فشار پایین

غشا صرفه جویی در انرژی 

مقدمه

زمانی که بهره وری بالای غشا با اهمیت باشد از محصولات شاخه ESPA استفاده می شود. غشا ESPA برای دستیابی شار بالا بدون به خطر انداختن استانداردها در دفع بالا است. از زمان معرفی آن در اواخر 1990s، غشا ESPA  در صنعت تصفیه آب به دلیل صرفه جویی قابل توجه هزینه های عملیاتی در ارتباط با استفاده از آنها پذیرش گسترده ای را در این عرصه  به دست آورد . فشار کمتر آن به معنی کاهش هزینه های انرژی، استفاده از پمپ ها، لوله کشی و مخازن ارزان قیمت بود . این مزیت اقتصادی باعث تقویت پذیرش گسترده از غشا  ESPA شده است . موفقیت سری  ESPA شرکت هایدروناتیک را ترقیب به افزایش خط تولید محصول ESPA از طریق بهبود ESPA2  ضمن ارائه محصول ESPA2+ کرد.

معرفی 
ESPA اولیه در سال 1998 ، با وجود اینکه توانست جریانی بیش از  CPAهم اندازه اش ارائه دهد، اما فقط در 66 درصد آزمون های استاندارد فشار به موفقیت دست یافت. علاوه بر این ، استانداردی که برای کیفیت دفع نمک  بود به خطر نمی افتاد . بالاترین دفع غشا ESPA ،در غشا ESPA2 ، دستیابی به دفع اسمی نمک 99.6 ٪ بود . با معرفی  ESPA4 n 2001  ، پیشرفت بیشتری در این عرصه  با استفاده از تکنولوژی ESPA موجب شد. در حالی که حفظ دفع بالای 99.2 ٪ اهمییت زیادی داشت، ESPA4  به بالاترین نفوذ پذیری در سری غشاهای  ESPA در آزمون استاندارد با  جریان12000 gpd  ، تنها در فشار 100 psi دست یافت.
 با تلاش بیشتر، شرکت هایدروناتیک  ESPA2+ را  در سال 2005 به بازار ارائه کرد . این محصول از همان تکنولوژی غشا دفع بالا ESPA2  استاندارد استفاده می کند، اما با استفاده از عنصر بهبود طراحی و ساخت خودکار محدوده ای  که منجر به فشارهای پایین تر و یا حجم کمتر از این محصول می شود را افزایش می دهد. خلاصه ای از محصولات مختلف ESPA در جدول 1 در زیر آمده است.  .

کاربرد
غشا ESPA برای بسیاری از محلول های شور مناسب است از جمله: آب آشامیدنی شهری و تصفیه خانه ها، فرایند در بطری ریختن و صنایع روشنایی. ESPA  به طور معمول  برای محلول های  شور وقتی که جریان به صورت بحرانی عملکرد مطلوبی دارد بکار می رود. ESPA  در کاربردهایی که در آن انرژی نسبتا گران است  یا درجه حرارت پایین آب سرد وTDS  بالا موجب نیاز فشار بالا می شود، درجه بالایی از سودمندی را دارد. زمانی که از  ESPA به جای غشا مرکب استاندارد استفاده می شود بازگشت سرمایه مرتبط با صرفه جویی انرژی به تنهایی ممکن است به 200/element $ در هر سال برسد. ESPA2 برای کاربردهای آبهای شور با شوری بالا و یا پایین زمانی که فشار پایین و دفع بسیار بالا مورد نیاز است مناسب می باشد. ESPA3 برای سیستم های با آب کم شور (تحت  1000 ppm TDS) که در آن فشار بسیار پایین خوراک همراه با کیفیت خوب نفوذ مورد نیاز می باشد، ایده آل است. فشارهای بسیار پایین با ESPA4 در آبهایی با شوری متوسط قابل دسترسی است          (3000- 1000 ppm TDS). ESPA4  برای حذف آلاینده های خاص مانند آرسنیک و نیترات نیز ایده آل می باشد. مانند ESPA2، ESPA2+ را هم می توان در جریان هایی با شوری بالا و یا پایین وقتی دفع بسیار بالا مورد نیاز است استفاده کرد.  مساحت بالاتر از 440 فوت مربع در + ESPA2 با توجه به سیستم خاص طراحی آن موجب صرفه جویی سرمایه و یا صرفه جویی عملیاتی می شود . برای مثال ، اگر یک سیستم RO  با استفاده از تعداد برابر عناصر  ESPA2 +و عناصر ESPA2 طراحی شود ، افزایش منطقه به ازای هر عنصر موجب فشار پایین تر و سرعت رسوب کمتر می شود که این به نوبه خود منجر به پایین آوردن هزینه های عملیاتی می گردد. مصرف کمتر غشاء ، فشار کمتر لوله ها و لوله کشی کمتر باعث پس انداز سرمایه های اضافی می شود .

