Un manuel d'évaluation technique du système d'osmose inverse

I. Dessins de conception et calculs de conception

1. Dessins de conception

Vue extérieure de l'appareil

Organigramme du processus de traitement de l'eau

diagramme de cadre

Schéma de routage du pipeline

Schéma du circuit de commande électrique

2. Calcul de conception

1. comptabilité du rendement en eau

La capacité de production d'eau de cet équipement a été validée par des calculs de simulation utilisant un logiciel spécialisé de modélisation de la qualité du traitement de l'eau. Les paramètres de base incluent un TDS de l'eau brute de 1 000 ppm et une température de l'eau de 25°C dans des conditions de fonctionnement extrêmes, avec des fluctuations simulées de la qualité de l'eau dans±Limites de 20 %, où le TDS de l’eau brute peut atteindre jusqu’à 1 200 ppm. Le système utilise quatre membranes d'osmose inverse basse pression Huitong ULP31-4040 associées à des unités de pompe dédiées de spécifications de puissance correspondantes. Les performances individuelles des membranes et les configurations globales des paramètres de flux sont entièrement conformes aux exigences de conception du système. Les simulations logicielles démontrent un débit d'eau propre stable de 1,0 m³/h, avec une efficacité de dessalement du module à membrane supérieure à 99,5 % et des niveaux de TDS inférieurs à 10 ppm dans des conditions extrêmes. L'équipement atteint une capacité de production d'eau standardisée, une qualité d'effluent qualifiée et une charge opérationnelle optimale sans risques de sous-production ou de surcharge, répondant pleinement aux exigences nominales de demande en eau tout en s'adaptant à divers scénarios de qualité d'eau difficile.

2. comptabilité de pression

Le système d'approvisionnement en eau utilise deux pompes spécialisées : un modèle New Territories BWI4-4 comme pompe à eau brute et un modèle PLD2-11 comme pompe haute pression. Les paramètres des groupes motopompes répondent précisément aux exigences opérationnelles, garantissant une pression d'eau et un débit stables tout en maintenant la pression de l'équipement dans la plage de sécurité de 0,6 à 0,8 MPa. Cette configuration élimine les risques de surcharge et les pénuries d'approvisionnement en eau, permettant un fonctionnement continu à long terme sans compromis sur les performances.

3. comptabilité du taux de récupération

Par paramètres d'usine par défaut, le taux de récupération est configuré à 50 %, avec un rapport sortie de purification d'eau/évacuation des eaux usées de 1:1, en adéquation avec la charge de fonctionnement de l'équipement. Le taux de récupération prédéfini en usine du système garantit un maintien stable des paramètres de conception tout en équilibrant l'efficacité de la production d'eau et la durée de vie des composants de la membrane.

4. Comptabilité correspondante des accessoires

Le système de prétraitement utilise deux cartouches filtrantes en coton PP de 20 pouces connectées en série, associées à des cartouches filtrantes dédiées, atteignant une précision de filtration de 5.μm. Cette configuration intercepte efficacement les sédiments et les grosses impuretés particulaires dans l'eau, protégeant ainsi les éléments de membrane d'osmose inverse en aval. Les canalisations principales de l'ensemble du système et les vannes associées respectent une spécification standardisée DN20, sans réduction ni expansion du diamètre des tuyaux pour garantir des conditions de débit d'eau stables. Tous les composants sont précisément adaptés aux spécifications et parfaitement intégrés, garantissant un fonctionnement fluide et sans dysfonctionnement.

II. Sélection des équipements et des composants du système

1. Pompe à eau brute

Modèle de marque : Nouveaux Territoires BWI 4-4

Paramètres clés : Débit 4 m³/h, hauteur 30 m, puissance 0,75 kW, tension 220 V

Conclusion de la vérification : la pression de l'eau d'entrée est stable, avec un approvisionnement en eau suffisant pour répondre aux exigences de transmission d'eau en amont.

