pH/ORP Measurement for Reverse Osmosis

Загрузить (419 KB)

Background Information

Reverse osmosis

Processes requiring pure water must continually replace the water being consumed. Sources of replacement water are usually local supplies from a river or lake and therefore require pre-treatment and purification before it can be used in the process.

After preliminary purification which may include filtration, clarification and softening, further downstream, a two-pass reverse osmosis system and demineralization operations are typically employed to further purify the water.

Osmosis is the natural tendency of a fluid, usually water, to pass through a semipermeable membrane from a less concentrated solution into a more concentrated one, thus equalizing the concentrations on each side of the membrane.

In reverse osmosis (RO), pressure must be exerted on the side with the concentrated solution to force the water molecules across the semi-permeable membrane to the fresh (pure) water side.

This semi-permeable membrane inhibits the majority of dissolved impurities from passing through to the pure water side. The amount of impurities carried over depends on the type and condition of the membrane (i.e. age, cleanliness) and the amount of pressure applied (energy) to the process.

Not all the feed water passes through the membrane. Some is diverted to flow over them to cleanse away the rejected impurities in a cross-flow filtration mode.

The RO system produces one purified water stream called permeate and a second stream called concentrate, brine, or reject. Feedwaterenters the machine at fairly low pressure and flows through pre-filters to remove suspended particles, such as silt. Pre-filters are typically a replaceable cartridge type which provides a cost effective method for keeping the membrane clean. Typical life expectancy for these membranes is approximately three years.

RO systems are designed for automatic operation and require routine preventative and corrective maintenance. Common problems include membrane fouling and the use of improper flow rates. The result is reduced throughput capacity and shortened runs.

Membranes can fail altogether, resulting in excessive demand on downstream purification systems and poor quality product water.

Both pH and conductivity measurements are used to safeguard the successful operation of an RO system.

Some types of RO membranes are sensitive to feed water pH and can become damaged if the pH is outside the recommended range of 5 to 8 pH.A pH sensor upstream of the membrane can provide a feedback signal to control dosing of acidic or basic reagent to maintain the pH within acceptable limits.

Conductivity measurements are used at both the inlet and outlet of the RO unit to determine whether the total dissolved solids are being filtered effectively.

General Applications

Reverse osmosis systems can remove up to 100% of suspended solids and approximately 90% of dissolved solids, dissolved silica, alkalinity and hardness.

A common use for RO is for purifying water, removing salts and other impurities to improve the color, taste and other properties. It is regularly used for commercial and residential water filtration and is also one of the methods used for desalinization of seawater.

RO systems are capable of rejecting bacteria, salts, sugars, proteins, particles, dyes, and other constituents which have a molecular weight of greater than 150-250 Daltons.

The separation of ions with reverse osmosis is aided by charged particles. This means any dissolved ions which carry a charge, such as salts, are more likely to be rejected by the membrane than those that are not charged, such as organics. The larger the charge and the larger the particle, the more likely it will be rejected.

The majority of RO membranes are negatively charged when they are operated within the pH levels most commonly encountered in water applications.

Pure Water Applications

A two-pass RO system is typically installed upstream of the demineralizer. Its performance is pH dependent with the second-pass section most dramatically affected. While these changes are not significant in the majority of applications, variations become crucial to the success of high-purity water processing.

In addition, the effect of minor feedwater constituents, such as alkalinity and ammonia also play a role in achieving high-purity permeate.

The overall efficiency of dissolved solids removal is usually determined utilizing a pair of conductivity measurements, one at the inlet (cell 1) and one at the outlet (cell 2). This is referred to as % rejection and calculated by the formula:

% rejection = [1-(cell2)/(cell 1)] x 100

For example if the inlet water had 200 ppm of dissolved solids and the outlet water had 10 ppm, the efficiency would be 95% rejection rate. A typical range for this type of application is 80% - 100% rejection.

A final conductivity measurement after the 2nd stage is often used to determine the absolute quality of the outlet water.

Ammonia also affects the production of high purity water and may be present due to municipal chlorination of feedwater or from organic contamination.

