Thiết bị làm mềm nước là một phần quan trọng của ngành công nghiệp POU/POE vì giá trị mà chúng mang lại cho người dùng cuối đối với nước cứng, tương đối phổ biến ở nhiều khu vực trên thế giới. Chúng cũng là những phần thiết bị phức tạp, được thiết kế và chế tạo để cung cấp dịch vụ đáng tin cậy và hiệu quả trong nhiều năm. NSF/ANSI 44 Thiết bị làm mềm nước trao đổi cation dân dụng cung cấp đánh giá toàn diện về nhiều khía cạnh của thiết bị làm mềm nước, cho phép các nhà sản xuất, nhà phân phối, người dùng cuối và cơ quan quản lý tin tưởng vào thiết bị phù hợp.
Nội dung
Xác định thuật ngữ dân dụng
Thiết bị làm mềm nước có kích thước rất khác nhau, với các ứng dụng trong cả ứng dụng dân dụng và thương mại / công nghiệp. Với NSF/ANSI 44 bao gồm các ứng dụng dân dụng, điều quan trọng là phải xác định rõ ràng thiết bị làm mềm nào thuộc phạm vi của nó. Tiêu chuẩn định nghĩa thiêt bị làm mềm nước dân dụng là một hệ thống trao đổi cation có thể tái sinh dành cho mục đích sử dụng dân dụng, với các phụ kiện ống nước thông thường không vượt quá 1,25 inch (31,75 mm) NPS (kích thước ống danh nghĩa). Vì vậy, bất kỳ thiết bị làm mềm nào có đầu vào vượt quá kích thước đó đều không được coi là dành cho dân dụng (ít nhất là cho các mục đích của NSF/ANSI 44) và nằm ngoài phạm vi của tiêu chuẩn. Lưu ý rằng định nghĩa không liên quan đến kích thước thùng nhựa, lượng nhựa trao đổi cation hoặc cài đặt muối của hệ thống mà chỉ dựa trên kích thước đầu vào.
Yêu cầu thử nghiệm
Bản tóm tắt các yêu cầu thử nghiệm của NSF/ANSI 44 được bao gồm trong Hình 1. Thử nghiệm chiết xuất vật liệu được yêu cầu để xác định rằng không có chất gây ô nhiễm nào rò rỉ từ chất làm mềm ở nồng độ gây lo ngại về độc tính. Cần có 100.000 thử nghiệm thủy tĩnh theo chu kỳ và 15 phút để thiết lập độ bền lâu dài của hệ thống, cũng như khả năng chống lại các đột biến áp suất. Thử nghiệm giảm áp suất xác nhận rằng chất làm mềm sẽ không làm giảm áp suất trong đường ống hơn 15 psi khi vận hành ở lưu lượng dịch vụ định mức của nhà sản xuất.
Công suất làm mềm được xác định bằng cách thử nghiệm ở một nửa lưu lượng dịch vụ định mức của nhà sản xuất. Nước cấp phải có độ cứng 20 ± 2 hạt mỗi gallon (1gallon = 3.785l nước). Kiểm tra dung lượng được yêu cầu ở cài đặt muối thấp nhất và cao nhất, cũng như cài đặt gần điểm giữa của phạm vi cài đặt muối. Công suất cho các cài đặt muối không thử nghiệm khác được nội suy từ ba công suất đo được. Phép ngoại suy không được phép, vì vậy thử nghiệm ở cài đặt muối thấp và cao là rất quan trọng. Mỗi lần kiểm tra dung lượng được tiến hành bằng cách tái tạo lần đầu với một lượng nước muối bão hòa được đo chính xác. Hệ thống nước muối của chất làm mềm không được sử dụng cho thử nghiệm này do khả năng thay đổi lượng muối tái sinh do sử dụng hệ thống nước muối và góp phần làm thay đổi công suất được thử nghiệm.
Điểm cuối của phép thử được định nghĩa là độ xuyên thủng của một hạt trên mỗi gallon trong nước được làm mềm. Sự rò rỉ độ cứng trong suốt quá trình chạy được đo và tính toán, vì vậy công suất phản ánh lượng độ cứng chính xác được loại bỏ. Để hoàn thành bài kiểm tra, cần phải thực hiện ba lần chạy liên tiếp trong phạm vi 10 phần trăm giá trị trung bình của ba lần chạy, với giá trị trung bình được coi là công suất chính thức ở cài đặt muối đó.
Trong quá trình kiểm tra công suất, lượng clorua còn lại trong nước được làm mềm được đo sau khi tái sinh. Mức tăng thực của nồng độ clorua từ chất làm mềm không được vượt quá 100 mg/L. Điều này chỉ ra rằng nước rửa đủ để loại bỏ lượng muối dư thừa trong nước đã được làm mềm. Một thử nghiệm riêng biệt được gọi là hiệu suất làm mềm cũng được yêu cầu. Thử nghiệm này liên quan đến việc tái sinh thiết bị làm mềm ở cài đặt muối thấp nhất và vận hành ở lưu lượng dịch vụ định mức của nhà sản xuất. Các mẫu nước sản phẩm được lấy mỗi phút trong 10 phút và độ cứng của nước không được vượt quá một hạt trên mỗi gallon đối với bất kỳ mẫu nào trong số này.
