Um manual de avaliação técnica do sistema de osmose reversa

I. Desenhos de projeto e cálculos de projeto

1. Desenhos de projeto

Vista externa do dispositivo

Fluxograma do Processo de Tratamento de Água

diagrama de quadro

Diagrama de roteamento de pipeline

Diagrama do Circuito de Controle Elétrico

2. Cálculo de Projeto

1. contabilidade do rendimento de água

A capacidade de produção de água deste equipamento foi validada através de cálculos de simulação utilizando software especializado de modelagem de qualidade de tratamento de água. Os parâmetros de linha de base incluem TDS de água bruta de 1000 ppm e temperatura da água de 25°C sob condições operacionais extremas, com flutuações simuladas na qualidade da água dentro±Limites de 20%, onde o TDS da água bruta pode atingir até 1200 ppm. O sistema emprega quatro membranas de osmose reversa de baixa pressão Huitong ULP31-4040 emparelhadas com unidades de bomba dedicadas com especificações de potência correspondentes. Tanto o desempenho individual da membrana quanto as configurações gerais dos parâmetros de fluxo atendem totalmente aos requisitos de projeto do sistema. Simulações de software demonstram produção estável de água limpa de 1,0 m³/h, com eficiência de dessalinização do módulo de membrana superior a 99,5% e níveis de TDS abaixo de 10 ppm sob condições extremas. O equipamento atinge capacidade padronizada de produção de água, qualidade de efluente qualificada e carga operacional ideal sem riscos de subprodução ou sobrecarga, atendendo plenamente aos requisitos de demanda nominal de água e ao mesmo tempo se adaptando a vários cenários severos de qualidade da água.

2. contabilidade de pressão

O sistema de abastecimento de água emprega duas bombas especializadas: um modelo New Territories BWI4-4 como bomba de água bruta e um modelo PLD2-11 como bomba de alta pressão. Os parâmetros dos conjuntos de bombas atendem com precisão aos requisitos operacionais, garantindo pressão de água e vazão estáveis, mantendo a pressão do equipamento dentro da faixa segura de 0,6-0,8MPa. Esta configuração elimina riscos de sobrecarga e escassez de abastecimento de água, permitindo uma operação contínua a longo prazo sem comprometer o desempenho.

3. contabilidade da taxa de recuperação

Nas configurações padrão de fábrica, a taxa de recuperação é configurada em 50%, com uma proporção de saída de purificação de água para descarga de águas residuais de 1:1, alinhando-se com a carga operacional do equipamento. A taxa de recuperação predefinida de fábrica do sistema garante a manutenção estável dos parâmetros do projeto, ao mesmo tempo que equilibra a eficiência da produção de água e a vida útil dos componentes da membrana.

4. Contabilidade de correspondência de acessórios

O sistema de pré-tratamento emprega dois cartuchos de filtro de algodão PP de 20 polegadas conectados em série, emparelhados com cartuchos de filtro dedicados, alcançando uma precisão de filtração de 5μm. Esta configuração intercepta efetivamente sedimentos e grandes impurezas particuladas na água, protegendo os elementos da membrana de osmose reversa a jusante. Todas as tubulações principais do sistema e válvulas associadas seguem uma especificação DN20 padronizada, sem redução ou expansão do diâmetro da tubulação para garantir condições estáveis ​​de fluxo de água. Todos os componentes correspondem precisamente às especificações e são perfeitamente integrados, garantindo um funcionamento suave e sem avarias.

II. Seleção de equipamentos e componentes do sistema

1. Bomba de água bruta

Modelo de marca: Novos Territórios BWI 4-4

Parâmetros principais: Vazão 4 m³/h, altura manométrica 30 m, potência 0,75 kW, tensão 220 V

Conclusão da verificação: A pressão da água de entrada é estável, com abastecimento de água suficiente para atender aos requisitos de transmissão de água inicial.

Parâmetros de desempenho da bomba de água primária e curva de desempenho da bomba de alta pressão    

Parâmetros de desempenho da bomba de água primária e curva de desempenho da bomba de alta pressão

2. Bomba de alta pressão

Modelo de marca: PLD2-11

Parâmetros principais: Compatível com tensão de 220 V, potência de saída de 1,8 kW e altura manométrica de 102 m

Conclusão da verificação: A saída de pressão estável atende aos requisitos operacionais do módulo de membrana, sem sobrecarga durante a operação.

3. Frasco de filtro de pré-tratamento

Modelo da marca: garrafa azul padrão de 20 polegadas

Parâmetros principais: Compatível com cartucho de filtro de algodão PP de 20 polegadas, apresentando forte desempenho de vedação e resistência confiável à pressão.

