如何确定系统回收率
工业用大型反渗透装置由于膜元件的数量多、给水流程长,实际系统回收率一般均在75%以上,有时甚至可以达到90%。对于小型反渗透装置也要求较高的系统回收率,以免造成水资源的浪费。
应该主要根据以下两点来确定系统的回收率:
① 根据膜元件串联的长度。
② 根据是否有浓水循环以及循环流量的大小。
在系统没有浓水循环时,一般按照以下规定决定膜元件和系统回收率:
膜元件串联数量 / 支
1
2
4
6
8
12
18
系统回收率 / %
<18
<32 <50 <58 <68 <80 <90
反渗透的影响因素
反渗透膜的水通量和脱盐率是反渗透过程中关键的运行参数,这两个参数将受到压力、温度、回收率、给水含盐量、给水PH值因素的影响。
1、进水压力
进水压力本身并不会影响盐透过量,但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高,使得产水量加大,同时盐透过量几乎不变,增加的产水量稀释了透过膜的盐分,降低了透盐率,提高脱盐率。当进水压力**过一定值时,由于过高的回收率,加大了浓差较化,又会导致盐透过量增加,抵消了增加的产水量,使得脱盐率不再增加。
2.、进水温度
温度对反渗透的运行压力、脱盐率、压降影响为明显。温度上升,渗透性能增加,在一定水通量下要求的净推动力减少,因此实际运行压力降低。同时溶质透过速率也随温度的升高而增加,盐透过量增加,直接表现为产品水电导率升高。
温度对反渗透各段的压降也有一定的影响,温度升高,水的粘度降低,压降减少,对于 反渗透 膜的通道由于污堵而使湍流程度增强的装置,粘度对压降的影响更为明显。
反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感,随着水温的增加,水通量也线性的增加,进水水温每升高1℃,产水通量就增加2.5%~3.0%;其原因在于透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。进水水温的升高同样会导致透盐率的增加和脱盐率的下降,这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。
3、 进水pH值
各种膜组件都有一个允许的pH值范围,进水pH值对产水量几乎没有影响;但是即使在允许范围内, PH值 对脱盐率 也 有较大影响,一方面pH值对产品水的电导率也有一定的影响,这是因为反渗透膜本身大都带有一些活性基团,pH值可以影响膜表面的电场进而影响到离子的迁移,pH值对进水中杂质的形态有直接影响,如对可离解的**物,其截留率随pH值的降低而下降;另一方面由于水中溶解的CO2受pH值影响较大,pH值低时以气态CO 2 形式存在,容易透过反渗透膜,所以pH低时脱盐率也较低,随pH升高,气态CO 2 转化为HCO 3- 和CO 3 2- 离子,脱盐率也逐渐上升,pH在7.5~8.5 之 间 时 ,脱盐率达到。
4、 进水盐浓度
渗透压是水中所含盐分或**物浓度的函数,含盐量越高渗透压也增加,进水压力不变的情况下,净压力将减小,产水量降低。透盐率正比于反渗透膜正反两侧盐浓度差,进水含盐量越高,浓度差也越大,透盐率上升,从而导致脱盐率下降。对同一系统来说,给水含盐量不同,其运行压力和产品水电导率也有差别,给水含盐量每增加l00ppm,进水压力需 增加 约 0 .007MPa,同时由于浓度的增加,产品水电导率也相应的增加。
5、 悬浮物
水中的悬浮物就是指在水滤过的同时,在过滤材料表面残留下的物质,以粒子成分为主体。悬浮物含量高会导致反渗透和纳滤系统很快发生严重堵塞,影响系统的产水量和产水水质。
6、回收率
回收率对各段压降有很大的影响,在进水总流量保持一定的条件下,回收率增加,由于流经反渗透高压侧的浓水流量减少,总压降降低,回收率减少,总压降增大,实际运行表明,回收率即使变化很小,如1%,也会使总压差产生0.02MPa左右的变化。回收率对产品水电导率的影响取决于盐透过量和产品水量,一般说来,系统回收率增大,会增加浓水中的含盐量,并相应增加产品水的电导率。
反渗透是渗透的逆过程,它主要是在压力的推动下,借助半透膜的截留作用,迫使溶液中的溶剂与溶质分开的膜分离过程。早在1748年法国科学家Nollte和其他许多学者就开始研究渗透现象,然而反渗透作为一项新型的分离技术却还相对年轻,早是在1953年由美国佛罗里达大学C.E.Reid教授发现了醋酸纤维素(CA)具有良好的半透性,并提出了用反渗透膜技术淡化海水的构想。与此同时,美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan博士也发现了醋酸纤维素优良的半透性,并于1960年制成了具有历史意义的高脱盐、高通量的非对称醋酸纤维素反渗透膜。此后,美国Monsanto、DuPont以及Filmtech等公司发展了以聚酰胺为膜材料的反渗透复合膜,与纤维素膜相比,具有较大的水通量和盐截留率,大大促进了反渗透膜技术的应用。到20世纪80年代末,高脱盐的交联芳香聚酰胺复合膜已经实现工业化。20世纪90年代中,**低压高脱盐交联芳香聚酰胺复合膜也开始进入市场。在这个过程中,反渗透膜及其组件的制备工艺不断进步,性能也持续提高。
反渗透效率与寿命与原水预处理效果密切相关,预处理的目的就是要把进水对膜的污染、结垢、损伤等降到,从而使系统产水量、脱盐率、回收率及运行成本优化。因此,良好的预处理对RO装置长期安全运行是十分重要的。其目的细分为:
1、除去悬浮固体,降低浊度;
2、控制微生物的生长;
3、抑制与控制微溶盐的沉积;
4、进水温度和pH的调整;
5、**物的去除;
6、金属氧化物和硅的沉淀控制。