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反渗透纯水设备

 


 
反渗透设备基本原理

现目前纯水的制造方法基本有四种:蒸馏法、电渗析法、离子交换法和反渗透法
   A、蒸馏法是通过加热使水汽化,再冷凝成液体的过程;
   B、离子交换法为化学置换原理;
   C、电渗析法是根据物理化学原理制造纯水。
     (以上三种制水方法工艺和设备都比较复杂,耗能高。)
   D、反渗透技术是当今*先进、*节能、效率*高的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下,借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶剂分离,从而达到纯净水的目的。

 

当纯水和盐水被理想半透膜隔开,理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过,此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧,这种现象称为渗透,若在膜的盐水侧施加压力,那么水的自发流动将受到抑制而减慢,当施加的压力达到某一数值时,水通过膜的净流量等于零,这个压力称为渗透压力,当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时,水的流向就会逆转,此时,盐水中的水将流入纯水侧,上述现象就是水的反渗透(RO)处理的基本原理。

RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术,源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究,后逐渐转化为民用,目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。
  RO反渗透膜孔径小至纳米级(1纳米=10
-9),在一定的压力下,H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、**、病毒等杂质无法通过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
  RO膜过滤后的纯水电导率 5 s/cm, 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤,出水电阻率可以达到
18.2M .cm,超过国家实验室**用水标准(GB682—92)。

 

11、怎样初步确定系统所需膜元件使用数目

  膜元件设计产水量为设计人员在设计反渗透系统时所赋予每支膜元件的实际产水量。大家知道,配置标准测试溶液的水源为反渗透产水,因而几乎不带杂质,不存在膜元件被污染的问题,在实际使用时,除了二级反渗透系统的进水是以**反渗透系统的产水作为原水外,其他反渗透系统的进水几乎都是经普通预处理后的原水,尽管预处理工艺去除了其中一部分杂质但与标准测试条件下所用水源相比,其进水水质仍然较差,此时如仍按标准产水量作为设计水量,则反渗透膜元件很快就会受到污染,造成膜元件损坏。
  为了避免上述情况的发生,膜元件生产厂家提供了设计导则,以使设计人员有据可依。设计导则建议应根据不同的进水水源来选取不同的设计产水量,认为地表水水源含较多的污染物,污染指数SDI值介于3—5,因而其单位面积上的设计产水量应选取较低值,地下水水源含的污染物要比地表水水源含的污染物少,污染指数SDI值较低,一般小于3,因而其单位面积上的设计产水量应选取较高的数值,如果采用**反渗透系统的产水作为二级反渗透进水,则几乎不带杂质,污染指数SDI值更低,一般小于1,其单位面积上的设计产水量可选取比地下水更高的数值。
据此,可知每根反渗透膜元件的设计产水量与其标准产水量无关,只与其有效膜面积、进水水源、SDI值等有关,CPA2的设计产水量不应该是10000gpd,而只能是该公司设计导则建议的,即:
设计产水量=平均水流量×膜元件的有效面积
  查找该公司设计导则,其建议的平均水通量分别为8—14gfd(以地表水作为进水水源),14—18gfd(以地下水作为进水水源),20—30gfd(**反渗透系统的产水作为二级反渗透系统的进水),故在地表水作为进水水源时
CPA2
膜元件的设计产水量=8—14gfd×365ft2 =2920—5110gfd,折合成0.5—0.8t/h
依此类推以地下水作为进水水源时,CPA2膜元件的设计产水量为0.8—1t/h
以**反渗透系统的产水作为二级反渗透的进水时,CPA2膜元件的设计产水量为1.2—1.7t/h
  如果设计人员要设计一个产水量为100t/h的反渗透系统时,设计选用CPA2膜元件,以地表水作为进水水源,所需CPA2膜元件的数量可估算为
膜元件数量=系统产水量/CPA2膜元件的设计产水量
即膜元件数量=100t/h/0.5—0.8t/h=200—125支。
  假设每支压力容器中装膜元件6支,则可取6的倍数,本系统设计膜元件数量应为198—126支;当地下水作为进水水源时,本系统设计膜元件数量应为126
—102
支;以**反渗透系统的产水作为二级反渗透的进水时,本系统设计膜元件数量应为84—60支。

12、 如何决定系统采用4"膜元件还是8"膜元件

  根据膜公司设计导则,其建议的平均水量分别为8—14gfd(以地表水作为进水水源),14—18gfd(以地下水作为进水水源),20—30gfd(**反渗透系统的产水作为二级反渗透系统的进水)。
根据该设计导则可知,单支8040膜元件的*低产水量为0.46t/h(以地表水作为进水水源),0.80t/h(以地下水作为进水水源),1.15t/h(**反渗透系统的产水作为二级反渗透系统的进水)。当系统产水量大于上述值时从理论上来说就可以采用8040膜��件。但是是否采用8040膜元件还要考虑到系统的回收率要求,是否允许浓水回流,系统占地面积,压力容器造价以及系统整体的经济性等诸多因素。
  根据各种因素的综合平衡,一般认为5t/h以上的反渗透系统采用8040膜元件比较合适,3t/h以下的系统都用4040膜元件比较合适,3—5t/h的反渗透系统采用8040或者4040膜元件都可以。

 

 
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