清洁技术
反渗透膜过滤系统的设计(二)
佚名
2020/11/26
浏览数:222

反渗透膜过滤系统的设计(二)

1.“水质分析”页面:
第一步:输入‘项目信息’:项目名称、设计日期、设计人、设计公司。
第二步:选择‘进水水源’的类型
选择进水类型对反渗透系统的设计来说非常重要。每一种水质都对应着不同的设计报警值。
“水源类型”:RO产水SDI<1、自来水SDI<3、地表水(微滤)SDI<3、地表水(传统过滤)SDI<5、废水(微滤)SDI<3、废水(常规处理)SDI<5、海水(深井取水/微滤)SDI<3、海水(常规处理)SDI<5;根据你设计的进水水源来选择相应(或相近)的水源类型。
第三步:输入水质全分析数据
如果没有完整的进水水质数据,可直接输入进水的含盐量TDS(TDS与电导率的换算可参考下面叙述),估算RO系统的排列结构。由于没有提供完整的进水水质数据,软件将忽略结垢计算。此时如果点击“结垢计算”页面将弹出如下的警告窗口:

电导率DD(μs/cm)与TDS(ppm)的大概换算关系如下:
当DD<10μs/cm 时,TDS(ppm)=0.5DD(μs/cm);
当DD=300~800μs/cm 时,TDS(ppm)=0.55DD(μs/cm);
当DD=45000~60000μs/cm 时,TDS(ppm)=0.7DD(μs/cm);
当DD=65000~85000μs/cm 时,TDS(ppm)=0.75DD(μs/cm);
若选择“输入水质全分析数据”则要求用户输入相应离子的含量,软件将进行结垢计算。
如果输入的“阳离子总量”和“阴离子总量”不等则可以单击“自动平衡”进行平衡。
2.“结垢计算”页面:

第一步:输入所设计系统的回收率及进水水温。观察‘信息提示’栏是否出现报警。


1.“水质分析”页面:
第一步:输入‘项目信息’:项目名称、设计日期、设计人、设计公司。
第二步:选择‘进水水源’的类型
选择进水类型对反渗透系统的设计来说非常重要。每一种水质都对应着不同的设计报警值。
“水源类型”:RO产水SDI<1、自来水SDI<3、地表水(微滤)SDI<3、地表水(传统过滤)SDI<5、废水(微滤)SDI<3、废水(常规处理)SDI<5、海水(深井取水/微滤)SDI<3、海水(常规处理)SDI<5;根据你设计的进水水源来选择相应(或相近)的水源类型。
第三步:输入水质全分析数据
如果没有完整的进水水质数据,可直接输入进水的含盐量TDS(TDS与电导率的换算可参考下面叙述),估算RO系统的排列结构。由于没有提供完整的进水水质数据,软件将忽略结垢计算。此时如果点击“结垢计算”页面将弹出如下的警告窗口:

电导率DD(μs/cm)与TDS(ppm)的大概换算关系如下:
当DD<10μs/cm 时,TDS(ppm)=0.5DD(μs/cm);
当DD=300~800μs/cm 时,TDS(ppm)=0.55DD(μs/cm);
当DD=45000~60000μs/cm 时,TDS(ppm)=0.7DD(μs/cm);
当DD=65000~85000μs/cm 时,TDS(ppm)=0.75DD(μs/cm);
若选择“输入水质全分析数据”则要求用户输入相应离子的含量,软件将进行结垢计算。
如果输入的“阳离子总量”和“阴离子总量”不等则可以单击“自动平衡”进行平衡。
2.“结垢计算”页面:

第一步:输入所设计系统的回收率及进水水温。观察‘信息提示’栏是否出现报警。


第二步:如果‘信息提示’栏没有报警信息则直接进入“系统设计”页面进行系统设计;如果出现报警信息则根据警告信息的提示选择合适的‘进水调节选项’:‘调节PH值’、‘离子交换软化’、‘加阻垢剂’。
“朗格里尔指数(LSI)”和“斯迪夫大卫饱和指数(Stiff&Davis Index)”主要判断CaCO3是否结垢。判断规则如下:
(1)当TDS<10000mg/l LSI<0 CaCO3不沉淀;LSI≥0 CaCO3沉淀。
(2)当TDS≥10000mg/l 斯迪夫大卫饱和指数<0 CaCO3不沉淀;斯迪夫大卫饱和指数≥0 CaCO3沉淀。
如果发生CaCO3沉淀,应采取以下措施防止CaCO3沉淀发生:
方法一:调低进水PH值;方法二:采用离子交换进行软化;方法三:加阻垢剂
“硫酸钙饱和度%”:在不添加阻垢剂的情况下,不能大于100%,否则将会产生硫酸钙沉淀。
“硫酸钡饱和度%”:在不添加阻垢剂的情况下,不能大于100%,否则将会产生硫酸钡沉淀。
“硫酸锶饱和度%”:在不添加阻垢剂的情况下,不能大于100%,否则将会产生硫酸锶沉淀。
“氟化钙饱和度%”:在不添加阻垢剂的情况下,不能大于100%,否则将会产生氟化钙沉淀。
“二氧化硅饱和度%”:在不添加阻垢剂的情况下,不能大于100%,否则将会产生二氧化硅沉淀。
3.“系统设计”页面:

第一步:根据习惯选择相应的单位。
第二步:进水参数配置:输入进水流量、回收率、产水流量、温度、污堵系数
“污堵系数”:其含义为膜面被部分污堵后,尚未被堵的有效通水面积占总有效面积的比例。比如:对自来水来讲,选用超低压膜时,其三年后的污堵因子的推荐值为0.85,即:膜面被堵面积占15%,未堵面积占85%。平均每年的污堵面积约为5%,也就是产水量每年下降5%。实际的应用过程中污堵系数不是一个固定的值,对于某种具体水质而言,实际的污堵系数可能大于也可能小于推荐值,因此污堵系数的推荐值只是一个经验值。预处理越完善,给水SDI值越小,则污堵面积越小,即实际的污堵因子的值越大。
污堵系数推荐值如下:

“回收率”: 产品水占总进水的百分比。系统的回收率与串联的膜组件数及浓水是否回流有关,下面为常规情况下的回收率范围:



第三步:设置反渗透系统的排列组合
“浓水回流”:为了节约成本,采用浓水回流来适当提高反渗透系统的回收率。浓水回流流量不能过大,否则将导致浓水的浓度不断升高,引起浓水中离子的浓度的升高,产生沉淀。
怎样设置RO系统的级和段?
首先用户根据进水电导和需要达到的产水电导设置RO系统的级数,然后用户输入每一级的纯水流量或进水流量及回收率,并根据回收率及膜元件数设置系统的段数。
怎样选择膜元件的类型?
一个设计合理的RO系统要求选择合理的膜元件,选择原则如下:
⑴ 根据产水流量选择合适尺寸的膜元件
产水量<0.2m3/h 选择2.5英寸(25xx)或家用膜系列
产水量<3m3/h 选择4英寸(4040)
产水量>3m3/h 选择8英寸(8040)
⑵ 产水水质或进水水质
当产水水质要求较高时 选择高脱盐(LP)系列
当产水水质要求稍低时 选择超低压(ULP)系列
当给水为废水或给水水质较差时 选择加强型低污染(FR)系列
当给水为亚海水或海水时 选择海水淡化(SW)膜元件系列
⑶ 给水TDS
根据TDS<500mg/l 选择极低压(XLP)、超低压(ULP)、低压(LP)系列;
根据TDS<2000mg/l 选择超低压(ULP)、低压(LP)系列;
根据TDS<8000mg/l 选择低压(LP)系列;
根据TDS>8000mg/l 选择海水淡化(SW)系列;
何时设置段间升压?
当前段的出水压力远远低于下一段系统要求的压力时,需设置段间增压泵;当段间产水量严重不均时,配水比接近临界标准时,需选用段间升压泵,同时也优化前后元件的运行状态,降低第1段高压泵的参数。
何时设置产水憋压及应注意的问题?
设置产水憋压的目的是促使段间的产水量分配更均匀,优化前后膜元件的运行状态。在选用超低压元件、进水水温较高或废水回用等易于出现前后产水量很不均匀的系统中,常常需对最前面一段或几段产水憋压。在产品水憋压设置的过程中,应注意以下几点:
⑴ 任何情况下,憋压后产水压力最高不得超过浓水压力值0.3bar
⑵ 启动时,应确保“先升进水压力,后进行产水憋压”,停机时,“先泄产水憋压,后降进水压力”,谨防背压(“背压”定义为“产水压力与进水或浓水压力之差”)造成复合层的剥离,破坏膜性能。
⑶ 系统应设置防止背压破坏的逆止阀和产水压力泄放通道。

第四步:点击“计算”按钮,软件将计算出反渗透系统的模拟情况,并弹出结果窗口。
4.“计算结果”窗口页面



可以通过“打印”按钮直接打印计算结果,也可以通过“导出”直接保存计算结果,导出文档的格式有PDF、HTML、JPG。

如果在系统设计报警信息汇总里面有报警信息,则返回‘系统设计’页面调整系统设计直至无报警信息。

3-4 反渗透膜系统化学清洗部分设计
  反渗透膜系统经过长期运行后会被进水中的污染物所污染,系统通量、脱盐率下降,须进行相应的化学清洗以便恢复系统初始性能。
典型的反渗透膜在线清洗系统工艺流程图

清洗系统的组成
清洗系统一般由清洗水箱、清洗泵、保安压力器、加热装置、流量计、压力表等组成。因清洗液pH范围2~12,清洗系统上的各个设备材质应耐酸碱腐蚀。清洗水箱的容积可根据《反渗透膜系统的清洗导则》中清洗液体积的计算来确定;清洗泵的压力一般为3bar~5bar,泵流量可根据一段压力容器数x推荐的单支压力容器流量来确定。
清洗注意事项
1.当使用任何化学清洗药品时,必须熟悉并遵循相应的安全操作规程。
2.清洗时,清洗液pH范围2~12;清洗液pH=2时清洗液温度不超过45度,清洗液pH=12时清洗液温度不超过35度。
3.清洗后应采用高品质的不含余氯等氧化剂的水对膜元件进行冲洗(最低温度>20oC),推荐用反渗透膜系统的产水。开始冲洗时应该在低流量和低压力下进行,冲洗一段时间后逐步恢复到正常操作压力和流量。此外,在清洗过程中清洗液也会进入产水侧,因此,初始产水必须排放掉直至产水清澈为止。



              

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