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全面解析反渗透内部结构及工作原理(中)
发布时间:2021-07-27 08:20:01

三、影响反渗透水处理系统性能的因素

针对特定的系统条件,水通量和脱盐率是反渗透膜的特性,而影响反渗透本体的水通量和脱盐率因素较多,主要包括压力、温度、回收率、进水含盐量和pH值等影响因素。

1压力的影响

反渗透进水压力直接影响反渗透膜的膜通量和脱盐率。如图所示,膜通量的增加与反渗透进水压力呈直线关系;脱盐率与进水压力成线性关系,但压力达到一定值后,脱盐率变化曲线趋于平缓,脱盐率不再增加。

         

2温度影响

如图所示,脱盐率随反渗透进水温度的升高而降低。而产水通量则几乎呈线性地变大。主要是因为,温度升高,水分子的粘度下降,扩散能力强,因而产水通量升高;随着温度的提高,盐分透过反渗透膜的速度也会加快,因而脱盐率会降低。原水温度是反渗透系统设计的一个重要参考指标。如某电厂在进行反渗透工程技改时,设计时原水水温按25℃计算,计算出来的进水压力为1.6MPa,而系统实际运行时水温只有8℃,进水压力需要提高至2.0MPa才能保证淡水的设计流量。导致的后果是,系统运行能耗增加,反渗透装置膜组件内部密封圈寿命变短,加大了设备的维护量。

3含盐量的影响

水中盐浓度是影响膜渗透压的重要指标,随着进水含盐量的增加,膜渗透压也变大。图3-18所示,在反渗透进水压力不变的情况下,进水含盐量增加,因渗透压的增加抵销了部分进水推动力,因而通量变低,同时脱盐率也变低。

4回收率的影响

反渗透系统回收率的提高,会使膜元件进水沿水流方向的含盐量更高,从而导致膜渗透压变大,这将抵消反渗透进水压力的推动作用,从而使降低了产水通量。膜元件进水含盐量的加大,使淡水中的含盐量随之增加,从而降低了脱盐率。如图3-19回收率对膜通量和脱盐率影响的趋势。含盐量产水通量压力一定3-18含盐量对膜通量和脱盐率影响趋势图图3-19回收率对膜通量和脱盐率影响趋势图图3-20pH值对膜通量和脱盐率影响趋势图脱盐率压力一定脱盐率压力一定脱盐率压力一定产水通量压力一定脱盐率压力一定产水通量压力一定回收率pH值。

在系统设计中,反渗透系统回收率并不取决于取决于渗透压的限制,往往取决于原水中的盐分的成分和含量大小,因为随着回收率的提高,微溶盐类如碳酸钙、硫酸钙和硅等在浓缩过程中会发生结垢现象。


5pH值的影响

不同种类的膜元件适用的pH值范围差别较大,如醋酸纤维膜在pH48的范围内产水通量和脱盐率趋于稳定,在pH值低于4或高于8的区间内,受影响较大。目前工业水处理使用的膜材料绝大多数为复合材料,适应的pH值范围较宽(连续运行情况下pH值可以控制在310的范围),在此范围内的膜通量和脱盐率相对稳定,如图3-20所示。

1高压泵

反渗透膜运行时,需要经高压泵将水升至规定的压力后送入,才能完成脱盐过程。目前火电厂使用的高压泵有离心式、柱塞式和螺杆式等多种形式,其中,多级离心式水泵使用广泛。这种泵的特点是效率较高,可以达到百分之九十以上,节省能耗。

2反渗透本体

反渗透本体是将反渗透膜组件用管道按照一定排列方式组合、连接而成的组合式水处理单元。单个反渗透膜称膜元件,将一只或数只反渗透膜元件按一定技术要求串接,与单只反渗透膜壳组装构成膜组件。

A膜元件

反渗透膜元件由反渗透膜和支撑材料等制成的具有工业使用功能的基本单元。目前在火电厂中应用的主要是卷式膜元件。

目前各膜制造商针对不同行业用户,生产出多种用途的膜元件。在火电厂应用的膜元件按照水源特点大致可分为:

高压海水脱盐反渗透膜元件;

低压和超低压苦咸水脱盐反渗透膜元件;

抗污染膜元件。

下表中分别列出了这几种膜的性能参数对比。

所使用的膜元件型号为BW30-400/34i30表示水流通道为30mil400表示有效面积为400ft2,制造单位为陶氏,每套反渗透共有168根膜组件,每根1米,材料为聚丙烯酰胺。

膜元件的基本要求是:

a、尽可能高的膜装填密度

b、不易浓差化

c、抗污染能力强

d、清洗和更换膜方便

e、价格便宜

B膜壳

反渗透本体装置中用来装载反渗透膜元件的承压容器称为膜壳,又称“压力容器”,制造单位为海德能,每根压力容器长大约7米。

膜壳的外壳一般由环氧玻璃钢布缠绕而成,外刷环氧漆。也有部分生产商的产品为不锈钢材质的膜壳。由于玻璃钢具有较强的耐腐蚀性能,目前,国内大多数火电厂选用玻璃钢材质的膜壳。我们压力容器的材质为玻璃钢,英文缩写为FRP