Paramètres de performance de la pompe à eau primaire et courbe de performance de la pompe haute pression    

Paramètres de performance de la pompe à eau primaire et courbe de performance de la pompe haute pression

2. Pompe haute pression

Modèle de marque: PLD2-11

Paramètres clés : Compatible avec une tension de 220 V, une puissance de sortie de 1,8 kW et une hauteur de 102 m

Conclusion de la vérification : une sortie de pression stable répond aux exigences opérationnelles du module à membrane, sans surcharge pendant le fonctionnement.

3. Flacon filtrant de prétraitement

Modèle de marque : bouteille bleue standard de 20 pouces

Paramètres clés : compatible avec la cartouche filtrante en coton PP de 20 pouces, offrant de fortes performances d'étanchéité et une résistance fiable à la pression.

Conclusion de la vérification : la cartouche filtrante est installée en toute sécurité, sans risque de fuite ou de défaillance de la filtration, et se démonte et se remplace facilement. La structure est compacte et durable.

4. Pré-élément filtrant en coton PP traité

Modèle de marque : cartouche filtrante en coton PP de 20 pouces

Paramètres clés : Quantité 2 unités, précision de filtration 5μm

Conclusion de la vérification : filtre efficacement le limon, la rouille et les grosses impuretés particulaires de l'eau, protégeant ainsi les éléments de la membrane RO en aval.

5. Électrovanne d'entrée d'eau

Modèle de marque : électrovanne générale 220 V.

Paramètres clés : Diamètre DN20, alimentation 220 V, matériau du corps de vanne en acier inoxydable

Avantages matériels et résultats de vérification : Le corps de la vanne est construit en acier inoxydable, offrant une stabilité chimique et une résistance exceptionnelles à la corrosion de purification de l'eau. La circulation de l'eau à long terme ne démontre aucune formation de rouille ni précipitation d'impuretés, garantissant ainsi aucune contamination de la qualité des effluents. Avec des performances d'étanchéité supérieures et une fonctionnalité marche-arrêt réactive, il est optimisé pour les conditions de prise d'eau propre. Les interrupteurs basse pression intégrés permettent un arrêt automatique en cas de pénurie d'eau, empêchant ainsi la pompe de tourner au ralenti. La taille d'alésage entièrement compatible avec les canalisations principales assure un débit d'eau fluide.

6. Électrovanne de rinçage (eaux usées)

Modèle de marque : électrovanne générale 220 V.

Paramètres clés : diamètre DN20, alimentation 220 V, matériau du corps de vanne en cuivre

Avantages du matériau et conclusion de la vérification : Le corps de la vanne est construit avec un matériau en cuivre épaissi, présentant une résistance mécanique, une résistance à la pression et une résistance aux chocs élevées. Il démontre une excellente résistance à l’usure causée par les impuretés des eaux usées et est compatible avec les conditions de rinçage à haut débit des modules à membrane. La conception minimise les risques de colmatage, garantit une durée de vie prolongée et offre des capacités de réponse marche-arrêt rapides. Il exécute avec précision les commandes de rinçage automatique pour nettoyer les surfaces des membranes et retarder l'encrassement de la membrane. La vanne maintient des spécifications de diamètre conformes et des performances de débit sans obstruction.

7. Interrupteur basse tension

Modèle de marque: BD-A3

Paramètres clés : protection contre le manque d'eau normalement ouverte, pression d'action 0,02 MPa, pression de réinitialisation 0,03 MPa, sensibilité de déclenchement

Conclusion de la vérification : surveillez avec précision la pression d'entrée de l'eau brute, arrêtez immédiatement le système en cas de manque d'eau ou de pression excessivement basse pour éviter le ralenti et l'épuisement de la pompe, et répondez aux exigences de protection basse pression du système.

8. Interrupteur haute tension

Modèle de marque: BD-A30

Paramètres clés : protection contre les surcharges haute tension normalement fermée, pression d'action 1,5 MPa, pression de réinitialisation 0,8 MPa, avec seuil de pression précis

Conclusion de la vérification : Surveillance en temps réel de la haute pression du pipeline ; arrêt immédiat lorsque la pression dépasse la limite pour éviter la rupture des tuyaux, les dommages aux composants de la membrane et les pannes induites par une surcharge de l'équipement, garantissant ainsi la sécurité opérationnelle globale.

