An Membrana RO o bardzo niskim ciśnieniu to element odwróconej osmozy zaprojektowany tak, aby osiągać standardowe odrzucenie soli przy mniej więcej dwóch trzecich ciśnienia roboczego konwencjonalnej membrany niskociśnieniowej. Działając pod ciśnieniem około 1,03 MPa (150 psi) zamiast 1,55 MPa (225 psi), nadal zapewnia ustabilizowany współczynnik odrzucania soli do 99,5 procent, co oznacza niższą energię pompy, mniejsze zbiorniki i obniżone długoterminowe koszty operacyjne dowolnego systemu uzdatniania wody poniżej około 2000 ppm TDS.
Ponieważ do przepchnięcia wody przez arkusz membrany wymagane jest mniejsze ciśnienie, ta linia produktów jest często domyślnym wyborem wszędzie tam, gdzie woda powierzchniowa, gruntowa, woda z kranu lub woda miejska wymagają głębokiego odsalania bez ponoszenia kosztów kapitałowych wysokociśnieniowej stacji pomp. Jest zbudowany z cienkowarstwowego materiału kompozytowego z aromatycznego poliamidu, tej samej grupy chemicznej, która jest stosowana w większości nowoczesnych przemysłowych elementów membran RO, i jest produkowany do ciągłych zastosowań przemysłowych, a nie do krótkotrwałej filtracji w miejscu użycia.
Podstawowe parametry wydajności i działania
Definiującą zaletą elementu membrany RO o ultraniskim ciśnieniu jest to, że zapewnia porównywalne lub lepsze odrzucanie soli niż standardowa membrana niskociśnieniowa, zużywając przy tym zauważalnie mniej energii. W standardowych warunkach testowych (roztwór NaCl 1500 mg/l, temperatura 25 stopni Celsjusza, pH 7,5–8,0, odzysk 15 procent) typowy element rozmiaru 8040 osiąga ustabilizowane odrzucenie soli na poziomie 99,5 procent, minimalne odrzucenie nie mniejsze niż 99,3 procent i przepływ permeatu w pobliżu 2200 GPD, w zależności od dokładnej wielkości modelu.
Różnica pomiędzy obiema rodzinami membran staje się wyraźna po porównaniu ciśnień testowych obok siebie. Konwencjonalna membrana niskociśnieniowa ma ciśnienie znamionowe 225 psi, podczas gdy wersja ultraniskociśnieniowa osiąga tę samą docelową jakość wody przy zaledwie 150 psi, co oznacza redukcję o około jedną trzecią. Różnica ta bezpośrednio obniża wymaganą moc pomp zasilających i zmniejsza grubość ścianek, a tym samym koszt rurociągów i zbiorników ciśnieniowych.
| Parametr techniczny | Ultraniskie ciśnienie RO (ULP) | Konwencjonalny niskociśnieniowy RO (LP) |
| Standardowe ciśnienie próbne | 150 psi (1,03 MPa) | 225 psi (1,55 MPa) |
| Testowane stężenie roztworu | 1500 do 2000 ppm NaCl | 2000 ppm NaCl |
| Stabilizowane odrzucanie soli | 99,0 procent lub więcej | 99,3 procent lub więcej |
| Obowiązujący zakres źródła TDS | Poniżej 2000 ppm | Poniżej 2000 ppm |
| Zakres temperatury roboczej | Maksymalnie 45 stopni Celsjusza | Maksymalnie 45 stopni Celsjusza |
| Ciągła praca Zakres pH | 3 do 10 | 2 do 11 |
| Maksymalne ciśnienie robocze | 600 psi (4,14 MPa) | 600 psi (4,14 MPa) |
| Wymagania SDI dotyczące wody zasilającej | 5.0 lub niższa | 5.0 lub niższa |
| Tolerancja wolnego chloru | Poniżej 0,1 mg/l | Poniżej 0,1 mg/l |
Typowe specyfikacje modelu do zastosowań przemysłowych
Elementy klasy przemysłowej są powszechnie sprzedawane w dwóch rozmiarach obudów, 4040 i 8040, dostosowanych odpowiednio do systemów małych i średnich oraz dużych. Element 4040 ma 4 cale średnicy i 40 cali długości, natomiast element 8040 ma 8 cali średnicy i tę samą 40 cali długości. Obydwa pasują do standardowych zbiorników ciśnieniowych, więc modernizacja istniejącej płozy z konwencjonalnych elementów niskociśnieniowych na elementy ultraniskociśnieniowe zwykle nie wymaga nowego projektu obudowy.
| Modelka | Powierzchnia efektywna ft2 (m2) | Średni przepływ permeatu GPD (m3/d) | Stabilizowane odrzucenie | Szybkość odzyskiwania |
| ULP-4021 | 38 (3,5) | 1000 (3,8) | 99,0 proc | 8 procent |
| ULP-4040 | 90 (8,4) | 2500 do 2600 (9,5 do 9,8) | 99,0 proc | 15 procent |
| ULP-8040 | 400 (37,2) | 11000 (41,6) | 99,0 do 99,2 procent | 15 procent |
| ULP-8440 | 440 (41) | 12000 (45) | 99,2 proc | 15 procent |
Dane dotyczące przepływu permeatu są wartościami średnimi w warunkach testowych przy temperaturze zasilania 25 stopni Celsjusza, ciśnieniu testowym 150 psi, stężeniu NaCl od 500 do 2000 ppm i pH 7,5. Poszczególne elementy mogą odbiegać od podanej średniej nawet o 15 procent, co jest normalne i uwzględniane przy projektowaniu systemów.