Ammonia (NH3) will through the membrane system in either the molecular or ionic (NH4+) form.

 

pH/ORP Measurement for Reverse Osmosis

Ammonium hydroxide is less conductive than ammonium carbonate [(NH4)2CO3] so it is not uncommon to find off-line samples or storage tank water with conductivity higher than that of on-line readings.

The pH values will be lower. This shift in pH is due to absorption of CO2 from the air and the formation of carbonic acid in the water. Without the presence of ammonia, this type of contamination of highpurity water with CO2 would generate higher conductivity as well as the reduced pH.

 

Product Recommendations

Process Liquid Analyzer:

  • 2-wire FLXA202 Analyzer
  • 4-wire FLXA402 Analyzer

FLXA202/FLXA21, FLXA402 pH/ OPR Analyzers

pH Measurement Sensor Selection:

Option #1:

Holders

  • FF20 Flow-thru assembly with individual measure, reference and temperature electrodes
  • FS20 Insertion assembly with individual measure, reference and temperature electrodes

Sensors

  • Bellowmatic reference electrode (SR20-AC32)
  • Shock-proof measuring electrode (SM21-AG4)
  • Pt1000 temperature electrode (SM60-T1)

sensor

Option 2:

Holder: PH8HH Flow Thru assembly

Sensor: PH8EHP Flowing reference pH Sensor for High Purity Water

PH8HH Flow Thru assembly

 

Conductivity Measurement Sensor Selection:

Holders

  • FF40 Flow-thru assembly
  • FS40 Insertion assembly

Electrodes

  • SC42-SP24
  • SC42-SP34

SC42

Digital SMART Option:
The re-usable smart adapter, SA11, offers full measuring parameter functionality of analog sensors equipped with a Variopin connector and Yokogawa ID chip. The SA11 automatically recognizes the installed sensor and prepares the right configuration.

The re-useable smart adapter, SA11

Note: For additional information on this application contact the local Yokogawa Process Liquid Analyzer Department

Отрасли

  • Апстрим/Добыча-Транспортировка

    Добывающая промышленность включает в себя морскую и наземную деятельность, включая автоматизацию устья скважины, фракционирование, заканчивание и разделение для извлечения и подготовки подземной или подводной сырой нефти и природного газа.

    Поскольку нефть поднимается на поверхность, она должна быть отделена перед транспортировкой. Первичная и вторичная стадии разделения обычно распределяют поток газа, поток воды и поток нефти в трехфазном разделении. Для перекачки газа требуется трубопровод и может включать процесс фракционирования на стадии до транспортировки. Жидкости могут быть помещены в резервуары или трубопроводы и отправлены на переработку, что требует точных измерений уровня.

    Узнать больше
  • Вода и сточные воды

    Водные ресурсы истощимы, поэтому содействие устойчивому водному циклу является одной из Целей устойчивого развития (SDG). Компания Yokogawa предоставляет передовые решения в области цифрового управления для стабильной подачи чистой и безопасной воды, очистки сточных вод с целью защиты водной среды, управления потерями воды и оптимизации работы установок с целью сокращения выбросов CO2 и снижения эксплуатационных расходов. Используя наши передовые технологии, надёжные продукты, обширные знания и опыт реализации различных проектов в сфере использования водных ресурсов, мы работаем с Вами, чтобы предоставлять устойчивые решения в сфере водных ресурсов, которые способствуют развитию Вашего бизнеса и повышают ценность на протяжении всего жизненного цикла оборудования.

    Компания Yokogawa поддерживает широкий спектр областей применения наших решений по обеспечению необходимого водного режима для рынков городского и промышленного потребления воды.

      

     

    Узнать больше
  • Нефтегазопереработка

    В последние годы отрасль нефтегазопереработки сталкивается с возрастающим числом проблем. К таким проблемам относятся изменение характеристик перерабатываемого сырья, старение технологических установок и оборудования, рост стоимости энергоресурсов, нехватка квалифицированных операторов, способных безопасно и эффективно управлять НПЗ, а также постоянно меняющиеся требования рынка и потребителей.