9. Élément de membrane RO

Modèle de marque: Membrane d'osmose inverse Huitong ULP31-4040

Paramètres clés : Quantité 4 unités, taux de dessalement≥99,5%

Conclusion de la vérification : La capacité de production d'eau répond aux normes, avec un débit stable de 1,0 m³/h d'eau purifiée, satisfaisant pleinement les exigences nominales d'approvisionnement en eau. L'opération est stable et fiable.

Notes d'évaluation de la qualité de l'eau : La sélection des éléments de membrane était basée sur une base de référence de 1 000 ppm de matières dissoutes totales (TDS) dans l'eau brute dans des conditions de fonctionnement extrêmes, simulant un scénario de fluctuation de la qualité de l'eau de 20 %. Lorsque le TDS de l'eau brute atteint 1 200 ppm, le système maintient les niveaux de TDS des effluents inférieurs à 10 ppm en tirant parti de l'efficacité élevée de dessalement de quatre membranes d'osmose inverse Huitong ULP31-4040, répondant pleinement aux exigences de purification de l'eau avec une redondance de compatibilité de qualité adéquate.

Qualité de l'eau des effluents de l'équipement dans des conditions d'influent simulées avec TDS=1000

Qualité de l'eau des effluents de l'équipement dans des conditions d'influent simulées avec TDS=1 200

10. Coque membranaire

Modèle de marque: boîtier de film dédié 4040

Paramètres clés : tension nominale≤1,6 MPa, compatible avec la membrane RO modèle 4040

Conclusion de la vérification : la capacité de charge est suffisante, dépassant largement la pression de fonctionnement du système, garantissant la sécurité de fonctionnement sans risques cachés et éliminant les risques de fuite, de dommages ou de rupture de coque.

11. Cadre en acier inoxydable

Modèle de marque: personnalisé

Paramètres clés : matériau épaissi résistant à la rouille avec une capacité de charge stable

Conclusion de la vérification : Le support est robuste, l'équipement est positionné de manière stable et il est durable avec une tendance à la déformation minimale.

12. Raccords de canalisations (y compris les bouteilles filtrantes et les canalisations d'électrovannes)

Modèle de marque : tuyau en PVC Huaya.

Spécifications clés : taille DN20, matériau PVC résistant à la corrosion, compatible avec un équipement complet

Conclusion de la vérification : l'étanchéité est étanche, le débit d'eau n'est pas obstrué, compatible avec l'alésage de la vanne, résistant à la corrosion et au vieillissement, aucune fuite n'a été observée.

13. Système de contrôle électronique (y compris panneau de commande intelligent)

Modèle de marque : boîtier de commande électronique intelligent + panneau de commande intelligent.

Paramètres clés : tension 220 V, équipé de plusieurs protections, notamment haute/basse tension, faible niveau d'eau et surcharge ; prend en charge la commutation bimode automatique/manuelle, avec démarrage/arrêt à une touche, rinçage automatique, affichage de l'état et alarme de défaut. La consommation électrique du panneau est d'environ 0,05 kW.

Conclusion de la vérification : Intégré à un contrôle intelligent entièrement automatisé et équipé d'options de secours de contrôle manuel, il peut passer en fonctionnement d'urgence manuel en cas de panne du mode automatique sans interrompre l'approvisionnement en eau ; doté d'une protection complète, ne nécessitant aucune surveillance manuelle fréquente, permettant un fonctionnement stable à long terme et offrant une utilisation et une maintenance simples.

Conclusion globale de la vérification

Tous les composants de cette suite d'équipements sont spécialement conçus pour répondre aux exigences de 1,0 m.³Exigences de capacité de production d'eau /h, avec compatibilité des paramètres et spécifications standardisées. Les canalisations principales et les vannes principales utilisent des diamètres DN20 pour éliminer les problèmes potentiels liés à la réduction ou à l'expansion du diamètre. Chaque accessoire a fait l'objet d'un étalonnage spécialisé, garantissant le respect des paramètres opérationnels, notamment le débit, la pression, la vitesse et la résistance à la pression. Équipé de mécanismes de protection complets, le système fait preuve d'adaptabilité à diverses conditions de fonctionnement allant de la qualité de l'eau conventionnelle à la qualité de l'eau à haute salinité et aux volumes d'eau fluctuants. Avec des performances stables à long terme et un risque de défaillance nul, il satisfait pleinement aux exigences opérationnelles et aux normes d'évaluation réglementaires.

