أحد أكثر الأسئلة المحيرة لمشغلي نظام الترشيح الفائق والمهندسين والمديرين هو: "زيادة ضغط مدخل الترشيح الفائق اليوم.
الغرض الأساسي لتوحيد البيانات ليس تغيير البيانات الأصلية. بدلاً من ذلك ، يتم التخلص من تأثير التقلبات في ظروف التشغيل (مثل درجة حرارة الماء ، ومعدل التدفق ، وجودة المياه) من خلال الحسابات ، واستعادة "بيانات الأداء" إلى "الظروف القياسية" ، وبالتالي الكشف عن الاتجاه الحقيقي لأداء نظام الغشاء (في المقام الأول درجة التخلص).
1. لماذا تكون بيانات تشغيل الترشيح الفائق ضرورية لتوحيد؟
يتأثر أداء غشاء الترشيح الفائق مباشرة بمعلمات التشغيل الرئيسية التالية:
1. درجة الحرارة: درجة حرارة الماء تؤثر بشكل مباشر على لزوجة الماء. كلما انخفضت درجة حرارة الماء ، كلما ارتفعت اللزوجة ، وكلما زادت مقاومة تدفق المياه عبر ألياف الغشاء. للحفاظ على معدل إنتاج المياه الثابت (FLUX) ، يجب أن يزيد النظام من تواتر مضخة المدخل ، مما يؤدي إلى زيادة ضغط المدخل. على العكس ، ينخفض الضغط بشكل طبيعي في الصيف. بدون توحيد ، قد تعتقد عن طريق الخطأ أن الغشاء قد تعثر بشدة في فصل الشتاء.
2. التدفق: يؤثر معدل التدفق المتخلل (التدفق) ومعدل تدفق الغسيل/الغسيل الهوائي بشكل مباشر على قوة القص على سطح الغشاء وفعالية إزالة الملوثات. التغيرات في معدل التدفق تؤثر أيضا على الضغط.
3. جودة المياه المؤثرة: تؤثر التغيرات في تركيز المواد الصلبة المعلقة والمواد العضوية في المياه الخام بشكل مباشر على معدل القاذورات.
إذا تم استخدام بيانات الضغط الخام والتدفق مباشرة لتحديد ما إذا كان الغشاء يحتاج إلى التنظيف أو لتقييم فعالية التنظيف ، فغالبًا ما تكون الاستنتاجات خاطئة ومضللة. يتضمن تطبيع البيانات بيانات "تسوية" من فترات مختلفة إلى نفس نقطة البداية للمقارنة.
الثاني. المبادئ الأساسية والمعلمات الرئيسية لتطبيع البيانات
الأساس النظري للتطبيع هو نموذج المقاومة الكلاسيكي لترشيح الغشاء:
TMP=μ × R × J
TMP: اختلاف ضغط الغشاء ، القوة الدافعة الأساسية لتغلغل المياه من خلال الغشاء ومقياس الأداء الأساسي الذي نركز عليه.
μ: اللزوجة الديناميكية للماء ، وظيفة درجة الحرارة.
R: المقاومة الكلية ، بما في ذلك المقاومة الكامنة للغشاء والمقاومة الإضافية الناجمة عن التلوث. هذا ما نريد حقًا معرفته! كلما كان التلوث أكثر حدة ، زادت قيمة r.
J: تدفق الغشاء ، كمية المياه المنتجة لكل وحدة غشاء لكل وحدة زمنية.
هدفنا هو مراقبة التغييرات في R. كما تظهر الصيغة ، حتى لو بقيت القاذورات لم تتغير (R لا تزال ثابتة) ، إذا تغيرت درجة حرارة الماء μ أو تتغير Flux J ، فسيتغير TMP أيضًا.
وبالتالي ، فإن جوهر التقييس هو إصلاح التدفق J ودرجة الحرارة μ (معايرة لها إلى القيم القياسية) وحساب فرق ضغط الغشاء الموحد. تعكس التغييرات في TMP الموحدة هذا التغييرات بحتة في إجمالي المقاومة R ، أي التغييرات في مستوى القاذورات.
3. كيفية تطبيع البيانات
لنفترض أن هناك نظام ترشيح فائق المصمم للتدفق المستمر.
الخطوة 1: تحديد "الشروط القياسية"
هذه هي المعايير لجميع الحسابات. عادةً ما يتم اختيار البيانات من التشغيل المستقر الأولي للنظام (عادةً ما يتم تحديد أول 24-48 ساعة بعد التكليف ، قبل حدوث تلوث الغشاء الكبير) كـ "شروط قياسية".
درجة الحرارة القياسية (T_STD): على سبيل المثال ، 20 درجة أو 25 درجة (اعتمادًا على مناخ الموقع وقيم التصميم).
التدفق القياسي (J_STD): تدفق تصميم النظام ، على سبيل المثال ، 50 LMH (L/M² · H).
