Un manuale di valutazione tecnica del sistema ad osmosi inversa

I. Disegni di progettazione e calcoli di progettazione

1. Disegni di progetto

Vista esterna del dispositivo

Diagramma di flusso del processo di trattamento delle acque

diagramma del telaio

Diagramma del percorso della pipeline

Schema del circuito di controllo elettrico

2. Calcolo del progetto

1. contabilità della resa idrica

La capacità di produzione di acqua di questa apparecchiatura è stata convalidata tramite calcoli di simulazione utilizzando software specializzato di modellazione della qualità del trattamento dell'acqua. I parametri di base includono un TDS dell'acqua grezza di 1000 ppm e una temperatura dell'acqua di 25°C in condizioni operative estreme, con fluttuazioni simulate della qualità dell'acqua all'interno±Limiti del 20%, dove il TDS dell'acqua grezza può raggiungere fino a 1200 ppm. Il sistema utilizza quattro membrane ad osmosi inversa a bassa pressione Huitong ULP31-4040 abbinate a unità di pompaggio dedicate con specifiche di potenza corrispondenti. Sia le prestazioni delle singole membrane che le configurazioni dei parametri di flusso complessivi sono pienamente conformi ai requisiti di progettazione del sistema. Le simulazioni software dimostrano una produzione stabile di acqua pulita di 1,0 m³/H, con efficienza di desalinizzazione del modulo a membrana superiore al 99,5% e livelli TDS inferiori a 10 ppm in condizioni estreme. L'apparecchiatura raggiunge una capacità di produzione di acqua standardizzata, una qualità di effluenti qualificata e un carico operativo ottimale senza rischi di sottoproduzione o sovraccarico, soddisfacendo pienamente i requisiti nominali della domanda di acqua e adattandosi a vari scenari difficili di qualità dell'acqua.

2. contabilità della pressione

Il sistema di approvvigionamento idrico utilizza due pompe specializzate: un modello New Territories BWI4-4 come pompa per l'acqua non depurata e un modello PLD2-11 come pompa ad alta pressione. I parametri dei set di pompe soddisfano con precisione i requisiti operativi, garantendo pressione dell'acqua e portata stabili mantenendo la pressione dell'apparecchiatura entro un intervallo di sicurezza compreso tra 0,6 e 0,8 MPa. Questa configurazione elimina i rischi di sovraccarico e di carenza di approvvigionamento idrico, consentendo un funzionamento continuo a lungo termine senza compromettere le prestazioni.

3. contabilità del tasso di recupero

Per impostazione predefinita, il tasso di recupero è configurato al 50%, con un rapporto tra uscita di depurazione dell'acqua e scarico delle acque reflue di 1:1, in linea con il carico operativo dell'apparecchiatura. Il tasso di recupero preimpostato in fabbrica del sistema garantisce il mantenimento stabile dei parametri di progettazione bilanciando l'efficienza della produzione dell'acqua e la durata di servizio dei componenti della membrana.

4. Contabilità di corrispondenza accessori

Il sistema di pretrattamento utilizza due cartucce filtranti in cotone PP da 20 pollici collegate in serie, abbinate a cartucce filtranti dedicate, ottenendo una precisione di filtrazione di 5μM. Questa configurazione intercetta efficacemente i sedimenti e le impurità particellari di grandi dimensioni presenti nell'acqua, proteggendo gli elementi a valle della membrana ad osmosi inversa. Le tubazioni principali dell'intero sistema e le valvole associate aderiscono a una specifica standardizzata DN20, senza riduzione o espansione del diametro del tubo per garantire condizioni di flusso dell'acqua stabili. Tutti i componenti sono perfettamente abbinati nelle specifiche e perfettamente integrati, garantendo un funzionamento regolare senza malfunzionamenti.

II. Selezione delle apparecchiature e dei componenti del sistema

1. Pompa dell'acqua grezza

Modello di marca: Nuovi Territori BWI 4-4

Parametri chiave: Portata 4 m³/H, prevalenza 30 m, potenza 0,75 kW, tensione 220 V

Conclusione della verifica: la pressione dell'acqua in ingresso è stabile, con una fornitura d'acqua sufficiente per soddisfare i requisiti di trasmissione dell'acqua front-end.