Cet ensemble d'équipements présente des spécifications de composants précisément adaptées et des paramètres optimisés, avec des canalisations DN20 et des vannes de dimensions identiques garantissant une compatibilité totale du système. Capable de gérer diverses conditions de fonctionnement, notamment la production d'eau standard, l'eau brute à haute salinité (TDS 1 000 ppm), le débit d'affluent fluctuant et le fonctionnement à pleine charge, il répond pleinement aux exigences de 1,0 m.³/h besoin en production d’eau. Avec des performances stables et un fonctionnement fiable, le système est conçu pour une utilisation à long terme et prêt pour un déploiement immédiat.

4. L'appareil présente une consommation d'énergie modérée et une faible consommation d'énergie, ce qui le rend adapté à une utilisation intérieure à long terme.

5. Tous les composants sont des modèles standards matures disponibles sur le marché, avec des canalisations et des vannes DN20 répondant aux spécifications de l'ensemble de l'industrie. Le système offre une maintenance après-vente pratique, un approvisionnement facile en consommables et de faibles coûts de remplacement.

III. Fiche technique et spécifications techniques

Paramètres de base de la machine complète

Débit d'eau nominal : 1,0 m³/h Tension nominale : 220 V/50 Hz Pression de fonctionnement normale : 0,6-0,8 MPa Taux de récupération du système : 50 % (avecrapport eau/eaux usées 1:1) Puissance totale de l'unité : 2,6 kW Efficacité du dessalement :≥99,5 % Diamètre de la canalisation principale et de la vanne centrale : DN20

Tableau des paramètres techniques

V. Hypothèses de conception et considérations clés de conception

1. Conditions d'hypothèse de conception

1. Source d'eau d'alimentation : Capable de résister à des conditions difficiles d'eau brute, tolérant généralement des niveaux de TDS de 300 à 500 ppm, et même jusqu'à 1 500 ppm dans des conditions extrêmes. Conçu pour des niveaux de TDS allant jusqu'à 1 000 ppm, le système permet±Fluctuations de 20 % du TDS avec des valeurs maximales atteignant 1 200 ppm tout en maintenant une conformité stable. Il s'adapte à un excès de sédiments/solides en suspension, à une turbidité des influents considérablement élevée, à une dureté de l'eau élevée et à des fluctuations mineures (≤20%) en débit, qualité ou turbidité. Le système fonctionne sans contamination chimique grave, forte corrosion acide/alcali ou impuretés d’huile importantes, ne nécessitant aucun équipement de prétraitement avancé supplémentaire et doté de capacités tampons auto-adaptatives.

2. Environnement d'exploitation : Compatible avec des conditions de terrain difficiles. L'équipement peut être installé dans des espaces intérieurs semi-ouverts avec une ventilation modérée et une légère humidité, tolérant de grandes variations de température de 3 à 45 °C.°C. Il peut résister à une exposition mineure à la poussière et à de légères interférences de vibrations. Aucun durcissement de haute qualité n'est requis pour le site et une mise en place stable est réalisable même sur des surfaces légèrement inégales. L'équipement résiste à une exposition à l'humidité à court terme, sans exposition directe au soleil ni au gel, et peut résister à une immersion dans l'eau sans accumulation.

3. Conditions d'alimentation : compatible avec les environnements d'alimentation difficiles, connecté au réseau électrique résidentiel monophasé 220 V/50 Hz. Permet des fluctuations de tension importantes dans±15 %, capable de résister à une instabilité de tension temporaire, à des pannes de courant mineures, à des déclenchements et à une charge de ligne insuffisante. Les conditions de mise à la terre permettent généralement un fonctionnement normal, ce qui le rend adapté aux sites distants présentant de mauvaises conditions d'alimentation électrique.

