راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن

مقدمه

عملکرد و راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن و استاندارد سازی ساختار آن ها از اهمییت بالایی برخوردار می باشد؛ به ویژه زمانی که محصول تازه ای از ممبران قرار است به بازار معرفی شود.

در این مطالعه موردی (case study)، سه مورد از ممبران های دریایی با ساختار پلی آمیدی بررسی می شود که یکی از آن ها به تازگی وارد بازار شده و ۲ مورد دیگر از محصولات سابق سازندگان ممبران RO می باشد. آزمایش های صورت گرفته بر روی یک دستگاه آب شیرین کن به روش اسمز معکوس واقع در کشور مصر انجام شده اند که نتایجی مفیدی از راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن استخراج شد که در ادامه به آن اشاره خواهد شد. این مطالعات از تاریخ ۶ ژوئن ۲۰۱۵ تا ۳۰ آوریل ۲۰۱۶ بر روی یک دستگاه آب شیرین کن صورت گرفته که آب دریای سرخ را به ظرفیت ۲۱۰۰۰ مترمکعب در روز را دریافت می کند و طبق شرایط ذکر شده در زیر کار تصفیه و شیرین سازی آب را انجام می دهد.

پارامتر آب خوراکمحدودهمیانگین
هدایت (μS/cm)64,100 - 55,000(±2408)59112
دما (C ̊)30.2 - 23.0(±1.33)27.6
pH7.2

مشخصات دستگاه مورد مطالعه

اپراتور های دستگاه آب شیرین کن ۳ عدد محفظه تحت فشار (Pressure Vessel)، که هریک شامل ۶ المان می باشند، برای مطالعه اختصاص دادند. مطابق تصویر زیر ممبران تازه ساخت SWRO1 و دو ممبران دیگر (تثبیت شده در بازار) SWRO2 و SWRO3 نامگذاری شده اند.

Performance benchmarking of polyamide composite Sea water reverse osmosis membranes

اطلاعات جامع از مشخصات فنی و داده های عملکردی هر کدام از سه ممبران در جداول زیر آورده شده است:

اطلاعات جامع از ممبران هاSWRO1SWRO2SWRO3
ضخامت spacer (میلیمتر)0.80.80.8
سطح ممبران (مترمربع)37.24137
درصد حذف نمک (میانگین)99.80%99.80%99.75%
درصد حذف نمک (حداقل)99.5%99.55%99.5%
درصد حذف بور93.00%91.50%93.00%
دبی جریان آب تولیدی (مترمکعب در روز)24.637.4824.6
داده های عملکردی ممبران هاSWRO1SWRO2SWRO3
حداکثر فشار عملیاتی (bar)838383
حداکثر دمای عملیاتی (C)454545
محدوده pH در حین عملیات2-112-112-11
محدوده pH در حین شست و شو1-121-131-12
حداکثر افت فشار در هر المان (bar)1.01.01.4
حداکثر افت فشار در هر وسل (bar)3.53.44.0
حداکثر غلظت کلر (ppm)0.1ppm0.1ppm>0.1ppm>

نتایج در حین راه اندازی

در طول مطالعه ی راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن، اپراتور ها فشار خوراک ورودی را در ۶۰ بار نگه داشتند. البته فشار خوراک ۳ محفظه تحت فشار مورد تست به علت محدودیت در سیستم قابل اندازه گیری نبود. اگرچه، هدف رسم پروفایل عملکرد و مقایسه هرکدام از ممبران ها بود که مواردی مانند هدایت آب تولیدی، حذف نمک و جریان آب تولیدی در شرایط مختلف بود. هدایت و جریان آب تولیدی در ۲۴ ساعت اول استارت آپ بهره برداری از سیستم اندازه گرفته شد. نمودار های زیر مقادیر مختلف مورد بررسی که در زمان های مختلفی اندازه گیری شده، نمایش داده شده است.