TMP الموحدة (TMP_STD): قيمة TMP الأولية للنظام أثناء التشغيل المستقر في درجة حرارة وتدفق الإنتاج القياسي. هذه القيمة بمثابة المعيار للمقارنات المستقبلية.
الخطوة 2: جمع البيانات والتنظيم
جمع البيانات الأولية التالية من نظام PLC/DCS بانتظام (على سبيل المثال ، كل ساعة أو لكل نوبة):
ضغط المدخل (P_IN) وضغط المنتج (p_out): يستخدم لحساب TMP=(p_in + p_out)/2-p_out (لأغشية الضغط الخارجي).
معدل تدفق الإنتاج (Q): يستخدم لحساب التدفق الفعلي J=Q/Total Greass.
درجة حرارة مدخل (T).
وضع التشغيل: حدد البيانات المسجلة خلال مرحلة الإنتاج أو الغسيل العكسي أو مرحلة التدفق. عادة ما يتم تنفيذ التطبيع فقط على البيانات خلال مرحلة الإنتاج المستقرة.
الخطوة 3: حساب ضغط الغشاء الطبيعي (TMP)
هذه هي خطوة الحساب الأكثر أهمية. الصيغة كما يلي:
TMP=TMP_MEASURED × (μ_STD / μ_MEASURED) × (j_std / j_measured)
أين:
TMP_MIESURED: ضغط الغشاء الفعلي يقاس في الخطوة 2.
μ_STD: لزوجة الماء في درجة الحرارة القياسية (T_STD) (متوفرة من جدول).
μ_MISUSED: لزوجة الماء في درجة حرارة الماء الفعلية (T).
J_STD: التدفق القياسي.
j_measured: التدفق الفعلي.
أين:
(μ_STD / μ_MIESURED): عامل تصحيح درجة الحرارة. إذا كانت درجة حرارة الماء الفعلية أقل من درجة الحرارة القياسية (μ_MESISURED> μ_STD) ، فسيكون هذا العامل أقل من 1 ، مما يعني أن TMP المصححة سيكون أقل ، مما يلغي الضغط العالي الخاطئ الناجم عن درجات الحرارة المنخفضة.
(j_std/j_measured): عامل تصحيح التدفق. إذا كان التدفق المتخلل الفعلي أقل من تدفق التصميم (j_measured الخطوة 4: تحليل الاتجاه والقرار - ارسم TMP المُحسَّن يوميًا في مخطط اتجاه. هذه هي "لوحة القيادة" الخاصة بك لتقييم صحة النظام. تشير الزيادة الثابتة البطيئة إلى أن التلوث يتراكم ببطء ، وهي عملية طبيعية. تشير القفزة المفاجئة إلى أن التلوث المفاجئ قد حدث (على سبيل المثال ، الجرعات الكيميائية الفاشلة ، التغيير المفاجئ في جودة المياه) ، مما يتطلب تحقيقًا فوريًا. تشير الزيادة السريعة والسريعة إلى أن الغسيل الخلفي التقليدي لم يعد فعالًا في السيطرة على التلوث ، وأن الاستعدادات لتحسين الغسل الكيميائي أو التنظيف الكيميائي التصالحي ضروري. انخفاض كبير بعد التنظيف يشير إلى أن التنظيف كان فعالا. إن الفشل في التعافي إلى قرب- يشير القيم الأولية بعد التنظيف إلى قاذورات لا رجعة فيها أو شيخوخة الغشاء. مثال: فصل الشتاء "إنذارات كاذبة" في نظام الترشيح الفائق الشروط القياسية: T_STD=25 ، j_std=60 lmh ، tmp_std=30 kpa. البيانات من يوم الشتاء: درجة حرارة الماء t=10 ، التدفق الفعلي J=60 lmh ، قياس tmp=45 kpa. الحساب الطبيعي: الجدول: لزوجة الماء في 25 درجة ، μ_STD=0.890 mpa · s ؛ لزوجة الماء في 10 درجة ، μ_Measured=1.307 mpa · s. نسبة التدفق: j_std/j_measured=60/60=1. نسبة اللزوجة: μ_STD/μ_MEASURED=0.890/1.307 ≈ 0.681. تطبيع TMP=45 KPA × 0.681 × 1 ≈ 30.6 kPa. الخلاصة: كان الضغط الطبيعي ما يقرب من 30 كيلو باسكال ، بما يتوافق مع القيمة الأولية. هذا يشير إلى أن زيادة الضغط كانت بحتة بسبب انخفاض درجة حرارة الماء. لم يكن هناك أي تلوث جديد للغشاء نفسه ، وكان التنظيف الكيميائي غير ضروري تمامًا. تم تجنب إغلاق غير ضروري للتنظيف ، وتوفير التكاليف وتوسيع عمر الغشاء.