Parametri prestazionali della pompa dell'acqua primaria e curva prestazionale della pompa ad alta pressione    

Parametri prestazionali della pompa dell'acqua primaria e curva prestazionale della pompa ad alta pressione

2. Pompa ad alta pressione

Modello di marca: PLD2-11

Parametri chiave: compatibile con tensione 220 V, potenza in uscita di 1,8 kW e prevalenza di 102 m

Conclusione della verifica: l'uscita di pressione stabile soddisfa i requisiti operativi del modulo a membrana, senza sovraccarico durante il funzionamento.

3. Bottiglia del filtro di pretrattamento

Modello di marca: bottiglia blu standard da 20 pollici

Parametri chiave: compatibile con cartuccia filtrante in cotone PP da 20 pollici, caratterizzata da elevate prestazioni di tenuta e affidabile resistenza alla pressione.

Conclusione della verifica: la cartuccia del filtro è installata in modo sicuro senza rischio di perdite o guasti alla filtrazione ed è facile da smontare e sostituire. La struttura è compatta e resistente.

4. Pre-elemento filtrante in cotone PP trattato

Modello di marca: cartuccia filtrante in cotone PP da 20 pollici

Parametri chiave: quantità 2 unità, precisione di filtrazione 5μm

Conclusione della verifica: filtra efficacemente limo, ruggine e impurità particolate di grandi dimensioni dall'acqua, proteggendo gli elementi della membrana RO a valle.

5. Elettrovalvola ingresso acqua

Modello di marca: elettrovalvola generale 220 V

Parametri chiave: diametro DN20,220V alimentazione, materiale corpo valvola acciaio inossidabile

Vantaggi del materiale e risultati della verifica: il corpo della valvola è realizzato in acciaio inossidabile, caratterizzato da eccezionale stabilità chimica e resistenza alla corrosione dovuta alla depurazione dell'acqua. La circolazione dell'acqua a lungo termine non dimostra formazione di ruggine o precipitazione di impurità, garantendo l'assenza di contaminazione della qualità degli effluenti. Con prestazioni di tenuta superiori e funzionalità on-off reattiva, è ottimizzato per condizioni di aspirazione di acqua pulita. Gli interruttori di bassa pressione integrati consentono lo spegnimento automatico in caso di carenza d'acqua, prevenendo efficacemente il minimo della pompa. La dimensione del foro completamente compatibile con le tubazioni principali garantisce un flusso d'acqua regolare.

6. Elettrovalvola di lavaggio (acque reflue).

Modello di marca: elettrovalvola generale 220 V

Parametri chiave: diametro DN20,220V alimentazione, materiale corpo valvola rame

Vantaggi del materiale e conclusione della verifica: il corpo della valvola è costruito con materiale di rame ispessito, che mostra un'elevata resistenza meccanica, resistenza alla pressione e resistenza agli urti. Dimostra un'eccellente resistenza all'usura causata dalle impurità delle acque reflue ed è compatibile con condizioni di lavaggio ad alto flusso per i moduli a membrana. Il design riduce al minimo i rischi di intasamento, garantisce una durata operativa prolungata e fornisce funzionalità di risposta on-off rapide. Esegue con precisione i comandi di lavaggio automatico per pulire le superfici della membrana e ritardare la formazione di incrostazioni sulla membrana. La valvola mantiene le specifiche di diametro conformi e prestazioni di flusso senza ostacoli.

7. Interruttore a bassa tensione

Modello di marca: BD-A3

Parametri chiave: protezione di spegnimento per mancanza d'acqua normalmente aperta, pressione di azione 0,02 MPa, pressione di ripristino 0,03 MPa, sensibilità del grilletto

Conclusione della verifica: monitorare accuratamente la pressione di ingresso dell'acqua non depurata, arrestare immediatamente il sistema in caso di carenza d'acqua o pressione eccessivamente bassa per evitare il funzionamento al minimo e il guasto della pompa e soddisfare i requisiti di protezione a bassa pressione del sistema.