4. Exploitation et maintenance : Conçu pour des scénarios d'exploitation et de maintenance approfondis, il permet de négliger à court terme la maintenance des équipements, de ne pas effectuer d'inspections en temps opportun des pipelines et de retarder le remplacement des consommables. Même avec un colmatage mineur du filtre ou un léger entartrement du pipeline, l'équipement peut continuer à fonctionner de manière stable malgré des dysfonctionnements, ne nécessitant aucun personnel technique professionnel sur site et uniquement des compétences opérationnelles de base de la part du personnel ordinaire.

5. Installation sur site : Le site d'installation doit réserver suffisamment d'espace pour l'entretien et l'inspection, assurer un raccordement fluide des conduites d'alimentation en eau et de drainage et répondre aux exigences de drainage conventionnelles pour remplir les conditions de base du site pour l'installation, la mise en service et l'exploitation et la maintenance ultérieures de l'équipement.

Supplément aux spécifications de la technologie de base

1. L'équipement adopte une conception modulaire avec une structure compacte, occupant un minimum d'espace et facilitant le transport, l'installation et la mise en service sans nécessiter de modifications complexes de l'infrastructure.

2. Prend en charge un fonctionnement stable et continu 24h/24 et 7j/7 en mode entièrement automatisé sans surveillance manuelle. Le système déclenche automatiquement des alarmes et initie une protection contre l'arrêt en cas de détection d'un défaut.

3. Il est compatible avec l’eau du robinet conventionnelle, les eaux souterraines et d’autres sources d’eau, démontrant une forte adaptabilité à la qualité de l’eau brute. Le système de prétraitement peut efficacement amortir les fluctuations de la qualité de l’eau.

2. Considérations clés en matière de conception

1. Adaptation de la capacité de production d'eau : conçu avec un débit d'eau net nominal de 1,0 m³/h, quatre membranes d'osmose inverse Huitong ULP31-4040 sont sélectionnées, associées à des pompes correspondant au débit et à la hauteur correspondants, garantissant une production d'eau stable pendant le fonctionnement à pleine charge pour répondre à la demande quotidienne en eau sans problèmes de pénurie d'approvisionnement en eau ou de débit insuffisant.

2. Protection de sécurité opérationnelle : contrôlez strictement la pression de fonctionnement du système dans la plage de sécurité de 0,6 à 0,8 MPa, équipé de commutateurs haute pression, de commutateurs basse pression, d'électrovannes d'entrée d'eau et d'électrovannes de rinçage pour obtenir une protection à plusieurs niveaux, y compris l'arrêt dû à un manque d'eau, l'arrêt dû à une surcharge à haute pression et une protection anti-ralenti, empêchant ainsi l'éclatement des tuyaux, l'épuisement de la pompe et les dommages causés par une surcharge de l'équipement.

3. Compatibilité des composants de base : tous les accessoires présentent des spécifications standardisées et une correspondance dimensionnelle précise. Le système utilise une tuyauterie en PVC Huaya DN20 résistante à la corrosion, associée à des électrovannes d'entrée et des électrovannes de rinçage correspondantes, ainsi qu'à des composants matures, notamment des cartouches filtrantes transparentes de 20 pouces et des boîtiers de membrane spécialisés. Les systèmes de tuyauterie et de vannes conservent des diamètres uniformes pour une intégration transparente, garantissant une étanchéité à l'air sans fuite, sans problèmes de filtration ou sans inefficacité de connexion. Capable de fonctionner dans diverses conditions—de la qualité de l'eau standard aux environnements à haute salinité avec des niveaux de TDS allant jusqu'à 1 000 ppm et des paramètres d'eau fluctuants—le système garantit un fonctionnement ininterrompu dans toutes les conditions de travail.

4. Gestion de la durée de vie de l'équipement : définissez un taux de récupération du système raisonnable de 50 %, obtenez un contrôle précis et stable grâce aux spécifications DN20, équilibrez le volume de production d'eau avec l'usure des composants de la membrane et utilisez un prétraitement du coton PP en deux étapes pour intercepter les impuretés. Cela réduit l'encrassement et l'usure de la surface de la membrane, retarde le vieillissement des composants principaux, prolonge la durée de vie des membranes RO et de l'ensemble du système, et réduit les coûts d'exploitation et de maintenance.

