غشای RO بسیار کم فشار یک عنصر اسمز معکوس است که برای آب تغذیه با شوری کم ساخته شده است، در حالی که در فشار تغذیه کمتر از 100 psi (0.69 مگاپاسکال) کار می کند، به دفع نمک تثبیت شده بالای 99٪ می رسد. در مقایسه با یک غشای آب شور استاندارد که نزدیک به 225 psi کار می کند، این دسته از غشای Ro XLP تقاضای انرژی پمپ را تقریباً 25٪ تا 35٪ در منابع آب زیر 1000 ppm TDS کاهش می دهد، به همین دلیل است که به انتخاب پیش فرض برای عبور دوم در قطارهای دو مرحله ای RO، خطوط تولید آب بطری شده و سیستم های آب معدنی تبدیل شده است.
چرا عملکرد فشار کم بسیار مهم است؟
یک غشای RO صنعتی معمولی به حداقل فشار محرک معینی نیاز دارد تا آب را از لایه فعال خود عبور دهد. هنگامی که آب تغذیه از قبل دارای نمک های محلول کم باشد، بیشتر آن فشار برای غلبه بر مقاومت خود غشا به جای مبارزه با فشار اسمزی تلف می شود. عناصر غشایی RO بسیار کم فشار این مشکل را با استفاده از یک لایه پلی آمید نازک تر و نفوذپذیرتر حل می کنند، بنابراین همان حجم نفوذ با کار پمپ بسیار کمتر تولید می شود. در یک خط شهری یا صنعتی با اندازه متوسط، که مستقیماً به یک پمپ کوچکتر، یک مخزن تحت فشار با نرخ پایین تر و یک قبض برق به طور معناداری کمتر در هر ماه ترجمه می شود.
ساختار غشاء و نحوه دستیابی به عملکرد کم فشار
عناصر غشایی فوق کم فشار Ro بر روی یک ساختار کامپوزیت لایه نازک ساخته شده اند که از طریق پلیمریزاسیون سطحی تشکیل شده است. کنترل چگالی اتصال متقابل لایه پلی آمید در طول تولید، مانع فعال را نازک و آبدوست نگه میدارد، که مقاومت هیدرولیکی را که پمپ تغذیه باید بر آن غلبه کند، بدون از بین بردن دفع نمک، کاهش میدهد. اسپیسر تغذیه معمولاً 28 میل یا 34 میل است، ضخامتی که برای متعادل کردن افت فشار در برابر مقاومت در برابر رسوب انتخاب می شود. تولیدکنندگان با تیمهای اختصاصی شیمی پلیمر، از جمله محققان در سطح دکترا که بر روی کنترل پیوند متقابل غشایی متمرکز هستند، عموماً میتوانند عملکرد رد را به طور مداوم در سرتاسر دستههای تولیدی حفظ کنند.
مشخصات در سراسر سری غشاء XLP
المانهای غشایی RO با فشار بسیار پایین در محفظههای صنعتی استاندارد 4040 و 8040 به همراه انواع مساحت بزرگتر برای سیستمهای با ظرفیت بالاتر تولید میشوند. جدول زیر ارقام عملکرد معمولی گزارش شده در شرایط آزمایش استاندارد 500 ppm NaCl، 25 درجه سانتیگراد، pH 7.5 تا 8.0 و 15 درصد بازیابی تک عنصری را خلاصه می کند.
| مدل | منطقه فعال | جریان نفوذ | رد پایدار | فشار تست |
| XLP-4040 | 85 فوت مربع (7.9 متر مربع) | 2700 GPD (10.2 m³/d) | 98% | 100 psi (0.69 مگاپاسکال) |
| XLP-8040-400 | 400 فوت مربع (37.2 متر مربع) | 12000 GPD (45.4 m³/d) | 98% | 100 psi (0.69 مگاپاسکال) |
| XLE-440 | 440 فوت مربع (40.9 متر مربع) | 12700 GPD (48.0 m³/d) | 99% | 100 psi (0.69 مگاپاسکال) |
تحمل جریان تراوش معمولاً 15% مثبت یا منفی است. عناصر منطقه فعال بزرگتر مانند XLE-440 تعداد محفظه های مورد نیاز برای خروجی معین را کاهش می دهند، که هم هزینه کشتی و هم نیاز به فضای کف را در ساخت های جدید کاهش می دهد.
غشای RO بسیار کم فشار Product Line
طیف کاملی از عناصر غشایی XLP که محفظههای فشرده مسکونی مجاور را از طریق کشتیهای 8040 با ظرفیت بالا پوشش میدهند، که برای رد مداوم در فشار تغذیه کاهش یافته مهندسی شدهاند.
زمینه های کاربردی که بیشترین سود را دارند
از آنجایی که غشای RO با فشار بسیار پایین در اطراف آب تغذیه زیر 1000 ppm TDS طراحی شده است، به جای هر برنامه RO، برای یک مجموعه خاص از موارد استفاده مناسب است:
- خطوط آب آشامیدنی بسته بندی شده و بسته بندی شده، که در آن آب لوله کشی شهری در TDS پایین قرار دارد و نیازی به تصفیه فشار بالا ندارد.
- تهیه آب خوراک بویلر، تامین آب آرایشی با سختی کم که رسوب را کاهش می دهد و انتقال حرارتی را بهبود می بخشد.
- تصفیه گذر دوم در سیستمهای RO دو مرحلهای، صیقل دادن گذر اول برای رسیدن به مشخصات آب فوق خالص برای مصارف الکترونیکی یا دارویی.