    На протяжении долгого времени компания Yokogawa сотрудничает со многими компаниями из перерабатывающей отрасли промышленности, предоставляя промышленные решения, направленные на решение таких вызовов и проблем. Решения VigilantPlant компании Yokogawa помогли владельцам предприятий добиться максимальной прибыльности и устойчивой безопасности на их предприятиях.

    Узнать больше
  • Нефтепереработка

    На постоянно меняющемся рынке нефтеперерабатывающие заводы рассматриваются не только как единицы переработки сырой нефти, но и как центры прибыли. В то же время существует острое осознание необходимости обеспечения безопасности на таких объектах. Комплексное производственное решение, которое включает в себя производственное и календарное планирование, управление и контроль, необходимо для достижения долгосрочных целей по прибыльности, эффективности и защите окружающей среды. Обладая многолетним опытом в области автоматизации, Yokogawa может предложить вам доступные комплексные решения для повышения работоспособности и более чистого мира.

    Узнать больше
  • Нефть и газ

    Компания Yokogawa обладает богатым опытом во всех сферах нефтегазового бизнеса: от морских и сухопутных сооружений до трубопроводов, терминалов и глубоководных операций. Мы предлагаем решения, которые повышают безопасность, обеспечивают точную и надёжную эксплуатацию и увеличивают эффективность предприятия.

    Узнать больше
  • Пищевая промышленность и производство напитков

    В пищевой промышленности, в дополнение к традиционным задачам, таким как «обеспечение продовольственной безопасности» и «снижение издержек», производители работают также и над решением проблем инфекционных заболеваний, оптимизации и улучшения условий труда на предприятии.

    YOKOGAWA поддерживает производителей в создании комфортных рабочих мест, благодаря партнерству и тесному сотрудничеству, совместному решению проблем и предлагая идеальные заводы, подходящие для эффективной эксплуатации и работы.

    Узнать больше
  • Применения в морских условиях (FPSO, FLNG и FSRU)

    Для проведения морской разведки и добычи требуется обеспечение максимальной работоспособности в суровых условиях. На объектах, эксплуатируемых как с обслуживающим персоналом, так и с режимом работы по безлюдной технологии, необходимы надёжные интегрированные системы управления и безопасности (ИСУБ) с расширенными возможностями дистанционного мониторинга. Компания Yokogawa обладает самыми современными технологиями и обширным опытом реализации проектов в морских условиях любого масштаба и уровня сложности автоматизации.

    Узнать больше
  • Специальное химическое производство

    Компания Yokogawa давно обслуживает заказчиков в области специальной химической промышленности и тонкого синтеза. Наше ведущее решение по управлению периодическими процессами, обеспечивает лучшую надёжность и гибкость работы в классе, а также штат профильных специалистов, понимающих сложные требования разработки и эксплуатации таких процессов, позволит Вам, заручившись поддержкой компании Yokogawa, производить продукцию, удовлетворяющую потребностям Ваших заказчиков сейчас и в будущем, сохраняя требуемый уровень безопасности, соблюдая все нормативы.

    Узнать больше
  • Химическая промышленность

    Химические производства применяют периодические и непрерывные технологические процессы производства, каждый из которых имеет свои особые требования для систем управления. Непрерывному технологическому процессу требуется надёжная и стабильно работающая система управления, защищающая от внеплановых остановов, в то время как для периодических процессов более важна гибкость организации партий, возможности внесения корректировок в рецепты и формулы. Для обоих типов процессов одинаково важно вести управление с поддержанием требуемого качества и способность управлять не рутинными операциями. Имея в наличии обширный послужной список и богатое портфолио проектов, а также опытных системных инженеров и обширную сеть поддержки по всему миру, у компании Yokogawa имеются решения для всех видов таких систем.

    Узнать больше
  • Целлюлозно-бумажная промышленность

    Целлюлозно-бумажная отрасль имеет высокую степень конкуренции и должна соответствовать постоянно изменяющимся требованиям рынка. Компания Yokogawa помогает создать энергоэффективные объекты, с возможностью их эксплуатации и поддержи в любой точке мира.