8. Interruttore ad alta tensione

Modello di marca: BD-A30

Parametri chiave: protezione da sovraccarico ad alta tensione normalmente chiusa, pressione di azione 1,5 MPa, pressione di ripristino 0,8 MPa, con soglia di pressione precisa

Conclusione della verifica: monitoraggio in tempo reale dell'alta pressione della pipeline; arresto immediato quando la pressione supera il limite per prevenire la rottura del tubo, danni ai componenti della membrana e guasti indotti dal sovraccarico dell'apparecchiatura, garantendo la sicurezza operativa complessiva.

9. Elemento della membrana RO

Modello di marca: Membrana ad osmosi inversa Huitong ULP31-4040

Parametri chiave: quantità 4 unità, tasso di desalinizzazione≥99,5%

Conclusione della verifica: la capacità di produzione dell'acqua soddisfa gli standard, con una produzione stabile di 1,0 m³/H di acqua purificata, soddisfacendo pienamente i requisiti di fornitura idrica nominale. L'operazione è stabile e affidabile.

Note sulla valutazione della qualità dell'acqua: la selezione dell'elemento della membrana si è basata su una base di 1.000 ppm di solidi disciolti totali (TDS) in acqua grezza in condizioni operative estreme, simulando uno scenario di fluttuazione della qualità dell'acqua del 20%. Quando il TDS dell'acqua grezza sale a 1200 ppm, il sistema mantiene i livelli di TDS degli effluenti al di sotto di 10 ppm sfruttando l'elevata efficienza di desalinizzazione di quattro membrane ad osmosi inversa Huitong ULP31-4040, soddisfacendo pienamente i requisiti di purificazione dell'acqua con un'adeguata ridondanza di compatibilità di qualità.

Qualità dell'acqua effluente dall'apparecchiatura in condizioni di afflusso simulate con TDS=1000

Qualità dell'acqua effluente dall'apparecchiatura in condizioni di afflusso simulate con TDS = 1200

10. Guscio della membrana

Modello di marca: alloggiamento per pellicola dedicato 4040

Parametri chiave: tensione nominale≤1,6 MPa, compatibile con la membrana RO modello 4040

Conclusione della verifica: la capacità di carico della pressione è sufficiente, supera di gran lunga la pressione operativa del sistema, garantendo la sicurezza operativa senza rischi nascosti ed eliminando i rischi di perdite, danni o rottura del guscio.

11. Telaio in acciaio inossidabile

Modello di marca: personalizzato

Parametri chiave: materiale addensato resistente alla ruggine con capacità di carico stabile

Conclusione della verifica: il supporto è robusto, l'attrezzatura è posizionata stabilmente ed è durevole con una tendenza alla deformazione minima.

12. Raccordi per tubazioni (comprese bottiglie filtranti e tubazioni per elettrovalvole)

Modello di marca: tubo in PVC Huaya

Specifiche principali: dimensione DN20, materiale PVC resistente alla corrosione, compatibile con l'attrezzatura completa

Conclusione della verifica: la tenuta è ermetica, il flusso dell'acqua non è ostruito, compatibile con le dimensioni del foro della valvola, resistente alla corrosione e all'invecchiamento, senza perdite osservate.

13. Sistema di controllo elettronico (incluso pannello di controllo intelligente)

Modello di marca: scatola di controllo elettronica intelligente + pannello di controllo intelligente

Parametri chiave: tensione 220 V, dotata di molteplici protezioni tra cui alta/bassa tensione, basso livello dell'acqua e sovraccarico; supporta la commutazione doppia modalità automatica/manuale, con avvio/arresto one-touch, lavaggio automatico, visualizzazione dello stato e allarme di guasto. Il consumo energetico del pannello è di circa 0,05 kW.

Conclusione della verifica: integrato con un controllo intelligente completamente automatizzato e dotato di opzioni di backup del controllo manuale, può passare al funzionamento di emergenza manuale in caso di guasto della modalità automatica senza interrompere la fornitura d'acqua; caratterizzato da una protezione completa, che non richiede un monitoraggio manuale frequente, consente un funzionamento stabile a lungo termine e offre funzionamento e manutenzione semplici.