- نمکزدایی شهری از آبهای سطحی یا زیرزمینی کم عمق در پروژههایی از چند صد تا چند هزار متر مکعب در روز.
- تامین آب برای عملیات های نوشیدنی، لبنیات و دم کردن در جایی که طعم ثابت و محتوای مواد معدنی کم مورد نیاز است را پردازش کنید.
نکات طراحی سیستم قبل از نصب
| پارامتر | محدوده توصیه شده |
| تغذیه SDI15 | زیر 5.0 |
| کلر آزاد | زیر 0.1 میلی گرم در لیتر، دکلره مورد نیاز است |
| دمای عملیاتی | 3 تا 45 درجه سانتیگراد، بهترین حالت نزدیک به 25 درجه سانتیگراد |
| PH عملیات مداوم | 3 تا 10 |
| PH پاک کننده شیمیایی | 1 تا 13 |
| حداکثر افت فشار در هر عنصر | 15 psi (0.1 مگاپاسکال) |
فیلتراسیون چند رسانه ای، فیلتر کربن فعال و فیلتراسیون کارتریج 5 میکرونی مراحل پیش تصفیه استاندارد قبل از سیستم غشایی XLP Ro صنعتی هستند. آب تغذیه با بار آلی بالاتر معمولاً از مرحله پیش تصفیه اولترافیلتراسیون برای محافظت از سطح غشاء از رسوب بهره می برد.
صرفه جویی در انرژی در مقایسه با غشاهای آب شور استاندارد
با استفاده از یک سیستم 100 m³ / d تصفیه آب با 1000 ppm TDS به عنوان یک مورد مرجع، اختلاف فشار عملیاتی به تنهایی باعث ایجاد شکاف قابل توجهی در مصرف برق سالانه می شود.
| مورد | غشای استاندارد BW | فشار بسیار پایین Membrane |
| فشار عملیاتی | 225 psi (1.55 مگاپاسکال) | 100 psi (0.69 مگاپاسکال) |
| برآورد توان پمپ | تقریبا 18.5 کیلو وات | تقریبا 8.2 کیلو وات |
| انرژی سالانه (8000 ساعت) | 148000 کیلووات ساعت | 65600 کیلووات ساعت |
فشار بسیار پایین در مقابل فشار بسیار پایین: انتخاب غشای مناسب
این دو دسته اغلب با هم اشتباه گرفته می شوند زیرا هر دو صرفه جویی در انرژی را هدف قرار می دهند، اما با شرایط مختلف آب تغذیه مطابقت دارند.
| عامل | فشار بسیار پایین (XLP) | فوق العاده کم فشار (ULP) |
| فشار عملیاتی معمولی | 100 psi | 110 تا 150 psi |
| محدوده تغذیه TDS | زیر 1000 پی پی ام | حداکثر 2000 تا 4000 ppm |
| بهترین تناسب | آب لوله کشی، آب زیرزمینی کم TDS، گذر دوم | آبهای زیرزمینی با شوری متوسط، گذر اول |
اگر منبع تغذیه به طور منظم بیش از 1000 ppm اجرا شود، یک غشاء RO با فشار بسیار پایین یا یک غشاء RO آب شور معمولاً انتخاب مطمئنتری است، زیرا اجرای یک عنصر XLP خارج از محدوده طراحی TDS عمر غشا را کوتاه میکند و فرکانس تمیز کردن را افزایش میدهد.
سوالات متداول
آیا یک غشای بسیار کم فشار می تواند جایگزین غشای استاندارد در یک کشتی موجود شود؟
در بیشتر موارد بله، زیرا عناصر XLP-4040 و XLP-8040 دارای ابعاد استاندارد صنعتی هستند. البته ابتدا منحنی پمپ باید بازنگری شود، زیرا سیستمی که در اصل 225 psi اندازه دارد، یک عنصر کم فشار را بیش از حد تحت فشار قرار می دهد، مگر اینکه خروجی پمپ از طریق یک درایو فرکانس متغیر یا یک شیر گاز کاهش یابد.
آیا این غشاء برای آب دریا مناسب است؟
خیر. آب دریا معمولاً حدود 35000 ppm TDS را حمل می کند، که بسیار فراتر از محدوده طراحی با شوری کم غشای RO بسیار کم فشار است. نمک زدایی آب دریا به یک غشای اختصاصی SW Ro با توان 800 تا 1200 psi نیاز دارد.
عنصر غشاء چه مدت دوام می آورد؟
تحت عمل پیش تصفیه و تمیز کردن مناسب، عمر مفید معمولاً 3 تا 5 سال است. عوامل اصلی کوتاه کردن پنجره عبارتند از افزایش SDI خوراک، قرار گرفتن در معرض کلر بالاتر از حد تحمل، و تمیز کردن با تاخیر زمانی که شار یا رد شروع به کاهش 10٪ تا 15٪ از سطح پایه کند.
یک سیستم XLP به چه پیش درمانی نیاز دارد
پیش تصفیه استاندارد فیلتراسیون چند رسانه ای، فیلتر کربن فعال و فیلتراسیون کارتریج 5 میکرونی را پوشش می دهد، با تغذیه SDI15 کمتر از 5.0، کدورت زیر 1 NTU، و کلر آزاد کمتر از 0.1 میلی گرم در لیتر. منابع با محتوای ارگانیک بالاتر از یک مرحله اولترافیلتراسیون اضافه قبل از عنصر غشایی RO بهره مند می شوند.
EN