Conclusão da verificação: O cartucho do filtro está instalado de forma segura, sem risco de vazamento ou falha de filtração, e apresenta fácil desmontagem e substituição. A estrutura é compacta e durável.

4. Pré-elemento de filtro de algodão PP tratado

Modelo da marca: cartucho de filtro de algodão PP de 20 polegadas

Parâmetros principais: Quantidade 2 unidades, precisão de filtração 5μm

Conclusão da verificação: Filtra eficazmente lodo, ferrugem e grandes impurezas particuladas da água, protegendo os elementos da membrana RO a jusante.

5. Válvula solenóide de entrada de água

Modelo de marca: válvula solenóide geral 220V

Parâmetros principais: Diâmetro DN20, fonte de alimentação 220V, material do corpo da válvula em aço inoxidável

Vantagens do material e resultados de verificação: O corpo da válvula é construído em aço inoxidável, apresentando excepcional estabilidade química e resistência à corrosão da purificação de água. A circulação de água a longo prazo não demonstra formação de ferrugem ou precipitação de impurezas, garantindo que não haja contaminação da qualidade do efluente. Com desempenho de vedação superior e funcionalidade liga-desliga responsiva, ele é otimizado para condições de entrada de água limpa. Os interruptores de baixa pressão integrados permitem o desligamento automático durante a escassez de água, evitando efetivamente a marcha lenta da bomba. O tamanho do furo totalmente compatível com as tubulações principais garante um fluxo de água suave.

6. Válvula solenóide de descarga (águas residuais)

Modelo de marca: válvula solenóide geral 220V

Parâmetros principais: Diâmetro DN20, fonte de alimentação 220V, material do corpo da válvula cobre

Vantagens do material e conclusão da verificação: O corpo da válvula é construído com material de cobre espessado, exibindo alta resistência mecânica, resistência à pressão e resistência ao impacto. Demonstra excelente resistência ao desgaste causado por impurezas de águas residuais e é compatível com condições de lavagem de alto fluxo para módulos de membrana. O design minimiza os riscos de entupimento, garante vida útil prolongada e fornece recursos rápidos de resposta liga-desliga. Ele executa com precisão comandos de lavagem automática para limpar as superfícies da membrana e retardar a incrustação da membrana. A válvula mantém especificações de diâmetro compatíveis e desempenho de fluxo desobstruído.

7. Interruptor de baixa tensão

Modelo de marca: BD-A3

Parâmetros principais: Proteção de desligamento por deficiência de água normalmente aberta, pressão de ação 0,02 MPa, pressão de reinicialização 0,03 MPa, sensibilidade do gatilho

Conclusão da verificação: Monitore com precisão a pressão de entrada de água bruta, desligue imediatamente o sistema em caso de falta de água ou pressão excessivamente baixa para evitar a marcha lenta e queima da bomba e atenda aos requisitos de proteção de baixa pressão do sistema.

8. Interruptor de alta tensão

Modelo de marca: BD-A30

Parâmetros principais: Proteção contra sobrecarga de alta tensão normalmente fechada, pressão de ação 1,5 MPa, pressão de reinicialização 0,8 MPa, com limite de pressão preciso

Conclusão da verificação: Monitoramento em tempo real da alta pressão do gasoduto; desligamento imediato quando a pressão excede o limite para evitar ruptura do tubo, danos aos componentes da membrana e falha induzida por sobrecarga do equipamento, garantindo a segurança operacional geral.

9. Elemento de membrana RO

Modelo de marca: membrana de osmose reversa Huitong ULP31-4040

Parâmetros principais: Quantidade 4 unidades, taxa de dessalinização≥99,5%

Conclusão da verificação: A capacidade de produção de água atende aos padrões, com vazão estável de 1,0 m³/h de água purificada, satisfazendo plenamente os requisitos nominais de abastecimento de água. A operação é estável e confiável.

Notas de avaliação da qualidade da água: A seleção do elemento de membrana foi baseada em uma linha de base de 1.000 ppm de sólidos totais dissolvidos (TDS) em água bruta sob condições operacionais extremas, simulando um cenário de flutuação de 20% na qualidade da água. Quando o TDS da água bruta sobe para 1.200 ppm, o sistema mantém os níveis de TDS do efluente abaixo de 10 ppm, aproveitando a alta eficiência de dessalinização de quatro membranas de osmose reversa Huitong ULP31-4040, atendendo totalmente aos requisitos de purificação de água com redundância de compatibilidade de qualidade adequada.