Membrana RO o bardzo niskim ciśnieniu Element Series
Każdy element tej serii jest dostrojony pod kątem innej równowagi odrzucania, przepływu i tolerancji wody zasilającej, dzięki czemu projektanci systemów mogą dopasować dokładny model do profilu wody surowej i dziennego celu produkcyjnego.
ULP-4040
Standardowy obowiązek ULP-4040HF
Wysoki przepływ ULP-8040-400HR
Duży system ULP-8040-400
Wysoka produkcja Gdzie stosowane są membrany RO o ultraniskim ciśnieniu
Połączenie niskiego poboru energii i niezawodnego tłumienia sprawia, że ta rodzina membran jest powszechnie stosowana w szerokiej gamie przemysłowych i komunalnych linii wodociągowych. W poniższej tabeli wymieniono sektory, które z niego korzystają najczęściej, wraz z docelową jakością wody wymaganą zwykle w każdym zastosowaniu.
| Pole aplikacji | Typowe zastosowanie | Wymagania dotyczące jakości wody |
| Przemysłowa czysta woda | Woda procesowa dla elektroniki, półprzewodników, farmaceutyków | Przewodność poniżej 10 uS/cm |
| Żywność i napoje | Woda pitna butelkowana, woda do sporządzania napojów | Spełnia standardy wody pitnej |
| Woda zasilająca kocioł | Przemysłowe zmiękczanie kotłów i wody zdemineralizowanej | TDS poniżej 50 ppm |
| Miejskie Zaopatrzenie w Wodę | Podwójne zaopatrzenie w wodę parków mieszkalnych i przemysłowych | Spełnia standardy wody pitnej |
| Wstępna obróbka EDI | Głęboka obróbka czołowa systemów elektrodjonizacyjnych | Podaj TDS poniżej 500 ppm |
| Makijaż wieży chłodniczej | Woda uzupełniająca do systemów recyrkulacji chłodni kominowych | Twardość poniżej 100 ppm |
W sektorach takich jak fotowoltaika, baterie litowe, stal, wytwarzanie energii, chemia, drukowanie i farbiarstwo oraz chemiczne przetwarzanie węgla, ten typ membrany zazwyczaj usuwa od 95 do 99 procent rozpuszczonych soli, koloidów, substancji organicznych, bakterii i pirogenów ze strumienia zasilającego, służąc jako główny etap barierowy całego układu uzdatniania wody.
Wymagania dotyczące obróbki wstępnej i konserwacji systemu
Długoterminowa, stabilna wydajność zależy w dużej mierze od tego, co dzieje się, zanim woda dotrze do membrany. Woda zasilająca powinna spełniać wskaźnik gęstości mułu wynoszący 5,0 lub mniej, zmętnienie poniżej 1 NTU i poziom wolnego chloru poniżej 0,1 mg/l. Cienkowarstwowe membrany kompozytowe są wrażliwe na utleniacze, więc wszelkie pozostałości chloru lub silnego utleniacza pozostawione w strumieniu zasilającym z czasem uszkodzą strukturę porów membrany, objawiając się rosnącym przepływem permeatu w połączeniu ze zmniejszającym się odrzuceniem soli.
Standardowy zestaw do obróbki wstępnej obejmuje zazwyczaj filtrację multimedialną w celu usunięcia zawieszonych ciał stałych i koloidów, adsorpcję na węglu aktywnym w celu usunięcia chloru i substancji organicznych oraz filtrację wkładową na poziomie 5 mikronów w celu wyłapania wszelkich pozostałych cząstek. Źródła o dużej twardości wymagają systemu dozowania zmiękczacza lub środka przeciw kamienia, aby zapobiec gromadzeniu się węglanu wapnia i podobnego kamienia na powierzchni membrany.