ملاحظات طراحی
هنگام طراحی یک سیستم با غشا ESPA ، نفوذ پذیری بالای عناصر در میزان شار بالا می تواند منجر به توزیع ضعیف جریان در یک سیستم شود. با این حال عدم تعادل، با استفاده از نفوذ فشار معکوس در مرحله اول و یا تقویت کننده در ورودی به راحتی می تواند اصلاح شود. استفاده از فشار معکوس در مرحله اول موجب محدودیت برای اختلاف فشار خالص (NDP) در آن مرحله می شود، در نتیجه فشار خروجی کاهش می یابد. روش دیگر اضافه کردن یک تقویت کننده که جریان و فشار ورودی به مرحله دوم را افزایش می دهد، در نتیجه جریان بیشتری از آن مرحله می گذرد.
دو نمودار جریان زیر خفه کردن نفوذ  و استفاده از پمپ تقویت کننده در ورودی را نشان می دهد. به طور کلی، استفاده از خفه کردن نفوذ در مرحله اول با فشار پایین انجام می شود، وقتی که نفوذ فشار معکوس بیشتری مورد نیاز است، بهتر است از پمپ تقویت کننده برای بازده بهتر استفاده کرد .

- 40" LP Standard test conditions: NaCl 1,500 mg/L, Pressure 150 psig, Temperature 25°C, pH 6.5-7.0 Recovery 15%
- 40" LP High Flux test conditions: NaCl 500 mg/L, Pressure 100 psig, Temperature 25°C, pH 6.5-7.0 Recovery 15%
- The stated data were obtained after 30 minutes of operation

موارد ستاره دار دارای توضیح هستند.

نام محصول دبي آب محصول (GPD, m3/d) درصد حذف قطر/طول (اينچ) شرايط تست
ESPA4 12,000 (45.4) 99.2 8" / 40" 40" LP High Flux
ESPA2MAX 12,000 (45.4) 99.6 8" / 40" 40" Standard
ESPA2-LD 10,000 (37.9) 99.6 8" / 40" 40" LP Standard
ESPA2 9,000 (34.1) 99.6 8" / 40" 40" LP Standard
ESPA1 12,000 (45.4) 99.3 8" / 40" 40" LP Standard
ESPA4-4040 2,500 (9.5) 99.2 4" / 40" 40" LP Standard
ESPA2-LD-4040 2,000 (7.6) 99.6 4" / 40" 40" LP Standard
ESPA2-4040 1,900 (7.2) 99.6 4" / 40" 40" LP Standard
ESPA1-4040 2,600 (9.8) 99.3 4" / 40" 40" LP Standard
ESPA-4021 1,000 (3.8) 99.4 4" / 21" 40" LP Standard
ESPA-4014 500 (1.9) 99.4 4" / 14" 40" LP Standard
ESPA-2540 750 (2.8) 99.4 2.5" / 40" 40" LP Standard
ESPA-2521 350 (1.3) 99.4 2.5" / 21" 40" LP Standard
ESPA-2514 150 (0.56) 99.4 2.5" / 14" 40" LP Standard

پشتیبانی واتس اپ