Qualidade da água efluente do equipamento sob condições afluentes simuladas com TDS=1000

Qualidade da água efluente do equipamento sob condições afluentes simuladas com TDS=1200

10. Membrana

Modelo da marca: caixa de filme dedicada 4040

Parâmetros principais: Classificação de tensão nominal≤1,6 MPa, compatível com membrana RO modelo 4040

Conclusão da verificação: A capacidade de suporte de pressão é suficiente, excedendo em muito a pressão operacional do sistema, garantindo segurança operacional sem riscos ocultos e eliminando os riscos de vazamento, danos ou ruptura do invólucro.

11. Estrutura de aço inoxidável

Modelo da marca: Personalizado

Parâmetros principais: Material espessado resistente à ferrugem com capacidade de carga estável

Conclusão da verificação: O suporte é robusto, o equipamento está posicionado de forma estável e é durável com tendência mínima de deformação.

12. Acessórios para tubulações (incluindo garrafas de filtro e tubulações de válvula solenóide)

Modelo de marca: tubo de PVC Huaya

Especificações principais: tamanho DN20, material PVC resistente à corrosão, compatível com equipamento completo

Conclusão da verificação: A vedação está estanque, o fluxo de água está desobstruído, compatível com o diâmetro interno da válvula, resistente à corrosão e ao envelhecimento, sem vazamento observado.

13. Sistema de controle eletrônico (incluindo painel de controle inteligente)

Modelo de marca: caixa de controle eletrônico inteligente + painel de controle inteligente

Parâmetros principais: tensão de 220 V, equipado com múltiplas proteções, incluindo alta/baixa tensão, baixo nível de água e sobrecarga; suporta comutação de modo duplo automática/manual, com partida/parada com um toque, descarga automática, exibição de status e alarme de falha. O consumo de energia do painel é de aproximadamente 0,05kW.

Conclusão da verificação: Integrado com controle inteligente totalmente automatizado e equipado com opções de backup de controle manual, pode passar para operação manual de emergência em caso de falha no modo automático sem interromper o abastecimento de água; apresentando proteção abrangente, não exigindo monitoramento manual frequente, permitindo operação estável a longo prazo e oferecendo operação e manutenção simples.

Conclusão geral da verificação

Todos os componentes deste conjunto de equipamentos são projetados especificamente para atender a faixa de 1,0m³/h requisitos de capacidade de produção de água, apresentando compatibilidade de parâmetros e especificações padronizadas. As tubulações principais e as válvulas centrais utilizam diâmetros DN20 para eliminar possíveis problemas relacionados à redução ou expansão do diâmetro. Cada acessório passou por calibração especializada, garantindo a conformidade com os parâmetros operacionais, incluindo vazão, pressão, velocidade e resistência à pressão. Equipado com mecanismos de proteção abrangentes, o sistema demonstra adaptabilidade a diversas condições operacionais, desde qualidade de água convencional até água de alta salinidade e volumes de água flutuantes. Com desempenho estável a longo prazo e zero riscos de falha, satisfaz plenamente os requisitos operacionais e os padrões de avaliação regulamentares.

Este conjunto de equipamentos apresenta especificações de componentes precisamente combinadas e parâmetros otimizados, com tubulações DN20 e válvulas de dimensões idênticas garantindo total compatibilidade do sistema. Capaz de lidar com diversas condições de operação, incluindo produção de água padrão, água bruta de alta salinidade (TDS 1000ppm), fluxo de afluente flutuante e operação em plena carga, ele atende totalmente aos requisitos de 1,0m.³/h necessidade de produção de água. Com desempenho estável e operação confiável, o sistema foi projetado para uso de longo prazo e pronto para implantação imediata.

4. O dispositivo apresenta consumo moderado de energia e baixo consumo de energia, tornando-o adequado para uso interno de longo prazo.

5. Todos os componentes são modelos padrão disponíveis no mercado, com tubulações e válvulas DN20 que atendem às especificações de todo o setor. O sistema oferece manutenção pós-venda conveniente, fácil aquisição de consumíveis e baixos custos de reposição.

