Mae dŵr yn llifo trwy'r bilen o dan bwysau, ond ni all halwynau a deunydd organig basio trwodd ac maent yn cael eu dal ar wyneb y bilen. Mae gan yr hydoddyn "croniad" ar wyneb y bilen grynodiad llawer uwch na'r llif dŵr swmp; polareiddio crynodiad yw hwn. Mae ffurfio'r haen ffin hon yn cael effaith gynhwysfawr ar y system.
Mewn systemau osmosis gwrthdro, diffinnir cymhareb y crynodiad hydoddyn ar wyneb y bilen i'r crynodiad yn y llif dŵr swmp fel y ffactor polareiddio crynodiad . Mewn ymarfer peirianneg, fel arfer yn cael ei reoli o dan 1.2. Fodd bynnag, unwaith y bydd y sianel fwydo wedi'i rhwystro neu fod y gyfradd llif yn gostwng, gall esgyn yn hawdd i 1.4 neu hyd yn oed 1.5. Mae hyn yn golygu bod y crynodiad halen ar wyneb y bilen 40% -50% yn uwch na chrynodiad halen y dwysfwyd rydyn ni'n ei fesur.
Er enghraifft, gyda dŵr hallt nodweddiadol, pan fo'r crynodiad halen crynswth swmp yn 5000 mg / L, gall y crynodiad lleol ar wyneb y bilen gyrraedd 7000-7500 mg / L. Mae pwysedd osmotig mewn cyfrannedd union â halltedd - am bob cynnydd o 1000 mg/L mewn halltedd, mae'r pwysedd osmotig yn cynyddu tua 0.07 MPa (0.7 bar).
Mae cynnydd o 2500 mg/L mewn crynodiad arwyneb yn arwain at bron i 0.18 MPa (1.8 bar) ychwanegol mewn pwysedd osmotig. Ar gyfer systemau pilen dŵr hallt sy'n gweithredu ar 1.0-1.2 MPa, mae hyn yn golygu bod 15% -18% o'r pwysau gyrru net yn cael ei amsugno gan bolareiddio crynodiad.
Meintioli cyfradd llif treiddiad a chyfradd dihalwyno:
Yn ôl llawlyfrau technegol gwneuthurwr pilenni (gan ddefnyddio cyfres DuPont FilmTec fel enghraifft), gyda gostyngiad o 15% yn y gyfradd llif porthiant a chynnydd o 1.2 i 1.4, bydd cyfradd llif treiddiad y system yn gostwng 12% -18% yn y modd pwysau cyson. Nid yw hyn oherwydd baeddu pilen, ond yn hytrach y grym gyrru effeithiol yn cael ei wrthbwyso.
O ran cyfradd dihalwyno, am bob cynnydd o 0.1 mewn , mae athreiddedd NaCl yn cynyddu tua 20% -30%. Pan fo cyfradd dihalwyno pilen dŵr hallt arferol yn 99.5%, mae dargludedd y treiddiad oddeutu 10-15 µS/cm.
Pan fo polareiddio crynodiad yn ddifrifol, gall dargludedd y treiddiad godi i 30-50 µS/cm. Ar gyfer system osmosis gwrthdro un cam gyda gwely cymysg, gallai hyn olygu bod y cylch adfywio gwelyau cymysg yn cael ei gywasgu o 72 awr i lai na 24 awr, gan ddyblu'r defnydd o asid ac alcali.
Risg Graddfa:
Mae Mynegai Dirlawnder Langerile (LSI) o galsiwm carbonad fel arfer wedi'i gynllunio i fod yn is na 1.8 (gydag atalyddion graddfa). Mae polareiddio crynodiad yn cynyddu'r crynodiad ar wyneb y bilen, gan arwain at werth LSI gwirioneddol 0.5-1.0 yn uwch na'r llif dŵr swmp.
Mewn prosiect ailddefnyddio dŵr gwastraff, yr LSI dwysfwyd swmp oedd 1.6. Dylai ychwanegu atalyddion graddfa fod wedi bod yn ddiogel yn ôl y dyluniad, ond yn ystod y llawdriniaeth, cynyddodd y gwahaniaeth pwysau ar yr elfen bilen derfynell o 10 psi i 25 psi o fewn tri mis. Datgelodd dyraniad grisialau calsiwm carbonad ar wyneb y bilen, gyda LSI arwyneb wedi'i fesur mor uchel â 2.4-2.7, o ganlyniad uniongyrchol i groniad crynodiad haen ffin.
Mae graddfa sylffad hyd yn oed yn fwy sensitif. Mae cynnyrch hydoddedd (Ksp) calsiwm sylffad tua 2.4 × 10⁻⁵ (25 gradd). Pan fo'r ffactor polareiddio crynodiad yn 1.4, gall y cynnyrch ïon wyneb fod yn fwy na Ksp yn hawdd 1.2-1.5 gwaith, gan arwain at ffurfio grisial. Unwaith y bydd crisialau'n gwaddodi, mae glanhau cemegol yn aml yn gofyn am gylchrediad am 6-8 awr neu fwy, a gall un glanhau leihau'r gyfradd dihalwyno yn barhaol 0.5% -1%.
Safonau rheoli ar gyfer paramedrau gweithredu:
Yn y canllawiau dylunio elfen bilen, y gyfradd llif dwysfwyd terfynol yw'r dangosydd rheoli craidd. Ar gyfer elfennau pilen 8-modfedd, nid yw'r gyfradd llif dwysfwyd fesul uned fel arfer yn llai na 3.6 m³/h.
Pan fydd y gyfradd llif yn disgyn o dan 3.0 m³/h, mae grym cneifio wyneb y bilen yn gostwng o tua 250-300 s⁻¹ i tua 150 s⁻¹, gan arwain at gynnydd sylweddol yn nhrwch haen ffin.
Mae data mesur gwirioneddol yn dangos, ar y pwynt hwn, y gall y gwerth neidio o'r 1.15-1.2 arferol i dros 1.35, a bydd cyfradd dihalwyno'r system yn dangos gostyngiad gweladwy o fewn 1-2 wythnos.
Cyfradd Adfer a Pholareiddio Crynodiad:
Ar gyfer system osmosis gwrthdro un cam, mae cynyddu'r gyfradd adfer o 50% i 75% yn cynyddu gwerth yr elfen bilen derfynol tua 0.1-0.15. Dyna pam mae systemau fel arfer yn cael eu cynllunio gyda dau neu hyd yn oed dri cham, gyda chyfradd adennill pob cam yn cael ei rheoli ar 40% -50%. Cynyddir y gyfradd adennill gyffredinol trwy ychwanegu mwy o gamau, yn hytrach na thrwy wasgu'r gyfradd adfer ar gyfer un cam.
Mae llawer o ddamweiniau gweithredol yn digwydd oherwydd, o dan y syniad o "gynhyrchu mwy o ddŵr," cynyddir y gyfradd adennill o 75% i 80%, gan arwain at y gwerth terfynol yn fwy na 1.5, gan arwain at raddio larymau o fewn mis.