Do hệ thống ngâm nước muối không được sử dụng khi tiến hành kiểm tra năng suất nên độ chính xác của hệ thống ngâm nước muối được xác định thông qua một thử nghiệm riêng biệt. Thử nghiệm này được tiến hành ở cài đặt muối thấp nhất và cao nhất, cũng như cài đặt gần điểm giữa của phạm vi. Nó liên quan đến việc cân bể nước muối trước và sau khi tái sinh để xác định lượng muối được sử dụng và phải đạt được ba lần chạy liên tiếp trong vòng 15 phần trăm cài đặt muối danh nghĩa. Ví dụ: thử nghiệm độ chính xác của nước muối đóng rắn thành công với khối lượng 10 lb (4,53 kg) sẽ yêu cầu trọng lượng của bể nước muối giảm từ 8,5 đến 11,5 lb (3,85 đến 5,21 kg) sau mỗi lần tái sinh, đối với một loạt của ba lần tái sinh. Có một quy trình thay thế có thể được sử dụng cho các hệ thống nước muối được kiểm soát theo thời gian, bao gồm các tính toán dựa trên nước muối bão hòa.
Hiệu quả của thiết bị làm mềm
Hiệu quả sử dụng muối và nước có thể được thiết lập cho các thiết bị làm mềm nước tái sinh bắt đầu theo yêu cầu (DIR). Hiệu quả dựa trên lượng khả năng tạo độ cứng trên lượng muối tái sinh và trên thể tích nước tái sinh. Các thiết bị làm mềm hiệu quả cần ít muối và nước tái sinh hơn để đạt được cùng khả năng làm mềm so với các chất làm mềm kém hiệu quả hơn. Điều này dẫn đến lượng nước tiêu thụ ít hơn và ít độ mặn hơn được thêm vào nước xả của chất làm mềm (và cuối cùng là môi trường). Mặc dù hiệu quả là tùy chọn theo tiêu chuẩn, nó có thể được yêu cầu bởi các quy định của tiểu bang hoặc địa phương.
Hiệu quả của tất cả các thiết bị làm mềm thay đổi theo lượng muối được sử dụng để tái sinh. Liều lượng muối càng cao thì hiệu suất muối càng thấp. Có lợi nhuận giảm dần về khả năng làm mềm để tái sinh với ngày càng nhiều muối. Trên thực tế, có một điểm bão hòa mà tại đó lượng muối bổ sung được sử dụng trong quá trình tái sinh sẽ không đạt được bất kỳ khả năng làm mềm nào nữa và sẽ bị rửa sạch khỏi hệ thống. Theo biến thể này, xếp hạng hiệu quả luôn được liên kết với các cài đặt muối cụ thể.
Hiệu quả được tính toán từ dữ liệu được đo và ghi lại trong quá trình kiểm tra năng lực. Các yêu cầu về hiệu quả được bao gồm trong Hình 2. Một thiết bị làm mềm nước phải đạt được cả hiệu suất muối và hiệu quả nước ở một cài đặt muối nhất định để được đánh giá hiệu quả. Ngoài ra, bất kỳ thông số kỹ thuật hoặc tuyên bố hiệu quả nào cũng phải đề cập đến cài đặt muối mà tại đó đạt được hiệu quả. Có thể một thiết bị làm mềm nước có thể được đánh giá hiệu quả ở một số cài đặt muối nhất định, nhưng không phải ở những cài đặt khác. Trên thực tế, hầu hết các thiết bị làm mềm được đánh giá hiệu quả chỉ đáp ứng các tiêu chí về hiệu quả ở một số cài đặt muối nhất định. Bang California Mỹ có yêu cầu nghiêm ngặt hơn đối với xếp hạng hiệu quả của muối so với NSF/ANSI 44 , yêu cầu ít nhất 4.000 hạt công suất trên mỗi pound muối tái sinh.
Tính tuân thủ theo tính toán
NSF/ANSI 44 bao gồm các quy trình tính toán giảm áp suất, công suất và hiệu suất cho chất làm mềm nước tương tự như mô hình được thử nghiệm, nhưng bản thân chúng không được thử nghiệm thực tế. Có những yêu cầu cụ thể đối với thiết bị làm mềm được coi là tương tự, bao gồm:
- Van điều khiển tương tự
- Cùng một nhà phân phối (chiều dài của ống phân phối có thể thay đổi theo kích thước của bể nhựa)
- Hạn chế về sự thay đổi trong thông số kỹ thuật của nhựa trao đổi cation
- Hạn chế về lượng nhựa
- Hạn chế về kích thước bể nhựa
- Hạn chế về khối lượng tái sinh
- Hạn chế về lưu lượng
- Hạn chế về liều lượng muối
Các yêu cầu này cho phép thiết lập sự phù hợp với tiêu chuẩn cho một dòng thiết bị làm mềm được chế tạo với cùng một van điều khiển nhưng khác nhau về kích thước bể chứa và thể tích phương tiện, dựa trên thử nghiệm một hoặc một vài trong số chúng. Các tính toán có trong tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán sụt áp, công suất và hiệu quả cho các kiểu máy không được thử nghiệm.
Đánh giá kỹ lưỡng cho tất cả các bên liên quan
NSF/ANSI 44 yêu cầu thử nghiệm tất cả các khía cạnh liên quan của thiết bị làm mềm nước, từ an toàn vật liệu đến tính toàn vẹn của cấu trúc, khả năng làm mềm đến độ chính xác của hệ thống nước muối. Điều này có nghĩa là cần phải có một số bài kiểm tra, mỗi bài kiểm tra được thiết kế để đánh giá các khía cạnh khác nhau. Việc đánh giá tất cả các khía cạnh khác nhau này của chất làm mềm mang lại sự tự tin về chức năng của thiết bị này cho người dùng cuối, nhà sản xuất, nhà phân phối và cơ quan quản lý.
Tìm hiểu thêm về thiết bị làm mềm nước của chúng tôi tại đây
