10 ADIMDA TERS OZMOZ TESİSİ NASIL TASARLANIR
Bugün, tasarım yapmanın 10 adımını açıklayacağız. ters osmoz sistemi. tıknaz profesyonel RO Tesisi Guangzhou, Çin'den üretici. Ticari ve endüstriyel uygulamalar için +1000'in üzerinde ters osmozlu su arıtma sistemi tasarlıyoruz.
Şimdi ters osmoz tesisi tasarımını adım adım kontrol ediyoruz.
1. Besleme Suyu Kaynağını, Besleme Suyu Kalitesini ve Arıtılmış Su Kalitesini Değerlendirin
Bildiğiniz gibi yeryüzündeki suyun sadece %2'si tatlı sudur. Yeraltı suları, nehir suyu, deniz suyu, okyanus suyu, göl suyu gibi diğer tüm sular doğrudan içilmesi veya uygulamanızda kullanılması uygun değildir. Çünkü bu sularda tehlikeli inorganik ve organik bileşikler, bakteri ve virüsler bulunur. Dolayısıyla bu suları arıtmamız gerekiyor. Test sonucu ters osmoz tesisi tasarımı için önemlidir.
Su kaynağınız var, önce suyunuz hakkında daha fazla bilgi sahibi olmalısınız. En iyi yol, şehrinizdeki test laboratuvarına bir şişe su göndermektir.
Size bunun gibi bir analiz sonucu veriyorlar. Bu rapordan, önce TDS seviyenizi kontrol edin. TDS, toplam çözünmüş katılar anlamına gelir, TDS hakkında daha fazla bilgi için bu videomuzu izlemenizi öneririm. Linki aşağıya ve buraya koyuyorum.
Uygulamanızla ilgili olarak, arıtılmış su için hangi TDS seviyesine ulaşmak istiyorsunuz? Örneğin ilaç sanayi için arıtılmış su kullanıyorsanız TDS seviyesi 1 ppm'den az, sulama içinse TDS seviyesi 500ppm'den az, içme suyu içinse TDS seviyesi 100-500ppm civarında olmalıdır.
2. Akış tipini belirleyin
İki akış tipi vardır. Tıkalı akış ve konsantre devridaimi.
Normalde tüm sistemlerimiz fiş akışına devam eder. Tapalı akışta, besleme suyu sistemden bir kez geçer.
Burada fiş akış şemasını görüyorsunuz. Besleme suyu membran elemanlarını geçer ve nüfuz eden su ve konsantre su elde edersiniz. Ancak bazen, mümkünse, tüm sistemdeki nüfuz miktarını ve verimini artırmak için, konsantre suyu besleme suyu kaynağına geri göndeririz. Bu akış tipi konsantre devridaimdir. Konsantre su TDS seviyesine, membran geri kazanım oranına ve membran tipine bağlıdır. Bu nedenle, ters osmoz tesisi tasarımında akış tipi bir diğer önemli kriterdir.
Burada konsantre su devridaim tipi ters osmoz sisteminin şemasını görebilirsiniz.
Akış tipini belirlemek deneyim ve teknik bilgi gerektirir.
3. Membran ve Membran Tipini Seçin
Bir ters osmoz tesisi tasarımında, elemanlar besleme suyu tuzluluğu, besleme suyu kirlenme eğilimi, gerekli reddetme ve enerji gereksinimlerine göre seçilir. Dikkate alınması gereken ilk faktör besleme kaynağıdır. Besleme acı su ise BW tip ro membranlar seçilmelidir. Yem deniz suyu ise, SW türleri ro membran dikkate alınmalıdır. Acı su için TDS 1000–15000 mg/l arasındadır ve deniz suyunda 15000 mg/l'den fazladır. Bu arada mg/l ve ppm aynı birimdir.
4. Tasarım akışının seçimi
Su arıtma şirketleri, spesifik permeat debisi ve geri kazanım oranına göre bir ters ozmoz tesisi tasarlar. Geri kazanım oranı, besleme suyunun yüzde kaçının permete edilmiş arıtılmış su haline geldiği anlamına gelir.
