Проводимость — это самое дешевое и быстрое измерение, доступное на установке обратного осмоса (RO), и оно касается почти каждого решения, принимаемого оператором: следует ли корректировать предварительную обработку, следует ли проводить очистку, следует ли увеличивать восстановление и подходит ли пермеат для отправки.
Table of Contents
Где находится RO
Опреснение теперь является основным источником поставок. Международная ассоциация опреснения оценивает глобальную контрактную мощность опреснения выше 100 миллионов м³ в день, при этом мембранные процессы составляют большую часть установленной и новой мощности — RO является стандартным выбором для новых морских установок, поскольку его потребление энергии составляет лишь небольшую долю от тепловой дистилляции. С точки зрения спроса, ВОЗ и ЮНИСЕФ оценивают, что около 2,2 миллиарда человек не имеют доступа к безопасно управляемой питьевой воде, что является давлением, способствующим этому расширению.
Измерение проводимости на установке RO
Проводимость измеряется путем приложения переменного напряжения между электродами и считывания получаемого тока. На практике частота переменного тока должна быть достаточно высокой, чтобы подавить поляризацию и эффекты двойного слоя на поверхности электрода, что является одной из причин, по которой четырехэлектродные ячейки распространены в процессе водоснабжения: два электрода подают ток, два измеряют напряжение, и измерение становится гораздо менее чувствительным к состоянию поверхности электрода и сопротивлению кабеля, чем в двухэлектродной ячейке.
Компенсация температуры не является необязательной. Проводимость изменяется примерно на 2% на °C для типичных вод, поэтому сдвиг на 10 °C значительно изменит показания по сравнению с большинством интересующих изменений в процессе. Стандартная практика заключается в том, чтобы ссылаться на показания при 25 °C; ASTM D1125 является соответствующим стандартом для электрической проводимости и сопротивления воды и включает основу для температурной коррекции. Растворы с необычным ионным составом — например, концентрированные рассолы — не следуют стандартной кривой компенсации точно, что объясняет, почему концентрат RO с высоким восстановлением является более сложным измерением, чем морская вода.
Проводимость сенсоров Shanghai ChiMay включает автоматическую компенсацию температуры, а версии, откалиброванные на морской воде, нацелены на точность ±0,5% по всему диапазону измерений.
Где измерение зарабатывает свое место
Качество исходной воды
Проводимость исходной воды устанавливает базовый уровень для всей установки. В сочетании с температурой и SDI она управляет дозированием предварительной обработки, а резкое изменение проводимости исходной воды обычно является первым признаком того, что условия забора или источник морской воды изменились.
Производительность мембраны и решения по очистке
Проводимость пермеата и концентрата вместе дают проход соли, что является самым чистым ранним индикатором деградации мембраны и утечек через O-образное кольцо или соединитель. Тренд нормализованного прохода соли по сравнению с температурно-корректированным потоком пермеата превращает решение о очистке из основанного на календаре в основанное на состоянии: очищать, когда нормализованные данные показывают, что производительность изменилась, а не потому, что прошел квартал. Это обычно снижает частоту очистки и избегает как преждевременной очистки (которая сокращает срок службы мембраны), так и запоздалой очистки (которая требует энергии).
Проверка качества продуктовой воды
Проводимость пермеата — это рутинная проверка того, соответствует ли продукт своим спецификациям, независимо от того, является ли назначение питьевым водоснабжением, промышленной процессной водой или орошением. Установленная точка должна быть установлена с достаточным запасом, чтобы медленное восходящее отклонение вызывало расследование до достижения предела спецификации, и сигнализация должна быть связана с логикой отвода или рециркуляции, а не просто с уведомлением оператора.
Руководящие принципы ВОЗ по качеству питьевой воды не устанавливают основанную на здоровье норму для общего растворенного вещества; TDS рассматривается как параметр приемлемости (вкусовых качеств), при этом концентрации ниже примерно 600 мг/л обычно считаются приемлемыми для потребителей. Когда проводимость используется для соблюдения норм, это обычно происходит в соответствии с национальной или коммунальной спецификацией, а не с нормой здоровья ВОЗ — это стоит проверить, прежде чем записывать установленную точку в план ответа на разрешение.
Выбор сенсора для опреснительных услуг
Морская среда
Работа с морской водой означает постоянное воздействие хлорида, биопоражения и вибрации. IP68 оцененные корпуса являются разумным минимумом для всего, что может быть погружено или промыто. Поведение загрязнения имеет большее значение, чем любое заглавное материалозаявление: сплавы с медью используются в некоторых морских приложениях, поскольку медные ионы подавляют биологический рост, но выбор материала специфичен для применения и должен быть сбалансирован с коррозионной стойкостью и металлами, которые установка может сбрасывать. Электроды и корпуса из титана или Hastelloy являются общим решением для работы с морской водой и концентратом.
Встраиваемый против проточного
Встраиваемая установка в процессе трубопровода дает прямое, быстрое измерение без подготовки образца, но с потерей доступности для обслуживания. Проточные (экстрактивные) установки добавляют линию для образца и насос, но позволяют изолировать и очищать сенсор без прерывания процесса и делают практичным кондиционирование температуры образца перед измерением. На больших установках многие предприятия используют встраиваемые сенсоры в критических контрольных точках и проточные ячейки, где доступ для обслуживания является решающим фактором.
Интеграция с управлением установкой
Проводимость находится в центре трех контрольных контуров на современном заводе RO:
- Контроль восстановления — использование проводимости исходной, пермеата и концентрата для балансировки производства с риском образования отложений и специфическим потреблением энергии. Увеличение восстановления повышает производство, но концентрирует рассол и увеличивает требуемое давление, и компромисс различен для каждой исходной воды.
- График очистки — нормализованные данные о производительности, вызывающие очистку на месте, а не через фиксированный интервал.
- Дозирование предварительной обработки — дозирование антикоррозийных и кислотных средств, регулируемое в зависимости от фактической ионной нагрузки, а не фиксированной дозы.
Поскольку все это зависит от непрерывности данных, доступность сенсоров является фактором проектирования. Дублированные сенсоры на критических контурах (исходная и пермеат) и документированная процедура проверки более ценны, чем один инструмент с более высокой спецификацией.
Практическое обслуживание
- Проверяйте по сертифицированному стандарту с частотой, соответствующей последствиям ошибки, а не привычке
- Ведите письменный учет результатов проверки, чтобы тренды отклонений были видны
- Очищайте при первых признаках отклонения, а не по расписанию; ячейка проводимости, которая показывает низкие значения из-за покрытия, тихо позволит развиться проблеме с мембраной
- Проверяйте целостность кабеля и разъема после любого обслуживания на соседнем оборудовании — большинство «неисправностей сенсоров» на установках RO являются проблемами соединения
- Подтвердите, что температурный элемент считывает правильно, поскольку ошибки компенсации выглядят точно так же, как изменения в процессе
Заключение
Измерение проводимости на установке RO не является гламурным, но это измерение, которое связывает качество исходной воды, состояние мембраны, качество продукта и потребление энергии. Четырехэлектродные ячейки с правильной температурной компенсацией, установленные там, где оператор может их обслуживать, и проверенные по отслеживаемым стандартам, сделают больше для производительности установки, чем любое количество дополнительной аппаратуры на некритической стороне установки. Оборудование для опреснения Shanghai ChiMay создано для этой задачи — ячейки, рассчитанные на морскую воду, автоматическая компенсация температуры и стандартные промышленные выходы, необходимые для передачи данных в систему SCADA.