    Узнать больше
  • Электроэнергетика

    В середине 1970-х годов компания Yokogawa вошла в энергетический бизнес, выпустив электросистему управления EBS. С тех пор компания Yokogawa неуклонно продолжает развивать свои технологии и возможности для предоставления лучших услуг и решений нашим заказчикам по всему миру.

    Компания Yokogawa создала глобальную сеть решений в области электроэнергетики, чтобы играть более активную роль на динамично развивающемся мировом рынке электроэнергии. Это позволило наладить более тесную командную работу внутри компании Yokogawa, объединив наши глобальные ресурсы и отраслевые ноу-хау. Эксперты компании Yokogawa в области электроэнергетики работают вместе, чтобы предоставить каждому заказчику решение, которое наилучшим образом соответствует его сложным требованиям.

    Узнать больше

Related Products & Solutions

  • 2-проводной преобразователь-анализатор FLXA202

    Преобразователи серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря возможности подключения одного или двух датчиков они являются наиболее универсальными двухпроводными анализаторами.

    Узнать больше
  • 2-проводной преобразователь/анализатор FLXA21

    Анализаторы серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря возможности измерения с помощью одного или двух датчиков они являются наиболее универсальными двухпроводными анализаторами.

    Узнать больше
  • Контактные датчики электропроводности SC42SC4A (J)

    Измерение удельной электропроводности воды и водных растворов с целью определения примесей становится все более востребованным. Yokogawa предлагает полный спектр прецизионных датчиков и преобразователей для выполнения надежных измерений даже в экстремальных условиях

    Узнать больше
  • Многоканальный 4-х проводной преобразователь FLXA402

    Преобразователи серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря своей модульной конструкции они могут работать одновременно с несколькими датчиками.

    Узнать больше
  • Проточный держатель FF20 и фитинг FS20

    Yokogawa вложила много средств и времени на разработку функционально полной  линейки держателей и фитингов, уделяя особое внимание конструкции, чтобы максимально сократить время монтажа, демонтажа и технического обслуживания, тем самым снижая эксплуатационные расходы.

    Узнать больше
  • Цифровой преобразователь SMART SENCOM™, SA11

    При использовании многоразового цифрового SMART-преобразователя требуется утилизация только аналогового датчика по истечении его срока службы. С помощью платформы SENCOM 4.0 Yokogawa сокращает затраты и количество отходов, а также способствует достижению долгосрочных бизнес-целей по обеспечению экологически устойчивого будущего для всех.

    Узнать больше
  • pH и ОВП сенсоры

    pH/ОВП сенсоры являются чувствительной частью всей системы, правильный выбор модели играет решающую роль для получения надежных и точных результатов измерения. Также немаловажно правильно установить датчик в процесс, для чего доступны различные дополнительные приспособления: фитинги для прямого монтажа, а также выдвижной, погружной и проточный адаптеры.

    Узнать больше
  • Анализаторы pH и ОВП

    pH и ОВП-анализаторы используются для непрерывного контроля качества подготовки воды, очистки сточных вод, конечного продукта, процесса нейтрализации в целлюлозно-бумажном производстве, в скрубберах, градирнях, производстве химических веществ, в установках для очистки воды и стоков, а также для многих других задач.

    Узнать больше
  • Анализаторы электропроводности

    Кондуктометры используются для непрерывного измерения и контроля электропроводности (контактным или индуктивным методом), удельного сопротивления, процентной концентрации и общего содержания растворенных веществ в водах деминерализаторов, обратного осмоса и для определения необходимости продувки котла

    Узнать больше
  • Датчики электропроводности

    Датчики электропроводности используются для непрерывного измерения и контроля электропроводности (контактным или индуктивным методом), удельного сопротивления, процентной концентрации и общего содержания растворенных веществ в водах деминерализатора, обратного осмоса и для определения необходимости продувки котла. Доступен широкий выбор фитингов для установки датчика в процесс, включая выдвижной, проточный, погружной держатели и адаптер для установки непосредственно в процесс. Правильный выбор датчика имеет решающее значение для получения точных и надежных результатов измерения.

    Узнать больше

Наверх