Membran sistem tasarımında en büyük etkiye sahip olan faktör, besleme suyunun kirlenme ve kireçlenme eğilimidir. Kirlenme ve pullanma ile ilgili daha fazla bilgi için açıklama kısmındaki videomuzu izlemenizi öneririm ve burada linkini sizlerle paylaşıyorum.
Bir membran sistemi, sistemin her elemanı, kirlenme oranını en aza indirmek ve mekanik hasarı önlemeye yardımcı olmak için önerilen çalışma koşulları aralığında çalışacak şekilde tasarlanmalıdır. Bu eleman çalışma koşulları aşağıdakilerle sınırlıdır:
• maksimum kurtarma
• maksimum sızma akış hızı
• minimum konsantre akış hızı
• maksimum besleme akış hızı
Burada SDI (silt yoğunluk indeksi) ile ilgili olarak bazı RO membran üreticilerinin önerdiği akış hızları için bir akış hızı tablosu var, şimdi bunun nasıl kullanılacağını görüyoruz. Mesela kuyu suyunuz var, SDI indeksiniz 3'ten az, L/m2.h olarak sistem ortalama akınız 22 -29. 22 minimum akı hızı ve 29 maksimum akı hızıdır ve maksimum element geri kazanım oranı %19'dur. Bu değerler bir ters osmoz tesisi tasarımı için önemlidir.
5. Modül numarasının hesaplanması
Modül numarasını hesaplamak için şunları bilmeliyiz:
· Permeat akışı (Qp) (m3/gün)
· Membran aktif alanı, (Ae) (m2)
· Tasarım akısı, (f) (L/m2.h)
Permeat akışı makinenizin kapasitesidir, günde kaç su ihtiyacınız vardır. Membran aktif alanı, bunu membran tedarikçisinden alabilirsiniz. RO membran spesifikasyonu ve tasarım akısı L/m2.h, size zaten tabloda veriyorum.
Besleme kaynağına ve TDS'ye göre SW veya BW gibi modül tipini belirledikten sonra katalogdan seçim yapabilirsiniz. Belirtilen performans, Genel ürün açıklaması ve ürün kullanımı, kısıtlamalar gibi önemli bilgileri katalogda bulabilirsiniz.
Örneğin, Dupont kullanıyoruz Filmtec BW30-400 eleman spesifikasyonu. Bir bağlantı bırakıyorum, ayrıca resmi web sayfalarından da indirebilirsiniz. Burada aktif alan 37m2, permeat debisi 40m3/d, tuz reddi %99 olarak görüyoruz.
Ayrıca burada zar boyutunu da görebilirsiniz. Çap (C) 7,9 inç, yaklaşık 8 ve uzunluk (A) 40 inçtir. Bu yüzden piyasada 8040 olarak adlandırılır.
Şimdi tek bir örnek yapıyoruz. Bu nedenle, unutmayın, 250 ila 2000lph arasında bir ters osmoz sistemi tasarlıyorsanız, 4040 boyutlu lement kullanmalısınız, 3000lph ve daha fazlası, 8040 boyutlu eleman kullanmalısınız.
Element sayısını hesaplamak için ters ozmoz membran sayısı anlamına gelir, bu denklemi kullanırız:
Eleman sayısı için denklem:
Örneğin kuyu suyumuz var, SDI indeksi 3'ten küçük. Tablomuzu kontrol ediyoruz. Akı oranı 22-29, maksimum eleman sayısını hesaplamak istiyorsanız 22, minimum eleman sayısı için 29 kullanmalısınız.
