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韩国世韩反渗透膜特殊的应用概述

  经过预处理的原水进入反渗透膜系统。高效的韩国世韩反渗透膜系统要求操作压力低,膜造价小,而且保持脱盐率和回收率较大化。优化设计的标准和各个运行参数的重要性有关。比如我们希望的系统脱盐率达到了,但回收率的大小和许多因素有关。

  一个反渗透系统的优先设计点和需要水量等参数有关,同时也受反渗透膜元件和原水的自身特点的限制。举例说明,从难溶盐和胶体污染角度考虑,多段的反渗透系统回收率可能达到88%。单支膜元件流程的系统即使不会结垢并且SDI3.0-5.0没有问题,但系统回收率还是15%。

  另一方面, 海水淡化系统只有30-45%的回收率(多支膜串联),主要因为浓水的渗透压高的原因,一般海水膜元件长期运行时较高的操作压力在69bar左右。单支海水膜元件较高回收率只有10%左右(SDI<5)。

  在海水系统中,即使在允许的较高压力下,渗透液水量也相对较低,而在苦咸水系统中,即便没有达到41bar的操作极限,渗透液流量也会很高。尽管为了较大限度减少膜元件费用而增加渗透液流量是很诱人的,但是为了防止污染和结垢,这个流量是要被限制的,例如:系统设计中流量极限取决于进水中的污染趋势。

  系统设计指南

  上面提到了影响海水淡化系统的主要因素有渗透压和海水膜元件的物理耐久特性,虽然在苦咸水系统中,进水中的结垢和污染趋势对系统设计有很大影响,但在海水系统中这两个因素的影响不大。单段海水系统回收率通常可以做到30- 40%左右。

  比较而言,由于进水中污染和结垢趋势多种多样,加之在回收率超过50%时要采用多段排列,苦咸水系统的设计需要更加地精心。单位膜面积产水量越大(即平均产水通量越大),膜的污染越快,化学清洗越频繁。SDI值的高低代表水中污染物质的多少。

  某些应用领域,原水为少量特殊的溶液如废水或工艺水,间歇式操作是适合的方法。原水收集在一个水箱里等待处理。产品水收集走,浓水循环回原水箱。在一次间歇操作结束时,排放掉原水箱中的少量浓水,按标准方法清洗膜元件,再将原水箱注入溶液等待处理。

  间歇式运行系统

  间歇式的改进方式是半间歇式模式。系统运行时不断给原水箱补充源水,当水箱中完全充满浓缩液时停止运行,这样也可以使原水箱小一点。

  间歇式操作的压力恒定不变,所以产水量随进水浓度增大而减少。表1的设计导则对间歇操作也适用,如果有合理的清洗频率, 产水通量可以适当超出。

  间歇式操作与连续操作的比较

  优势 :

   系统回收率可以较大化

   清洗容易操作

  缺点 :

   产水质量不稳定

   泵选择偏大

   运行费用偏高

  单支压力容器系统

  单支压力容器较多可以串联安装7支膜元件,第1支膜的浓水作为第2支膜的进水流入下一支膜。 如此下去,所有膜元件的产水管连接并与容器两端端板上的产水口连接,产水收集可以在其中任何一端。

  单支压力容器系统中的膜元件数量根据产水需要而定。

  进水经过截止阀进入膜系统,首先通过保安过滤器,然后进入高压泵,通过高压泵升压后,再进入膜组件的入口,产品水离开膜组件时,为防止产水背压造成膜元件的损坏,产水压力不应高于0.3 bar( 5 psi )。

  浓水端出口的压力几乎与进水压力相当,系统从进水到浓水出口之间的压差通常在0.3-2.0 bar之间,它取决于元件数量、进水流速和水温。浓水控制阀控制浓水流量和系统的回收率,系统回收率不得超过设计规定值。

  单段系统

  在单段系统中,两个或两个以上的膜组件并联在一起,进水、产水和浓水均由总管管路系统分别相连。其它方面与单支组件系统相同。单段系统通常用于要求系统回收率小于 50%,例如海水淡化。

  三个压力容器,每个压力容器装有6支CSM RE8040-SN膜。

  特殊应用的设计和实验

  如果我们知道原水的准确的分析数据和SDI值等设计条件,那么我们就可以使用计算机相对准确地计算出系统参数。但是以下这些情况我们建议需要做实验来确定设计参数:

   进水水质不详 各种废水

   对产品水有特殊要求 要求较高的系统回收率

   超大型系统

  第一步 使用平膜做定性实验。是为了选择合适的膜并获得在特定情形 下关于水通量和脱盐率的概念,通常采用一小片膜片做实验。

  第二步 用2540 膜元件实验。获得产水量,压力,脱盐率,回收率等参数。进而做间歇实验,将渗透液导入单独的容器,将浓缩液循环回水箱,一直到产水量很小(比如0.09gpm)。通过这个实验,膜的稳定性和抗污染性能就会显现出来。

  第三步 现场进行连续运行试验。至少用一支8040膜元件,按照实际大型系统的排列比例排列,试验设备的产水量至少是实际规模的1%,至少持续运行30天。目的是确定系统设计,优化运行参数,更好地减少大型系统的风险。

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