反渗透除盐装置的正确设计与否,直接关系到膜元件(组件)的使用寿命,在设计反渗透除盐装置时应充分考虑哪些因素呢?
1.根据用户需要,确定反渗透装置的出力、系统回收率、系统脱盐率。
2.根据技术经济比较,选择合理的膜类型和膜构型。
3.根据已知条件,计算所需膜元件(组件)的数量。
4.测算膜组件合理的排列组合,尽量使各段膜元件的出力和压降相当。
5.选择合适的高压给水泵,确定合适的安装位置。
6.合理选择连接管道,如材质应耐腐蚀、耐高压。
7.合理选择与水接触的就地仪表及探测敏感元件。
8.确定集中控制盘与就地控制盘的内容。
9.合理选择使用阀门的类型,如球阀、蝶阀、截止阀、针型阀等。
10.确定高压给水泵的启动方式。
11.确定反渗透装置本体进水与出水和外部的连接方式与要求。
表1 不同给水对应的不同膜元件水通量
RO给水类型 |
水通量/[gal/(ft2·d)] |
RO给水类型 |
水通量/[gal/(ft2·d)] |
市政废水 |
8~12 |
井水 |
17~20 |
河水 |
10~14 |
RO渗透水 |
20~30 |
注:每天每平方英尺的加仑数,1m3/(m2·d)=25.4gal/(ft2·d)。
表2 不同膜元件规格所具有的膜表面积
膜元件类型 |
膜表面积/ft2 |
膜元件类型 |
膜表面积/ft2 |
Φ4〞×40〞 (长) |
80 |
Φ8〞×40〞 (长) |
325 |
Φ4〞×60〞 (长) |
120 |
Φ8〞×60〞 (长) |
525 |
系统回收率的计算
生产膜元件的厂商均对系统中膜组件(或膜元件)的****回收率做了规定,在设计中可依此计算并应严格遵守。例如:
表3 Φ8in×40in(CA膜)系统中膜组件的****回收率
膜元件数/每个压力容器 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
****回收率/% |
16 |
29 |
38 |
44 |
49 |
53 |
表4 Φ8in×60in系统中膜组件的****回收率
膜元件数/每个压力容器 |
1 |
2 |
3 |
4 |
****回收率/% |
20 |
36 |
47 |
55 |
根据下表,当系统回收率为75%时,可粗略计算得到6m长和4m长膜组件的排列组合,如下表所示。
表5 6m长膜组件的排列组合
段数 |
****段 |
第二段 |
每段膜组件占膜组件总数的倍数 |
2/3 |
1/3 |
表6 4m长膜组件的排列组合
段数 |
****段 |
第二段 |
第三段 |
每段膜组件占膜组件总数的倍数 |
0.5102 |
0.3061 |
0.1837 |
下面我们根据一个例子进行解答:
比如要求系统回收率为75%,分别计算6个6m长膜组件和6个4m长膜组件的排列组合。
6m长膜组件组合计算
****段所需膜组件数6×(2/3)=4;
第二段所需膜组件数6×(1/3)=2
故6m长膜组件可采用4-2排列,即****段有4个膜组件采用并联,第二段有2个膜组件采用并联,然后两段串联起来。
4m长膜组件组合计算
****段所需膜组件数6×0.5102=3.0612≈3
第二段所需膜组件数6×0.13061=1.8366≈2
第三段所需膜组件数6×0.1837=1.1022≈1
故4m长膜组件可采用3-2-1排列,为以计三段。