Mesela saatte 6000 litre suya ihtiyacımız var. Bu bizim sızma akış hızımızdır (Qp). Kuyu suyu TDS'miz 10000ppm'den yüksek, acı su, BW tipi membran seçiyoruz. Bu, Dupont Filmtec BW30-400 eleman spesifikasyonudur. Elemanın aktif alanı 37m2'dir (Ae). Şimdi, bir ters osmoz tesisi tasarlamak için denklemi kullanıyoruz ve sayıyı denkleme koyuyoruz.
Yok min= 6000/(37×29)= 7,3 = 6
Ne maks = 6000/(37×22) =5,59 = 7
Gördüğünüz gibi 6000lph sistem için 6 adet RO membran kullanabilirsiniz.
6. Basınçlı Kap sayısının hesaplanması (Nv)
Gerekli olan toplam basınçlı kap sayısı = (toplam modül sayısı) / (bir basınçlı kaptaki modül sayısı).
Hesaplanan sayı en yakın tam sayıya yuvarlanmalıdır. 5.89 numarayı bulduğunuz gibi, yani 6 damar kullanabilirsiniz. Büyük sistemler için 6 elemanlı gemiler standarttır, ancak 8 elemana kadar gemiler mevcuttur. Daha küçük ve/veya kompakt sistemler için daha kısa kaplar seçilebilir.
Saatte 250, 500 litre, sadece bir 4040 veya iki 4040 eleman gibi küçük sistemler yeterli olabilir.
Örneğin, 6000lph hızımıza gidersek Ters Osmoz Sistemi örneğin, 6 ro membrana ihtiyacımız olduğunu bulduk, eğer 2 elemanlı membran muhafazayı seçersek, 3 membran muhafazaya ihtiyacımız var.
Bu arada, Membran muhafaza ve eleman gemileri aynı şeydir, her ülke bunun için farklı terimler kullanır.
7. Geri kazanımın hesaplanması (S) %
Geri kazanım, süzülen akışın besleme suyu akışına oranıdır, bu denklemle hesaplanır.
Artan geri kazanımla, basınç bir miktar artabilir, ancak tuzlu su daha konsantre olacak ve bu da bertarafı daha zor hale getirebilir.
Ters Ozmos sisteminde geri kazanım, tuz reddinin bir fonksiyonudur. Bu nedenle, TO membranlarının reddetme yetenekleri, yüzde tuz reddetme veya moleküler ağırlık kesme (MWCO) değeri ile belirtilir. Bu nedenle, tuz reddi tipik olarak bu denklem olarak TO membranları için kullanılır:
Kısaltma
· Reddetme boyutsuzdur ve (kesir olarak ifade edilir).
· CP = süzüntüdeki konsantrasyon,
· CF = besleme suyundaki konsantrasyon.
Reddetme, TDS veya iletkenlik gibi toplu parametreler için hesaplanabilir.
Belki de bu denklemin bir ters osmoz tesisi tasarımında nasıl kullanılacağını bir örnekle açıklamak daha iyi olur:
Mesela acı suyumuz var, TDS'si 12000ppm ve sulama için permeat suyu 500ppm olarak almak istiyoruz. BW membran kullanıyoruz ve tuz reddi %97.
denklemimiz var:
Logaritmik ve üstel sayı hesabını kullanmayı bilmiyorsanız deneme yanılma yöntemiyle kolayca yapabilirsiniz bu yöntemde acı su sistemi geri kazanım oranı için 0.40 ile 0.70 arasında S değeri veriyorsunuz yani 0.45 ile başlıyoruz 0.56 bulursak %56 iyileşme oranı anlamına gelir.
8. Aşamaların hesaplanması
Aşama sayısı, beslemenin sistemden çıkana ve konsantre olarak boşaltılana kadar seri halinde kaç tane basınçlı kaptan geçeceğini tanımlar. Her aşama, paralel olarak belirli sayıda basınçlı kaplardan oluşur.
Burada size acı su ve deniz suyu için iki tablo vereceğim. Doğru aşama sayısını ve iyileşme oranını seçmek için bu tabloları kullanabilirsiniz. Ancak normalde aşama sayısını kesinleştirmek için ROSA veya WAVE yazılımını kullanıyoruz.