III. Ficha Técnica e Especificações Técnicas

Parâmetros básicos da máquina completa

Saída nominal de água: 1,0 m³/h Tensão nominal: 220V/50Hz Pressão operacional normal: 0,6-0,8MPa Taxa de recuperação do sistema: 50% (srelação água/água residual 1:1) Potência total da unidade: 2,6kW Eficiência de dessalinização:≥99,5% do diâmetro da tubulação principal e da válvula central: DN20

Tabela de parâmetros técnicos

V. Suposições de projeto e principais considerações de projeto

1. Projetar condições de hipótese

1. Fonte de água de alimentação: Capaz de suportar condições severas de água bruta, normalmente tolerando níveis de TDS de 300-500 ppm e até 1.500 ppm sob condições extremas. Projetado para níveis de TDS de até 1000 ppm, o sistema permite±Flutuações de TDS de 20% com valores de pico atingindo 1.200 ppm, mantendo a conformidade estável. Ele acomoda sedimentos excessivos/sólidos suspensos, turbidez do afluente significativamente elevada, alta dureza da água e pequenas flutuações (≤20%) em vazão, qualidade ou turbidez. O sistema opera sem contaminação química grave, forte corrosão ácida/alcalina ou impurezas significativas de óleo, não exigindo nenhum equipamento avançado de pré-tratamento adicional e apresentando recursos de buffer auto-adaptáveis.

2. Ambiente Operacional: Compatível com condições de campo adversas. O equipamento pode ser instalado em áreas internas semiabertas com ventilação moderada e leve umidade, tolerando grandes oscilações de temperatura de 3-45°C. Ele pode suportar pequena exposição à poeira e leve interferência de vibração. Nenhum endurecimento de alto padrão é necessário para o local, e a colocação estável é possível mesmo em superfícies ligeiramente irregulares. O equipamento é resistente à exposição de curto prazo à umidade, sem exposição à luz solar direta ou condições de congelamento, e pode suportar a imersão em água sem acúmulo.

3. Condições de fornecimento de energia: Compatível com ambientes severos de fornecimento de energia, conectado à rede elétrica residencial monofásica de 220 V/50 Hz. Permite flutuações significativas de tensão dentro±15%, capaz de suportar instabilidade temporária de tensão, pequenas quedas de energia, disparos e carga de linha insuficiente. As condições de aterramento geralmente permitem a operação normal, tornando-o adequado para locais remotos com más condições de fornecimento de energia.

4. Operação e Manutenção: Projetado para cenários extensos de operação e manutenção, permite negligência de curto prazo na manutenção do equipamento, falha na realização de inspeções de tubulações em tempo hábil e atraso na substituição de consumíveis. Mesmo com um pequeno entupimento do filtro ou uma ligeira incrustação na tubagem, o equipamento pode continuar a funcionar de forma estável apesar de avarias, não necessitando de pessoal técnico profissional no local e apenas de competências operacionais básicas do pessoal comum.

5. Instalação no local: O local de instalação deve reservar espaço suficiente para manutenção e inspeção, garantir a conexão suave das tubulações de abastecimento de água e drenagem e atender aos requisitos de drenagem convencionais para cumprir as condições básicas do local para instalação de equipamentos, comissionamento e posterior operação e manutenção.

Suplemento de especificação de tecnologia principal

1. O equipamento adota design modular com estrutura compacta, ocupando espaço mínimo e facilitando transporte, instalação e comissionamento sem exigir modificações complexas na infraestrutura.

2. Suporta operação estável contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana, em modo totalmente automatizado, sem monitoramento manual. O sistema dispara alarmes automaticamente e inicia a proteção de desligamento após a detecção de falhas.

3. É compatível com água da torneira convencional, águas subterrâneas e outras fontes de água, demonstrando forte adaptabilidade à qualidade da água bruta. O sistema de pré-tratamento pode efetivamente amortecer as flutuações na qualidade da água.

2. Principais considerações de design

1. Correspondência de capacidade de produção de água: Projetado com um fluxo líquido nominal de água de 1,0 m³/h, quatro membranas de osmose reversa Huitong ULP31-4040 são selecionadas, emparelhadas com bombas correspondentes à vazão e altura manométrica correspondentes, garantindo uma produção estável de água durante a operação em plena carga para atender à demanda diária de água sem problemas de escassez de abastecimento de água ou produção insuficiente.

2. Proteção de segurança operacional: Controle rigorosamente a pressão operacional do sistema dentro da faixa segura de 0,6-0,8 MPa, equipado com interruptores de alta pressão, interruptores de baixa pressão, válvulas solenóides de entrada de água e válvulas solenóides de descarga para obter proteção em vários níveis, incluindo desligamento devido à falta de água, desligamento devido a sobrecarga de alta pressão e proteção anti-marcha lenta, evitando assim rupturas de tubos, queima de bombas e danos por sobrecarga do equipamento.

