Các yếu tố ảnh hưởng và tính toán tỷ lệ phục hồi hệ thống RO

Tỷ lệ phục hồi hệ thống ROLà tỷ lệ phần trăm nước cấp được chuyển đổi từ xử lý nước thẩm thấu ngược sang nước sản xuất. Tỷ lệ phục hồi càng cao, sản xuất nước của hệ thống càng cao, cho thấy tỷ lệ sử dụng nước cao hơn. Tỷ lệ phục hồi liên quan đến chất lượng nước cấp, môi trường, số lượng thành phần màng và sự sắp xếp của chúng.

Tỷ lệ phục hồi của thành phần màng RO đơn thông thường chủ yếu nằm trong khoảng 12% – 18%, đối với hệ thống RO giai đoạn 1 tỷ lệ phục hồi: R1 = sản xuất nước giai đoạn 1 ÷ đầu vào nước giai đoạn 1 ×, tỷ lệ phục hồi hệ thống RO giai đoạn 2: R2 = sản xuất nước giai đoạn 2 ÷ đầu vào nước giai đoạn 2 × 100%, và tỷ lệ phục hồi của toàn bộ hệ thống RO không phải là tổng của hai tốc độ phục hồi, bởi vì nước tập trung của hệ thống RO giai đoạn 2 sẽ không được thải ra, nhưng sẽ chảy trở lại đầu vào giai đoạn 1. Vì vậy, toàn bộ công thức tính toán tỷ lệ phục hồi hệ thống RO là:

• RTỷ lệ phục hồi — của hệ thống RO
• Q_P— lượng nước đầu ra của hệ thống RO
• Q_F— lượng nước cấp cho hệ thống RO

Ví dụ, Nếu lượng nước cấp (Q_F) Là 100 GPM và lượng nước ra (Q_P) Là 65 GPM, sau đó tỷ lệ phục hồi hệ thống RO (r) là 65 ÷ 100 × 100% = 65%.

• Tính chất hóa học của chất lượng nước

  Ví dụ, nồng độ ion canxi và ion Magiê trong nước càng cao thì càng dễ hình thành quy mô trên bề mặt màng, gây tắc nghẽn phần tử màng và giảm tốc độ phục hồi.

• Lựa chọn và sắp xếp phần tử màng

  Diện tích bề mặt, chất liệu, độ dày, vv của các thành phần màng thay đổi đôi chút từ thương hiệu đến thương hiệu và ngành công nghiệp cho đến ngành công nghiệp. Kích thước của diện tích bề mặt màng xác định lượng nước do hệ thống màng tạo ra, dẫn đến sự khác biệt về tỷ lệ phục hồi của các loại màng đơn khác nhau, nhưng về cơ bản không vượt quá 18%.

  Tỷ lệ phục hồi của hệ thống màng RO cũng bị ảnh hưởng bởi số lượng thành phần màng trong chuỗi, sắp xếp và các yếu tố khác. Các thành phần màng trong loạt là nước tập trung từ màng trước chảy vào đầu vào của màng tiếp theo, và nước tập trung đi qua màng RO một lần nữa, có thể cải thiện tốc độ phục hồi của hệ thống. Tuy nhiên, nếu tất cả các màng được nối tiếp để cải thiện tốc độ phục hồi, áp lực của màng giai đoạn 1 sẽ trở nên rất lớn, vì vậy, một số màng cần phải được kết nối song song đúng cách để giảm áp lực của dòng nước trong giai đoạn 1.

  Do đó, việc sắp xếp màng RO có ảnh hưởng lớn đến tốc độ phục hồi của hệ thống trong thiết kế thực tế.

  Chúng tôi đưa ra ví dụ về ảnh hưởng của số lượng thành phần màng nối tiếp đến tỷ lệ phục hồi:

  Tỷ lệ phục hồi của một màng đơn được cho là 15% và thể tích nước cấp là 1 GPM.