9. Aşamalar arasındaki oranı belirleyin (R)
Sonraki aşamalardaki basınçlı kap sayısının ilişkisine, R ile gösterdiğimiz aşama oranı denir.
Birinci aşamada dört tekne ve ikinci aşamada iki tekne bulunan bir sistem için kademelendirme oranı 2:1'dir. Dolayısıyla sırasıyla birinci, ikinci ve üçüncü aşamada dört, üç ve iki tekne bulunan üç aşamalı bir sistem 4:3:2'lik bir aşama oranına sahiptir. Acı su sistemlerinde, birbirini takip eden iki aşama arasındaki evreleme oranları genellikle 6 elementli gemiler için 2:1'e yakındır ve daha kısa gemiler için bundan daha azdır. Bu nedenle, 6 elemanlı kaplara sahip iki kademeli deniz suyu sistemlerinde, tipik kademelendirme oranı 3:2'dir.
Bu nedenle, bir sistemin ideal aşaması, tüm basınçlı kapların aynı sayıda eleman içermesi koşuluyla, her aşamanın sistem geri kazanımının aynı fraksiyonunda çalıştığı şekildedir. Bu nedenle, n kademeli bir sistemin kademelendirme oranı R ve bir sistem geri kazanımı S (kesir olarak), bir ters osmoz tesisi tasarlamak için bu denklemle hesaplanabilir:
Birinci aşamadaki Nv(1) basınçlı kap sayısı, toplam kap sayısından R aşamalandırma oranı Nv ile hesaplanabilir.
10. Permeat Akış Hızını Dengeleyin
Bir sistemin son modülünün nüfuz akış hızı normalde ilk elemanların akış hızından daha düşüktür. Dolayısıyla bu, besleme kanalındaki basınç düşüşünün ve beslemeden konsantreye giden ozmotik basıncın artmasının bir sonucudur.
Belirli koşullar altında, ilk elemanın ve son elemanın nüfuz akış hızının oranı çok yüksek olabilir. Bu koşullar, örneğin:
· Yüksek sistem kurtarma
· Yüksek yem tuzluluğu
· Düşük basınçlı membranlar
· Yüksek su sıcaklığı
· Yeni membranlar
Bir ters osmoz tesisi tasarlamanın amacı
İyi bir tasarımın amacı, farklı konumlardaki elemanların akış hızlarını buna göre dengelemektir. Bu, aşağıdaki yollarla elde edilebilir:
• Aşamalar arasında besleme basıncını artırma
• İki aşamalı bir sistemin yalnızca ilk aşamasına nüfuz etme karşı basıncı uygulayın
• Hibrit sistem: ilk konumlarda daha düşük su geçirgenliğine sahip membranlar ve son konumlarda daha yüksek su geçirgenliğine sahip membranlar kullanın: örneğin, bir deniz suyu TO sisteminin birinci aşamasında yüksek ret deniz suyu membranları ve ikinci aşamasında yüksek verimliliğe sahip deniz suyu membranları.
Tekrar söylemek istiyorum, sistemi bu adımlara göre tasarlarsanız, tasarlanan sistemin bazı problemler yaşama ihtimali vardır. Bu nedenle, hataları düzeltmek için ROSA veya WAVE gibi bazı yazılımlar kullanarak sistemi analiz etmek gerekir. Çünkü su arıtma üreticisi olarak tüm sistemleri öncelikle yazılım ile kontrol ederek buna göre herhangi bir tasarım problemi olup olmadığını kontrol ediyoruz. Çok önemli bu yazılımları nasıl kullanacağınızı öğrenmek istiyorsanız lütfen yorum olarak yazınız.
Ters osmoz tesisi tasarımı hakkında daha fazla bilgi almak için bizimle serbestçe iletişime geçebilirsiniz. Teklife ihtiyacınız varsa, lütfen aşağıdaki formu doldurun ve yakında sizinle iletişime geçelim.