Conclusione generale della verifica

Tutti i componenti di questa suite di apparecchiature sono progettati specificamente per soddisfare i requisiti di 1,0 m³/H requisiti di capacità di produzione di acqua, caratterizzati da compatibilità dei parametri e specifiche standardizzate. Le tubazioni principali e le valvole centrali utilizzano diametri DN20 per eliminare potenziali problemi legati alla riduzione o all'espansione del diametro. Ogni accessorio è stato sottoposto a calibrazione specializzata, garantendo il rispetto dei parametri operativi tra cui portata, pressione, velocità e resistenza alla pressione. Dotato di meccanismi di protezione completi, il sistema dimostra adattabilità a varie condizioni operative che vanno dalla qualità dell'acqua convenzionale a quella ad alta salinità e ai volumi d'acqua fluttuanti. Con prestazioni stabili a lungo termine e zero rischi di guasto, soddisfa pienamente sia i requisiti operativi che gli standard di valutazione normativa.

Questo set di apparecchiature presenta specifiche dei componenti perfettamente abbinate e parametri ottimizzati, con tubazioni DN20 e valvole di dimensioni identiche che garantiscono la piena compatibilità del sistema. In grado di gestire diverse condizioni operative, tra cui la produzione di acqua standard, acqua grezza ad alta salinità (TDS 1.000 ppm), flusso influente fluttuante e funzionamento a pieno carico, soddisfa pienamente i requisiti di 1,0 m³/H fabbisogno di produzione acqua. Con prestazioni stabili e funzionamento affidabile, il sistema è progettato per un uso a lungo termine e pronto per l'implementazione immediata.

4. Il dispositivo presenta un consumo energetico moderato e un basso consumo energetico, che lo rendono adatto per l'uso interno a lungo termine.

5. Tutti i componenti sono modelli maturi standard disponibili sul mercato, con tubazioni e valvole DN20 che soddisfano le specifiche di settore. Il sistema offre una comoda manutenzione post-vendita, un facile approvvigionamento dei materiali di consumo e bassi costi di sostituzione.

III. Scheda Tecnica e Specifiche Tecniche

Parametri fondamentali della macchina completa

Uscita d'acqua nominale: 1,0 m³/H Tensione nominale: 220 V/50 Hz Pressione operativa normale: 0,6-0,8 MPa Tasso di recupero del sistema: 50% (prapporto ater/acque reflue 1:1) Potenza totale dell'unità: 2,6 kW Efficienza di desalinizzazione:≥99,5% Diametro della tubazione principale e della valvola centrale: DN20

Tabella dei parametri tecnici

V. Presupposti di progettazione e considerazioni chiave sulla progettazione

1. Condizioni delle ipotesi progettuali

1. Fonte di acqua di alimentazione: in grado di resistere a condizioni difficili di acqua grezza, in genere tollerando livelli di TDS di 300-500 ppm e persino fino a 1500 ppm in condizioni estreme. Progettato per livelli TDS fino a 1000 ppm, il sistema lo consente±Fluttuazioni del TDS del 20% con valori di picco che raggiungono 1200 ppm mantenendo una conformità stabile. È in grado di accogliere sedimenti/solidi sospesi eccessivi, torbidità influente significativamente elevata, elevata durezza dell'acqua e fluttuazioni minori (≤20%) in termini di portata, qualità o torbidità. Il sistema funziona senza grave contaminazione chimica, forte corrosione acida/alcalina o significative impurità dell'olio, non richiede apparecchiature di pretrattamento avanzate aggiuntive ed è dotato di capacità tampone autoadattative.

2. Ambiente operativo: compatibile con condizioni di campo difficili. L'apparecchiatura può essere installata in aree interne semiaperte con ventilazione moderata e leggera umidità, tollerando ampie fluttuazioni di temperatura di 3-45°C. Può sopportare una lieve esposizione alla polvere e leggere interferenze dovute alle vibrazioni. Per il sito non è richiesto alcun indurimento di alto livello ed è possibile ottenere un posizionamento stabile anche su superfici leggermente irregolari. L'apparecchiatura è resistente all'esposizione all'umidità per brevi periodi, senza esposizione alla luce solare diretta o al gelo, e può sopportare l'immersione in acqua senza accumulo.

3. Condizioni di alimentazione: compatibile con ambienti di alimentazione difficili, collegato alla rete elettrica residenziale monofase 220 V/50 Hz. Consente significative fluttuazioni di tensione all'interno±15%, in grado di resistere a instabilità temporanea della tensione, interruzioni di corrente minori, interventi e carico di linea insufficiente. Le condizioni di messa a terra generalmente consentono il normale funzionamento, rendendolo adatto a siti remoti con scarse condizioni di alimentazione.