  
  • Q_FKhối lượng nước cấp — (GPM)
  • Q_PKhối lượng sản lượng nước — (GPM)
  • Q_CKhối lượng nước tập trung — (GPM)
  • Q_TP— tổng lượng nước đầu ra/Hệ thống lượng nước đầu ra (GPM)

  Tỷ lệ phục hồi của một màng đơn:(1 × 15%) / 1 × 100% = 15%

  Tỷ lệ phục hồi của hai màng nối tiếp:(0.85 × 15% + 1 × 15%) / 1 × 100% = 27.75%

  Tỷ lệ phục hồi của ba màng nối tiếp:(0.85²× 15% + 1 × 27.75%) / 1 × 100% = 38.59%

  Tỷ lệ phục hồi của bốn màng nối tiếp:(0.85³× 15% + 1 × 38.59%) / 1 × 100% = 47.8%

  Tỷ lệ phục hồi của năm màng nối tiếp:(0.85⁴× 15% + 1×47.8%) / 1 × 100% = 55.63%

  Tỷ lệ phục hồi của sáu màng nối tiếp:(0.85⁵× 15% + 1×55.63%) / 1 × 100% = 62.29%

  Tỷ lệ phục hồi của Mười màng nối tiếp:(0.85⁹× 15% + 1 × 76.84%) / 1 × 100% = 80.31%

  Tỷ lệ phục hồi mười hai màng nối tiếp:(0.85¹¹× 15% + 1 × 83.27%) / 1 × 100% = 85.78%

  Với màng N nối tiếp, tỷ lệ phục hồi hệ thống là:

  R = (0.85^N-1× 15% + 0.85^N-2× 15% + … + 0.85 × 15% + 15%) / 1 × 100%

  Tuy nhiên, phương pháp tính toán này là lý tưởng, hoạt động thực tế sẽ ít hơn nhiều, nói chung là thiết bị xử lý nước lớn để đáp ứng tỷ lệ thu hồi ít nhất là 60% –, vì vậy, ít nhất 6 thành phần màng cần phải được kết nối nối tiếp.

• Môi trường làm việc

  Là một công nghệ tách hiệu quả cao, những thay đổi trong môi trường hoạt động cũng có thể có tác động đáng kể đến hiệu suất của màng RO. Nói chung, nhiệt độ cao hơn làm tăng sản xuất nước; áp lực vận hành hệ thống cao hơn làm tăng tỷ lệ phục hồi. Tuy nhiên, bất kể nhiệt độ cao hay Áp suất vận hành cao, nó sẽ gây hư hại cho màng RO.

• Tái chế nước tập trung

  Tái chế nước tập trung là một phần của nước tập trung được tạo ra bởi hệ thống RO trở lại Bơm cao áp, trộn với nước đến và sau đó lại vào màng RO, vì vậy, sự tồn tại của tái chế nước tập trung sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến tốc độ phục hồi của hệ thống.

  

Thiết bị thẩm thấu ngược nhỏ thường có tỷ lệ phục hồi thấp do lượng nhỏ các thành phần màng. Để cải thiện tốc độ phục hồi, việc tái chế một phần nước tập trung thường được sử dụng, và một phần nước tập trung được trở lại đầu vào một lần nữa để khử muối và phục hồi. Thiết bị thẩm thấu ngược lớn dùng trong công nghiệp có thể áp dụng sự sắp xếp thích hợp các thành phần màng và các loại đa giai đoạn để cải thiện tỷ lệ phục hồi do lượng lớn các thành phần màng.

Mặc dù tỷ lệ phục hồi cao hơn thường được thiết kế để tránh lãng phí nước, tỷ lệ phục hồi cao hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn, vì tỷ lệ phục hồi quá cao có thể dẫn đến giảm chất lượng nước (tỷ lệ khử muối).

Thêm các quá trình tiền xử lý như bể lọc than hoạt tính, bể lọc cát và bể làm mềm nước trước khi hệ thống RO làm giảm ô nhiễm màng RO và cũng cải thiện tỷ lệ phục hồi tổng thể.