5. Fonctionnement stable à long terme : conçu avec deux modes de fonctionnement entièrement automatique et de veille manuelle, il prend en charge un fonctionnement continu et ininterrompu pendant 24 heures. Équipé d'une fonction de rinçage automatique, le système permet un nettoyage chronométré de la surface de la membrane à haut débit grâce à des électrovannes de rinçage, compatible avec des conditions de travail continues prolongées sans nécessiter une surveillance manuelle fréquente.

6. Adaptabilité globale du site : L'équipement adopte une conception modulaire intégrée avec une structure compacte et un faible encombrement, permettant une installation dans des lieux intérieurs du monde entier. Il nécessite des conditions d'installation minimales et élimine le besoin de modifications complexes de l'infrastructure, tout en offrant un transport, un débogage et un démontage pratiques.

7. Conformité à la purification de la qualité de l'eau : avec un taux de dessalement≥99,5 % comme objectif de conception, le système garantit les niveaux de TDS des effluents≤10 ppm en filtrant en profondeur les sels, les métaux lourds, les micro-organismes et les impuretés colloïdales, obtenant ainsi une pureté de l'eau qui répond aux exigences d'utilisation quotidienne.

8. Commodité opérationnelle : La sélection d'accessoires et de consommables standard garantit la compatibilité avec les spécifications des canalisations et des vannes DN20 à l'échelle de l'industrie, facilitant ainsi l'approvisionnement et le remplacement. Des procédures simples de remplacement des cartouches filtrantes et des éléments membranaires éliminent le besoin de personnel technique spécialisé, réduisant ainsi la complexité de la maintenance ultérieure et les coûts opérationnels.

9. Fonctionnement économe en énergie : rapport de puissance optimisé avec une puissance unitaire totale de 2,6 kW, avec une consommation d'énergie modérée et une faible consommation d'énergie, ce qui le rend adapté aux applications d'équipement intérieur.

10. Contrôle du fonctionnement et de la maintenance des consommables : spécifiez le cycle de remplacement des consommables de base. Les éléments filtrants en coton PP de prétraitement doivent être remplacés tous les 3 à 6 mois, avec un intervalle de remplacement spécifique ajusté de manière flexible en fonction de la turbidité de l'eau brute et de la teneur en impuretés. La durée de vie typique des éléments de membrane RO est de 1 à 3 ans, nécessitant un remplacement rapide après expiration pour garantir l'efficacité de la purification de l'eau et la qualité des effluents de l'équipement.

11. Critères de remplacement du module à membrane : Le module à membrane RO doit être remplacé immédiatement lorsque l'une des conditions suivantes se produit afin d'éviter toute interruption du fonctionnement de l'équipement et la non-conformité de la qualité de l'eau d'entrée causée par le vieillissement ou les dommages de la membrane :

(1) La pression de fonctionnement du système augmente de plus de 15 % par rapport à la pression de fonctionnement normale initiale ;

(2) Le débit de production d'eau de l'équipement diminue de plus de 10 % par rapport au débit de fonctionnement initial ;

(3) La conductivité de l'eau produite continue d'augmenter, entraînant une diminution de plus de 5 % du taux de dessalement des éléments membranaires ;

(4) L'élément membranaire est en fonctionnement cumulé depuis 1 à 3 ans, avec une dégradation significative des performances, un taux de dessalement inférieur à 95 % et une production d'eau diminuée de plus de 30 % ;

(5) Les éléments membranaires présentent des problèmes de dommages ou de fuites qui ne peuvent pas être réparés par la maintenance ;

(6) La qualité des effluents du système n'a toujours pas répondu aux normes. Après avoir étudié les causes potentielles telles que les processus de prétraitement, les systèmes de canalisations et les unités de pompage, il a été confirmé que la défaillance était attribuée à un dysfonctionnement de l'élément membranaire.