4. Funzionamento e manutenzione: progettato per scenari di funzionamento e manutenzione estesi, consente la negligenza a breve termine della manutenzione delle apparecchiature, la mancata conduzione di ispezioni tempestive delle tubazioni e la sostituzione ritardata dei materiali di consumo. Anche in caso di lieve intasamento del filtro o lieve incrostazione della tubazione, l'apparecchiatura può continuare a funzionare in modo stabile nonostante i malfunzionamenti, senza richiedere personale tecnico professionale in loco e solo competenze operative di base da parte del personale ordinario.

5. Installazione del sito: il sito di installazione deve riservare spazio sufficiente per la manutenzione e l'ispezione, garantire un collegamento regolare delle tubazioni di approvvigionamento idrico e di drenaggio e soddisfare i requisiti di drenaggio convenzionali per soddisfare le condizioni di base del sito per l'installazione, la messa in servizio e il successivo funzionamento e manutenzione delle apparecchiature.

Supplemento alle specifiche della tecnologia principale

1. L'apparecchiatura adotta un design modulare con una struttura compatta, occupa uno spazio minimo e facilita il trasporto, l'installazione e la messa in servizio senza richiedere complesse modifiche all'infrastruttura.

2. Supporta il funzionamento stabile continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in modalità completamente automatizzata senza monitoraggio manuale. Il sistema attiva automaticamente gli allarmi e avvia la protezione dallo spegnimento al rilevamento del guasto.

3. È compatibile con l'acqua di rubinetto convenzionale, le acque sotterranee e altre fonti d'acqua, dimostrando una forte adattabilità alla qualità dell'acqua non depurata. Il sistema di pretrattamento può tamponare efficacemente le fluttuazioni della qualità dell’acqua.

2. Considerazioni chiave sulla progettazione

1. Abbinamento della capacità di produzione dell'acqua: progettato con un flusso d'acqua netto nominale di 1,0 m³/H, vengono selezionate quattro membrane ad osmosi inversa Huitong ULP31-4040, abbinate a pompe corrispondenti alla portata e alla prevalenza corrispondenti, garantendo una produzione di acqua stabile durante il funzionamento a pieno carico per soddisfare la domanda giornaliera di acqua senza problemi di carenza di approvvigionamento idrico o produzione insufficiente.

2. Protezione della sicurezza operativa: controllare rigorosamente la pressione operativa del sistema entro l'intervallo di sicurezza di 0,6-0,8 MPa, dotato di pressostati di alta pressione, pressostati di bassa pressione, elettrovalvole di ingresso dell'acqua ed elettrovalvole di lavaggio per ottenere una protezione multilivello incluso l'arresto per mancanza d'acqua, l'arresto per sovraccarico ad alta pressione e la protezione anti-minimo, prevenendo così scoppi dei tubi, bruciatura della pompa e danni da sovraccarico dell'apparecchiatura.

3. Compatibilità dei componenti principali: tutti gli accessori presentano specifiche standardizzate e una corrispondenza dimensionale precisa. Il sistema utilizza tubazioni Huaya in PVC resistenti alla corrosione DN20, abbinate ad elettrovalvole di ingresso ed elettrovalvole di lavaggio corrispondenti, insieme a componenti maturi tra cui cartucce filtranti trasparenti da 20 pollici e alloggiamenti a membrana specializzati. I sistemi di tubazioni e valvole mantengono diametri uniformi per un'integrazione perfetta, garantendo una tenuta ermetica senza perdite, problemi di filtrazione o inefficienze di connessione. In grado di operare in varie condizioni—dalla qualità dell'acqua standard agli ambienti ad alta salinità con livelli di TDS fino a 1.000 ppm e parametri dell'acqua variabili—il sistema garantisce un funzionamento ininterrotto in tutte le condizioni di lavoro.

4. Gestione della durata utile delle apparecchiature: impostare un tasso di recupero del sistema ragionevole del 50%, ottenere un controllo preciso e stabile attraverso le specifiche DN20, bilanciare il volume di produzione di acqua con l'usura dei componenti della membrana e utilizzare il pretrattamento del cotone PP a due stadi per intercettare le impurità. Ciò riduce l'imbrattamento e l'usura della superficie della membrana, ritarda l'invecchiamento dei componenti principali, prolunga la durata delle membrane RO e dell'intero sistema e riduce i costi operativi e di manutenzione.

