnología de separación altamente eficiente, los cambios en el entorno operativo también pueden tener un impacto significativo en el rendimiento de las membranas de RO. En general, las temperaturas más altas aumentan la producción de agua; las mayores presiones operativas del sistema aumentan las tasas de recuperación. Sin embargo, independientemente de las altas temperaturas o las altas presiones de operación, causará daños a las membranas de RO.
El reciclaje de agua concentrada es una parte del agua concentrada generada por el sistema de ósmosis inversa a la bomba de alta presión, mezclada con el agua entrante y luego nuevamente en la membrana de ósmosis inversa, por lo que la existencia de reciclaje de agua concentrada afectará en gran medida la tasa de recuperación del sistema.
Los pequeños equipos de ósmosis inversa generalmente tienen una baja tasa de recuperación debido a la pequeña cantidad de elementos de membrana. Para mejorar la tasa de recuperación, a menudo se usa el reciclaje parcial de agua concentrada, y parte del agua concentrada se devuelve a la entrada nuevamente para la desalinización y recuperación. Los grandes equipos de ósmosis inversa para uso industrial pueden adoptar la disposición adecuada de los elementos de membrana y los tipos de etapas múltiples para mejorar la tasa de recuperación debido a la gran cantidad de elementos de membrana.
Aunque las tasas de recuperación más altas generalmente se diseñan para evitar el desperdicio de agua, las tasas de recuperación más altas no siempre son mejores, ya que las tasas de recuperación excesivamente altas pueden conducir a una disminución en la calidad del agua (tasa de desalinización).
La adición de procesos de pretratamiento, como tanques de filtro de carbón activado, tanques de filtro de arena y tanques de ablandador de agua antes de que el sistema de RO reduzca la contaminación de la membrana de RO y también mejore la tasa de recuperación general.