Permeate conductivity during start-up of three SWRO membranes

هدایت آب الکتریکی در حین راه اندازی

Permeate flow during start-up of three SWRO membranes

دبی جریان آب تولیدی در حین راه اندازی

همان طور که از نمودار ها نمایان است، ممبران SWRO1 (ممبران تازه ساخت) در مقایسه با ۲ ممبران دیگر، از آب تولیدی با هدایت کمتر و دبی پایین تری برخوردار است. علاوه بر این، SWRO3 بالاترین دبی آب تولیدی را داشته است.

نتایج در طی یک دوره مشخص

مطالعات بر هدایت، جریان آب تولیدی و حذف نمک در طول دوره چندین ماهه طبق نمودار های زیر صورت گرفته است. همان طور که از نمودار مشخص است، چندین روز طول میکشد تا مقادیر پارامتر های موردنظر به پایداری برسند. در ابتدای دوره زمانی مطالعه، مقادیر هر پارامتر در SWRO1 تفاوت چشمگیرتری نسبت به سایر ممبران ها دارد.

طبق مطالعه بر راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن، به طور میانگین حذف نمک ممبران های SWRO2، SWRO1 و SWRO3 به ترتیب ۹۸.۹۵%، ۹۹.۶۴% و ۹۹.۶۲% اندازه گرفته شده است. داده های دبی آب تولیدی نیز به ترتیب ۳.۸۲، ۴.۱ و ۳.۶ مترمکعب در ساعت پس از رسیدن به پایداری نسبی(۵۰ روز) است.علت بالا بودن دبی آب تولیدی در SWRO2 مربوط به سطح بیشتر ممبران است. همچنین در مقطعی از زمان افزایش ناگهانی در دبی آب تولیدی داشته ایم که در اصل به دلیل شست و شو و رفع گرفتگی ممبران(عموما توسط آنتی اسکالانت ها) در همان مقطع زمانی بوده است.

هدایت آب تولیدی در یک دوره یک ساله

هدایت آب تولیدی در یک دوره زمانی یک ساله

درصد حذف نمک در یک دوره زمانی یک ساله

درصد حذف نمک در یک دوره زمانی یک ساله

دبی جریان آب تولیدی در یک دوره زمانی یک ساله

دبی جریان آب تولیدی در یک دوره زمانی یک ساله

نتایج به صورت المان به المان

به منظور درک بهتری از عملکرد و راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن نمودار پروفایل هدایت هر المان به طور جداگانه رسم شده است. در هر ۶ المان در طول دوره مطالعه، هدایت آب تولیدی در SWRO1 همیشه بالاتر بوده است. در حالی که ۲ ممبران دیگر عملکردی مشابه داشته اند. همچنین مقدار هدایت از نمودار اولین المان (۱) تا آخرین المان (۶) افزایش داشته است. در واقع المان ها در  طول عبور آب خوراک از محفظه تحت فشار میزان تصفیه به صورت تصاعدی بهینه تر می شود. زیرا شیب نمودار در المان های آخر تند تر بوده است.

پروفایل هدایت هر ممبران در المان های جداگانه در یک دوره زمانی چند ماهه

پروفایل هدایت هر ممبران در المان های جداگانه در یک دوره زمانی چند ماهه

جمع بندی نهایی

طبق داده های فوق، این نتیجه حاصل می شود که: ممبران جدید حذف نمک کمتری دارد و آب تولیدی از آن با هدایت بالاتر و دبی کمتری می باشد. و به طور کلی با توجه به ارزیابی راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن به نسبت سایر ممبران ها، کیفیت پایین تری دارد.

:Source

Performance benchmarking of polyamid composite – Sea water reverse osmosis membrane

وبلاگ های مرتبط با راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن

آب شیرین کن

تصفیه آب صنعتی

تصفیه آب صنعتی چیست؟

تصفیه آب نیمه صنعتی

تصفیه آب شرب

آب فوق خالص

تصفیه آب کشاورزی

آب شیرین کن کشاورزی

راندمان ممبران های دستگاه آب شیرین کن
۵ (۱۰۰%) ۲ votes
این صفحه را به اشتراک بگذارید