| Wyzwalacz czyszczenia | Próg | Zalecana odpowiedź |
| Znormalizowany spadek przepływu permeatu | 10 procent lub więcej | Zaplanuj czyszczenie chemiczne |
| Znormalizowany wzrost przenikania soli | 5 do 10 procent | Zaplanuj czyszczenie chemiczne |
| Znormalizowany wzrost różnicy ciśnień | 10 do 15 procent | Zaplanuj czyszczenie chemiczne |
| Występuje kamień nieorganiczny | Wskazanie wizualne lub wydajnościowe | Kwasowo czysty przy pH 1 do 2 |
| Obecne zanieczyszczenia organiczne lub biofilm | Wskazanie wizualne lub wydajnościowe | Czysty alkaliczny o pH 12 |
Ile energii faktycznie możesz zaoszczędzić
Ekonomiczne uzasadnienie przejścia na membranę o ultraniskim ciśnieniu opiera się prawie wyłącznie na energii pompy. Weźmy na przykład przemysłową stację czystej wody przetwarzającą 1000 metrów sześciennych dziennie: obniżenie ciśnienia roboczego z 225 psi do 150 psi zmniejsza zapotrzebowanie mocy pompy wysokociśnieniowej o około 30 do 40 procent. Przy przemysłowej stawce za energię elektryczną wynoszącej 0,8 RMB za kWh i 8000 godzin pracy rocznie, oznacza to szacunkowo 150 000–250 000 RMB rocznych oszczędności energii elektrycznej.
Niższe ciśnienie robocze chroni również osprzęt wokół membrany. Mniejsze naprężenia zagęszczające działające na arkusz membrany spowalniają tempo wzrostu różnicy ciśnień w czasie, a mniejsze obciążenie mechaniczne rurociągów i zaworów wydłuża ich żywotność. Przy normalnej pracy i odpowiedniej obróbce wstępnej przemysłowy element membrany RO o ultraniskim ciśnieniu RO zwykle wytrzymuje od 3 do 5 lat, zanim konieczna będzie wymiana, a w przypadku nieprzerwanie działających systemów komunalnych skumulowane oszczędności w tym okresie mogą znacząco obniżyć całkowity koszt posiadania.
Często zadawane pytania
Jaka jest główna różnica pomiędzy membranami RO o ultraniskim ciśnieniu i niskociśnieniowym?
Membrany RO o ultraniskim ciśnieniu pracują pod ciśnieniem około dwóch trzecich ciśnienia standardowych membran niskociśnieniowych, co czyni je lepiej przystosowanymi do źródeł wody o ciśnieniu poniżej 2000 ppm TDS. Zapewniają maksymalne oszczędności energii, a jednocześnie utrzymują współczynnik odrzucenia soli na poziomie 99 procent lub wyższym.
Jaki zakres TDS jest odpowiedni dla membran RO o ultra niskim ciśnieniu
Zwykle pasują do źródeł wody o TDS od 200 do 2000 ppm, obejmujących wody powierzchniowe, wody gruntowe, wodę wodociągową i wodę miejską. W przypadku źródeł powyżej około 3000 ppm lepszym wyborem jest membrana do wody słonawej.
Czy stosowanie membran o ultraniskim ciśnieniu zmniejsza odrzucanie soli
Nie. Jeśli membrany te działają w ramach zalecanych parametrów, w standardowych warunkach testowych utrzymują odrzucenie soli na poziomie 99% lub więcej, przy stabilnej i przewidywalnej przewodności permeatu.
Ile energii mogą zaoszczędzić membrany Ultra Low Pressure
Oszczędności zależą od projektu systemu, ale w dużych systemach pracujących w trybie ciągłym niższe ciśnienie robocze znacząco zmniejsza koszt energii elektrycznej na metr sześcienny permeatu, przy znacznych skumulowanych oszczędnościach w całym okresie eksploatacji membrany wynoszącym od 3 do 5 lat.
Czy membrany Ultra Low Pressure mogą bezpośrednio zastąpić istniejące membrany standardowe
W większości przypadków tak, ponieważ rozmiary obudów są ustandaryzowane. Należy jeszcze sprawdzić ustawienia ciśnienia w systemie i warunki projektowe, aby potwierdzić, że pompy, rurociągi i elementy sterujące są zgodne z nowym punktem pracy.
Jaka obróbka wstępna jest wymagana w przypadku membran ultraniskociśnieniowych
Woda zasilająca powinna spełniać SDI 5 lub mniej, mętność poniżej 1 NTU i zerową zawartość wolnego chloru. Standardowy zestaw obejmuje filtrację multimedialną, filtrację z węglem aktywnym i filtrację wkładową, w razie potrzeby z dozowaniem środka zmiękczającego lub środka zapobiegającego osadzaniu się kamienia.
Jaka jest oczekiwana żywotność membran ultraniskociśnieniowych
Przy odpowiednim przygotowaniu wstępnym i standardowych warunkach pracy elementy przemysłowe i komunalne zwykle wytrzymują od 3 do 5 lat, a dokładna wartość zależy od jakości wody zasilającej i częstotliwości konserwacji.
Czy membrany ultraniskociśnieniowe nadają się do miejskich projektów związanych z wodą pitną?
Tak. Są szeroko stosowane w miejskich systemach uzdatniania wody wodociągowej i powierzchniowych, szczególnie tam, gdzie priorytetem projektu jest kontrolowanie długoterminowych kosztów energii.
EN