5. Funzionamento stabile a lungo termine: Progettato con doppia modalità di funzionamento completamente automatico e standby manuale, supporta il funzionamento continuo ininterrotto 24 ore su 24. Dotato di una funzione di lavaggio automatico, il sistema ottiene una pulizia temporizzata della superficie della membrana ad alto flusso attraverso elettrovalvole di lavaggio, compatibili con condizioni di lavoro continuo prolungato senza richiedere un frequente monitoraggio manuale.

6. Adattabilità globale del sito: l'apparecchiatura adotta un design modulare integrato con struttura compatta e ingombro ridotto, consentendo l'installazione in ambienti interni in tutto il mondo. Richiede condizioni di installazione minime ed elimina la necessità di complesse modifiche infrastrutturali, offrendo allo stesso tempo un comodo trasporto, debugging e smontaggio.

7. Conformità alla purificazione della qualità dell'acqua: con un tasso di desalinizzazione≥99,5% come obiettivo di progettazione, il sistema garantisce livelli di TDS negli effluenti≤10 ppm filtrando in profondità sali, metalli pesanti, microrganismi e impurità colloidali, ottenendo una purezza dell'acqua che soddisfa i requisiti di utilizzo quotidiano.

8. Comodità operativa: la selezione di accessori e materiali di consumo standard garantisce la compatibilità con le specifiche di tubazioni e valvole DN20 a livello di settore, facilitando l'approvvigionamento e la sostituzione. Le semplici procedure di sostituzione delle cartucce filtranti e degli elementi a membrana eliminano la necessità di personale tecnico specializzato, riducendo così la complessità della manutenzione successiva e i costi operativi.

9. Funzionamento ad alta efficienza energetica: rapporto di potenza ottimizzato con una potenza totale dell'unità di 2,6 kW, caratterizzato da un consumo energetico moderato e un basso consumo energetico, che lo rendono adatto per applicazioni su apparecchiature interne.

10. Controllo del funzionamento e della manutenzione dei materiali di consumo: specificare il ciclo di sostituzione dei materiali di consumo principali. Gli elementi filtranti in cotone PP pretrattamento devono essere sostituiti ogni 3-6 mesi, con l'intervallo di sostituzione specifico regolato in modo flessibile in base alla torbidità dell'acqua non depurata e al contenuto di impurità. La durata tipica degli elementi della membrana RO è di 1-3 anni e richiede una sostituzione tempestiva alla scadenza per garantire l'efficienza della purificazione dell'acqua e la qualità degli effluenti dell'apparecchiatura.

11. Criteri di sostituzione del modulo a membrana: il modulo a membrana RO deve essere sostituito immediatamente quando si verifica una delle seguenti condizioni per evitare interruzioni del funzionamento dell'apparecchiatura e non conformità della qualità dell'acqua influente causata dall'invecchiamento o dal danneggiamento della membrana:

(1) La pressione di esercizio del sistema aumenta di oltre il 15% rispetto alla normale pressione di esercizio iniziale;

(2) La portata di produzione acqua dell'apparecchiatura diminuisce di oltre il 10% rispetto alla portata iniziale di funzionamento;

(3) La conduttività dell'acqua prodotta continua ad aumentare, determinando una diminuzione di oltre il 5% nel tasso di desalinizzazione degli elementi della membrana;

(4) L'elemento della membrana è stato in funzione cumulativamente per 1-3 anni, con un significativo degrado delle prestazioni, un tasso di desalinizzazione inferiore al 95% e una produzione di acqua diminuita di oltre il 30%;

(5) Gli elementi della membrana presentano danni o problemi di perdite che non possono essere riparati mediante manutenzione;

(6) La qualità degli effluenti del sistema non è costantemente riuscita a soddisfare gli standard. Dopo aver analizzato le possibili cause, quali processi di pretrattamento, sistemi di tubazioni e unità di pompaggio, è stato confermato che il guasto era stato attribuito al malfunzionamento dell'elemento della membrana.