Laju Pemulihan RO: Menyeimbangkan Hasil dan Kerak

Pemulihan dibatasi oleh kelarutan garam yang tertinggal. Saat air keluar sebagai permeat, kalsium, sulfat, silika, barium, dan stronsium terkonsentrasi di air garam. Kerak kalsium karbonat diprediksi dengan indeks saturasi Langelier (LSI), kalsium sulfat dengan indeks saturasinya sendiri, dan silika dengan kelarutannya yang menurun saat suhu turun. Garansi membran menetapkan faktor konsentrasi maksimum, dan batas tersebut, bukan pompa, yang biasanya menentukan desain.

Sistem kecil satu elemen biasanya beroperasi pada 50–60%, sedangkan susunan multi-elemen yang lebih besar mencapai 70–75%. Di atas itu, konsentrat menjadi agresif: pada pemulihan 80% faktor konsentrasinya 5, dan air umpan dengan TDS 500 mg/L menyisakan air garam 2,500 mg/L. Setiap kenaikan satu poin pemulihan mengurangi air limbah, tetapi memperpendek jarak antar-pembersihan.

Faktor konsentrasi adalah 1 dibagi (1 − pemulihan). Rumus ini mengasumsikan membran hanya meloloskan air tanpa garam, cukup mendekati untuk penyaringan desain. Tabel menunjukkan efeknya pada air umpan dengan TDS 500 mg/L. Perhatikan bahwa lonjakan dari 65% ke 75% menaikkan air garam dari 2.9 menjadi 4.0 kali air umpan, jauh lebih besar daripada kesan perubahan sepuluh poin pemulihan.

Suhu air umpan mengubah fluks sekitar 3% per °C. Sistem dengan rating 25 °C dan 1,000 L/h menghasilkan sekitar 700 L/h pada 15 °C dan 1,150 L/h pada 30 °C pada tekanan yang sama. Air dingin juga menaikkan viskositas, sehingga tekanan yang dibutuhkan bertambah dan pompa dapat mencapai batasnya sebelum pemulihan desain tercapai. Kelarutan silika menurun seiring suhu, sehingga pemulihan 75% yang berhasil pada 25 °C dapat melampaui batas silika pada 10 °C.

Inilah sebabnya pemulihan harus disertai suhu. Skid yang dijual dengan pemulihan 75% pada 25 °C bukanlah skid 75% di ruang peralatan dingin di wilayah utara, dan laju aliran konsentrat akan lebih tinggi daripada yang tercantum di lembar data. Rancanglah pada bulan terdingin, bukan pada rata-rata tahunan.

Pemulihan yang lebih tinggi adalah keputusan pra-perlakuan sebelum menjadi keputusan pompa. Setiap garam pembatas memiliki responsnya sendiri, dan desain harus menyasar garam yang jenuh lebih dulu, bukan yang paling mudah dihilangkan. Pelunak air menghilangkan kalsium dan magnesium sehingga menaikkan batas karbonat dan sulfat; antiscalant memperluas batas yang sama tanpa menghilangkan ion; penyesuaian pH menggeser kesetimbangan karbonat dan silika ke arah berlawanan.

Tangani garam pembatas lebih dulu, lalu ubah susunan membran. Pelunakan adalah jalur paling andal: menghilangkan kalsium dan magnesium memungkinkan pemulihan 75–85% pada banyak air umpan, dengan konsekuensi konsumsi garam dan aliran air garam buang tersendiri. Susunan dua tahap adalah jalur kedua: konsentrat dari tahap pertama menjadi air umpan tahap kedua, sehingga air yang sama melewati dua bank membran sebelum keluar.

Pemulihan yang lebih rendah bukan kegagalan. Sistem kecil 0.5–2 m³/h biasanya beroperasi pada 50–60% karena susunan satu elemen tidak dapat mengonsentrasikan lebih jauh tanpa kerak, dan karena biaya modal desain dua tahap sulit dibenarkan. Air umpan bersilika atau berbarium tinggi sering berada di 50–65% karena keharusan. Lokasi dengan air murah dan batas pembuangan ketat mungkin lebih memilih volume konsentrat lebih besar dengan TDS lebih rendah, yang lebih mudah digunakan kembali atau dibuang.

Pertanyaan yang tepat bukanlah seberapa tinggi pemulihan yang mungkin, melainkan pemulihan mana yang ekonomis setelah menghitung biaya air, biaya pembuangan, bahan kimia pra-perlakuan, tenaga kerja pembersihan, dan penggantian membran. Sistem 75% yang dibersihkan setiap bulan bisa lebih mahal daripada sistem 60% yang dibersihkan dua kali setahun.

Gunakan pengukur aliran terkalibrasi pada permeat dan konsentrat, atau pada permeat dan air umpan, dengan akurasi sekitar 2%. Hitung pemulihan dari kedua pembacaan dan bandingkan dengan nilai desain pada suhu dan tekanan yang sama. Bila pengukur air umpan tidak ada, permeat dibagi permeat ditambah konsentrat memberikan hasil yang sama tanpa mengasumsikan laju aliran air umpan.

Catat pemulihan setiap hari bersama tekanan, suhu, dan konduktivitas. Penurunan pemulihan pada tekanan tetap biasanya berarti fouling atau katup yang tidak terbuka penuh; kenaikan konduktivitas pada pemulihan tetap berarti lolosnya garam meningkat, yang mengarah pada kerusakan atau oksidasi membran. Kedua tren tidak terlihat dari satu pembacaan mingguan.