2.4. Preliminary economic modelAn e

2.4. Preliminary economic model
An economic model was developed using a spreadsheet program
(Excel, Microsoft Corp., Redmond, WA). The model assumes
that a SWRO facility is treating 757 m3/day (200,000 gallons/day) of
seawater at 50% water recovery and that an impaired water stream
with similar flowrate is available. The TDS concentrations for the
initial seawater and impaired water streams are 35 and 0.5 g/L,
respectively.
T.Y. Cath et al. / Journal of Membrane Science 362 (2010) 417–426 421
The model calculates the effect of adding osmotic dilution membrane
capacity to osmotically dilute the seawater feed stream with
increments of 1% of the impaired water flow rate (i.e., 7.57 m3/day).
During each increment the additional membrane area required to
achieve an additional 1% recovery of impaired water is calculated
based on an empirical model derived from experimental data. The
amount of osmotic dilution membrane surface area increases exponentially
as the incremental water flux decreases due to loss in
driving force. The cost of the osmotic dilution membrane (estimated
at US$12 per m2) is assumed to dominate the capital cost
for installing the required osmotic dilution capacity. Membrane
costs were uniformly amortized over 5 years with a capital recovery
factor assuming 10% interest rate compounded annually.
Conversely, the energy required for the SWRO plant to achieve
50% recovery of the diluted seawater feed is marginally decreased
with each increment of dilution. Specific energy demand for the
SWRO process as a function of feed water TDS concentration was
determined with RO system design software (ROSA version 6.0,
Dow Filmtec, Edina, MN). Specific energy demand for desalination
of a given feed water concentration was converted to energy
cost by multiplying the capacity (assuming 24/7 operation) by the
cost of energy (assumed US$0.10 per kW-h). The benefit-cost ratio
(BCR) was calculated by dividing the monetary savings gained from
reduced energy consumption by the additional cost incurred from
the installation of the osmotic dilution membranes. A BCR value
greater than unity indicates a favorable economic return on the
investment because each dollar spent on expanding the capacity
of osmotic dilution realizes greater than one dollar in energy cost
savings from operation of the SWRO system.
3. Results and discussion
3.1. Water permeability
Water permeability experiments were conducted on the FO
bench-scale test unit. Results from these experiments are summarized
in Table 1 and illustrate that water flux through existing
ODMP membranes is relatively low when the draw solution concentration,
and thus the osmotic driving force, is low. Operation
at higher osmotic pressure produces greater water flux, but water
fluxes in FO are still lower than those observed in most RO applications
with equivalent hydraulic pressure driving forces. Water
flux also deviates from linearity at higher draw solution concentrations.
This is due to dilutive internal concentration polarization
phenomenon, where the salt in the porous support layer of the
membrane is diluted by water diffusing from the feed into the draw
solution [20].
The effect of concentration polarization can be seen in the
divergence of the specific water flux, as observed from the data
summarized in Table 1. Specific flux is the water flux through the
membrane divided by the osmotic pressure difference across the
membrane (). Application of Eq. (2) to the data presented in
T

Kết quả (Việt) 1:

2.4. sơ bộ mô hình kinh tếMột mô hình kinh tế đã được phát triển bằng cách sử dụng một chương trình bảng tính(Excel, Microsoft Corp, Redmond, WA). Các mô hình giả địnhmột cơ sở SWRO điều trị 757 m3/ngày (200.000 gallon/ngày) củanước biển tại 50% nước phục hồi và có một dòng nước gặp khó khănvới tương tự như flowrate có sẵn. Nồng độ TDS cho cácBan đầu nước biển và suy nước suối là 35 và cách 0.5 g/L,tương ứng.T.Y. Cath et al. / tạp chí khoa học màng 362 (2010) 417-426 421Các mô hình tính toán có hiệu lực của việc thêm osmotic pha loãng màngosmotically pha loãng nước biển có khả năng nguồn cấp dữ liệu dòng vớitừng bước của 1% của tốc độ dòng chảy nước gặp khó khăn (tức là, 7.57 m3/ngày).Trong mỗi khu vực màng bổ sung cần thiết để tăngđạt được một thêm 1% phục hồi nước gặp khó khăn được tínhDựa trên một mô hình thực nghiệm bắt nguồn từ dữ liệu thực nghiệm. Cácsố pha loãng osmotic màng diện tích bề mặt tăng theo cấp số nhânnhư nước gia tăng thông lượng giảm do thiệt hại trongđộng lực. Chi phí của các màng tế bào osmotic pha loãng (ước tínhtại Hoa Kỳ$ 12 cho mỗi m2) giả định thống trị chi phí vốnđể cài đặt công suất yêu cầu pha loãng osmotic. Màngchi phí đã được thống nhất bình hơn 5 năm qua với một phục hồi vốnyếu tố giả sử 10% lãi suất phức tạp mỗi năm.Ngược lại, năng lượng cần thiết cho các nhà máy SWRO để đạt được50% phục hồi của nước biển pha loãng nguồn cấp dữ liệu giảm nhẹvới mỗi gia số pha loãng. Nhu cầu năng lượng cụ thể cho cácSWRO quá trình như là một chức năng của nguồn cấp dữ liệu nước TDS tập trungxác định với RO hệ thống thiết kế phần mềm (ROSA Phiên bản 6.0,Dow Filmtec, Edina, MN). Nhu cầu năng lượng cụ thể cho khử muốimột nguồn cấp dữ liệu nước nhất định tập trung đã được chuyển thành năng lượngchi phí bằng cách nhân công suất (giả định hoạt động 24/7) cácchi phí năng lượng (giả định US$ 0,10 cho mỗi kW-h). Tỷ lệ chi phí lợi ích(BCR) đã được tính toán bằng cách chia các khoản tiết kiệm tiền tệ thu được từgiảm năng lượng tiêu thụ bởi phụ phí phát sinh từviệc lắp đặt các màng osmotic pha loãng. Một giá trị BCRlớn hơn sự thống nhất cho thấy một trở về kinh tế thuận lợi trên cácđầu tư bởi vì mỗi đồng đô la chi tiêu về việc mở rộng năng lựccủa osmotic pha loãng nhận ra lớn hơn một đô la trong chi phí năng lượngtiết kiệm từ hoạt động của hệ thống SWRO.3. kết quả và thảo luận3.1. nước thấmNước thấm thí nghiệm được tiến hành vào FOCác đơn vị kiểm tra băng ghế dự bị quy mô. Các kết quả từ các thí nghiệm được tóm tắtở bàn 1 và minh họa cho rằng nước thông qua sẵn cóODMP màng là tương đối thấp khi tập trung giải pháp vẽ,và như vậy động lực osmotic, là thấp. Hoạt độngở áp suất thẩm thấu cao sản xuất lớn hơn nước tuôn ra, nhưng nướcchất trong FO là vẫn còn thấp so với những người quan sát thấy trong hầu hết các ứng dụng ROvới tương đương áp lực thủy lực lái xe lực lượng. Nướcthông lượng cũng deviates từ linearity lúc hòa giải pháp nồng độ cao hơn.Điều này là do sự phân cực của nồng độ nội bộ dilutivehiện tượng, nơi muối trong lớp xốp hỗ trợ của cácmàng được pha loãng nước khuếch tán từ nguồn cấp dữ liệu vào vẽgiải pháp [20].Ảnh hưởng của nồng độ phân cực có thể được nhìn thấy trong cácphân kỳ của thông lượng nước cụ thể, như quan sát từ các dữ liệutóm tắt trong bảng 1. Thông lượng cụ thể là dòng nước thông qua cácmàng chia bởi sự khác biệt áp lực thẩm thấu qua cácmàng (). Ứng dụng của Eq. (2) để các dữ liệu trình bày trongT

Kết quả (Việt) 2:

2.4. Mô hình kinh tế sơ bộ
Một mô hình kinh tế đã được phát triển bằng cách sử dụng một chương trình bảng tính
(Excel, Microsoft Corp, Redmond, WA). Mô hình này giả định
rằng một cơ sở SWRO đang điều trị cho 757 m3 / ngày (200.000 lít / ngày) của
nước biển tại nước phục hồi 50% và đó là một dòng nước bị suy giảm
với lưu lượng tương tự có sẵn. Các nồng độ TDS cho
nước biển ban đầu và dòng nước bị suy giảm là 35 và 0,5 g / L,
tương ứng.
TY Cath et al. / Tạp chí Khoa học Membrane 362 (2010) 417-426 421
Mô hình tính toán hiệu quả của việc thêm pha loãng màng thẩm thấu
năng lực để osmotically pha loãng dòng nước biển ăn với
gia số 1% của tốc độ dòng nước bị suy giảm (tức là 7,57 m3 / ngày) .
Trong mỗi tăng diện tích màng bổ sung cần thiết để
đạt được thêm một sự phục hồi 1% lượng nước bị suy giảm sẽ được tính toán
dựa trên một mô hình thực nghiệm bắt nguồn từ số liệu thực nghiệm. Các
số lượng thẩm thấu pha loãng màng diện tích bề mặt tăng lên theo cấp số nhân
như thông lượng nước tăng giảm do mất mát trong
lực lượng lái xe. Chi phí của việc pha loãng màng thẩm thấu (ước tính
ở Mỹ $ 12 mỗi m2) được giả định để thống trị các chi phí vốn
để cài đặt khả năng pha loãng thẩm thấu cần thiết. Màng
chi phí được phân bổ dần đều trên 5 năm với sự phục hồi vốn
yếu tố giả định lãi suất 10% mỗi năm.
Ngược lại, năng lượng cần thiết cho các nhà máy SWRO để đạt được
50% phục hồi của thức ăn chăn nuôi trong nước biển pha loãng được giảm nhẹ
với mỗi increment của pha loãng. Nhu cầu năng lượng cụ thể cho
quá trình SWRO như một hàm của nồng độ TDS nước cấp đã được
xác định với các phần mềm thiết kế hệ thống RO (ROSA phiên bản 6.0,
Dow Filmtec, Edina, MN). Nhu cầu năng lượng cụ thể cho khử muối
có nồng độ nước cấp cho được chuyển đổi thành năng lượng
chi phí bằng cách nhân công suất (giả định hoạt động 24/7) do
chi phí năng lượng (giả US $ 0,10 cho mỗi kW-h). Tỷ lệ lợi ích-chi phí
(BCR) được tính bằng cách chia các khoản tiết kiệm tiền thu được từ
việc giảm tiêu thụ năng lượng của các chi phí phát sinh thêm từ
các cài đặt của màng thẩm thấu pha loãng. Một giá trị BCR
lớn hơn sự thống nhất chỉ ra một lợi nhuận kinh tế thuận lợi về
đầu tư vì mỗi đô la vào việc mở rộng công suất
của pha loãng thẩm thấu nhận lớn hơn một đô la trong chi phí năng lượng
tiết kiệm từ hoạt động của các hệ thống SWRO.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Thấm nước
thí nghiệm thấm nước được tiến hành trên FO
băng ghế dự bị quy mô đơn vị kiểm tra. Kết quả từ những thí nghiệm này được tóm tắt
trong Bảng 1 và minh họa cho thông lượng nước thông qua hiện
màng ODMP là tương đối thấp khi nồng độ dung hòa,
và do đó các lực thẩm thấu, là thấp. Hoạt động
ở áp suất thẩm thấu cao hơn sản xuất dòng nước lớn, nhưng nước
luồng trong FO vẫn còn thấp hơn so với những người quan sát thấy trong hầu hết các ứng dụng RO
với thủy lực áp lực tương đương. Nước
tuôn ra cũng lệch khỏi tuyến tính với nồng độ dung dịch hòa cao hơn.
Điều này là do tác động suy giảm phân cực nồng độ nội bộ
hiện tượng, đó muối trong các lớp hỗ trợ xốp của
màng được pha loãng bằng nước khuếch tán từ thức ăn vào hòa
giải pháp [20].
Các ảnh hưởng của phân cực nồng độ có thể được nhìn thấy trong các
phân kỳ của dòng nước cụ thể, như quan sát từ các dữ liệu
tóm tắt trong Bảng 1. thông cụ thể là thông lượng nước qua
màng chia bởi sự chênh lệch áp suất thẩm thấu qua
màng (). Ứng dụng của Eq. (2) để các dữ liệu được trình bày trong
T