3. Compatibilidade dos componentes principais: Todos os acessórios apresentam especificações padronizadas e correspondência dimensional precisa. O sistema emprega tubulação DN20 Huaya PVC resistente à corrosão, combinada com válvulas solenóides de entrada e válvulas solenóides de descarga correspondentes, juntamente com componentes maduros, incluindo cartuchos de filtro transparentes de 20 polegadas e invólucros de membrana especializados. Os sistemas de tubulação e válvula mantêm diâmetros uniformes para integração perfeita, garantindo vedação hermética sem vazamentos, problemas de filtragem ou ineficiências de conexão. Capaz de operar sob diversas condições—desde água de qualidade padrão até ambientes de alta salinidade com níveis de TDS de até 1.000 ppm e parâmetros de água flutuantes—o sistema garante um funcionamento ininterrupto em todas as condições de trabalho.

4. Gerenciamento da vida útil do equipamento: Defina uma taxa razoável de recuperação do sistema de 50%, obtenha controle preciso e estável por meio das especificações DN20, equilibre o volume de produção de água com o desgaste dos componentes da membrana e utilize pré-tratamento de algodão PP de dois estágios para interceptar impurezas. Isso reduz a incrustação e o desgaste da superfície da membrana, retarda o envelhecimento dos componentes principais, prolonga a vida útil das membranas RO e de todo o sistema e reduz os custos operacionais e de manutenção.

5. Operação estável a longo prazo: Projetado com modos duplos de operação totalmente automática e espera manual, suporta operação ininterrupta contínua de 24 horas. Equipado com uma função de lavagem automática, o sistema consegue uma limpeza cronometrada da superfície da membrana de alto fluxo através de válvulas solenóides de lavagem, compatível com condições de trabalho contínuas prolongadas, sem exigir monitoramento manual frequente.

6. Adaptabilidade global do local: O equipamento adota design modular integrado com estrutura compacta e tamanho reduzido, permitindo a instalação em locais internos em todo o mundo. Requer condições mínimas de instalação e elimina a necessidade de modificações complexas na infraestrutura, ao mesmo tempo que oferece transporte, depuração e desmontagem convenientes.

7. Conformidade com a purificação da qualidade da água: com taxa de dessalinização≥99,5% como meta de projeto, o sistema garante níveis de TDS de efluentes≤10 ppm filtrando profundamente sais, metais pesados, microorganismos e impurezas coloidais, alcançando uma pureza de água que atende aos requisitos de uso diário.

8. Conveniência operacional: A seleção de acessórios e consumíveis padrão garante compatibilidade com as especificações de tubulações e válvulas DN20 de todo o setor, facilitando a aquisição e substituição. Procedimentos simples de substituição de cartuchos filtrantes e elementos de membrana eliminam a necessidade de pessoal técnico especializado, reduzindo assim a complexidade de manutenção subsequente e os custos operacionais.

9. Operação com eficiência energética: relação de potência otimizada com potência total da unidade de 2,6 kW, apresentando consumo moderado de energia e baixo consumo de energia, tornando-o adequado para aplicações em equipamentos internos.

10. Controle de operação e manutenção de consumíveis: Especifique o ciclo de substituição dos consumíveis principais. Os elementos filtrantes de algodão PP de pré-tratamento devem ser substituídos a cada 3-6 meses, com o intervalo de substituição específico ajustado de forma flexível com base na turbidez da água bruta e no teor de impurezas. A vida útil típica dos elementos de membrana RO é de 1 a 3 anos, exigindo substituição oportuna após a expiração para garantir a eficiência da purificação da água e a qualidade do efluente do equipamento.

11. Critérios de substituição do módulo de membrana: O módulo de membrana RO deve ser substituído imediatamente quando ocorrer qualquer uma das seguintes condições para evitar a interrupção da operação do equipamento e a não conformidade da qualidade da água afluente causada pelo envelhecimento ou danos da membrana:

(1) A pressão operacional do sistema aumenta em mais de 15% em comparação com a pressão operacional normal inicial;

(2) A vazão de produção de água do equipamento diminui em mais de 10% em relação à vazão operacional inicial;

(3) A condutividade da água produzida continua a aumentar, resultando numa diminuição de mais de 5% na taxa de dessalinização dos elementos da membrana;

(4) O elemento de membrana está em operação cumulativa há 1-3 anos, com degradação significativa de desempenho, taxa de dessalinização abaixo de 95% e produção de água diminuída em mais de 30%;

(5) Os elementos da membrana apresentam danos ou problemas de vazamento que não podem ser reparados através de manutenção;

(6) A qualidade dos efluentes do sistema tem falhado consistentemente em atender aos padrões. Depois de investigar possíveis causas, como processos de pré-tratamento, sistemas de tubulações e unidades de bombeamento, foi confirmado que a falha foi atribuída ao mau funcionamento do elemento de membrana.