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      反滲透系統設計技術論述 來源:反滲透系統  作者:蘭州水處理公司  日期:2012-06-21 15:59:13

        1、反滲透系統概述

        反滲透系統設計的目的是為了安全和有效地運行,而對一個反滲透系統或裝置的設計必須綜合考慮到其運行的安全、技術經濟合理性、易于操作和維護、設備空間限制及環境保護等諸多方面的要求。其中安全內容應包括操作管理人身及設備安全兩個方面,在設計考慮時應放在首位。設計工程師在設計時首先應考慮好所設計的全套反滲透系統如何安裝?如何方便于用戶運行及維護管理。同樣,作為設備運行管理人員也需要多了解設計,并在運行過程中嚴格遵守操作規程。

      反滲透系統

        2、反滲透系統中的濃差極化現象及危害

        反滲透膜分離系統的運行方式與傳統的過濾系統完全不同。傳統的過濾系統在運行時,水體全部通過濾器的濾層,在截污能力降低到一定程度時,依靠設備的反沖洗操作將截留下來的污物從濾層中除掉。而反滲透系統在運行時則是原水中的一部分水流沿與膜表面垂直的方向透過膜,而同時另外未透過的部分水流則沿著與膜表面平行的方向流過,在工藝上屬于橫流過濾的范疇。在反滲透系統產水過程中,在有水流垂直透過反滲透膜時,此時原水中的鹽類和其它膠體污染物也勢必受給水的凈壓力作用被濃縮于膜表面,與此同時所剩下的另外部分未透過的水流則沿與膜表面平行的方向將被濃縮在膜表面的污染物質帶走。也就是說,一個設計優良的反滲透系統在運行過程中能夠在正常運行的同時完成良好的自身清洗過程。

        工程實踐表明,為有效地控制反滲透膜系統在使用過程中的污染速度,選擇適宜的水通量及分離過程中的橫向流速是十分重要的。過高的水通量設計,會使其污染速度呈指數變化趨勢上升,而膜系統若采用較高的橫向流速設計則可增加膜系統運行時水流的湍流程度,從而減少已進入膜系統內的顆粒物質在膜表面的沉淀或在隔室空隙處的堆積。另外,由于系統采用了較高的橫向流速,因此提高了膜表面的高濃度鹽分向主體水流的擴散速度,進而減少了難溶物沉淀在膜表面上的危險。但是,較高的橫向流態設計往往會使系統水回收率降低或循環水量過大,這樣在具體工程設計時,適宜的水通量及橫向流速的設計與選擇至關重要。同時,我們把這種在膜分離過中,由于料液的濃縮導致了膜表面處的物料濃度與膜水流道間的主體水流物料濃度不同的現象稱之為濃差極化,若設計或運行管理不適,往往會使反滲透膜系統濃差極化現象加劇。

        反滲透系統產生濃差極化現象后會產生以下不良后果:其一,將造成膜表面的鹽量濃度高,從而增加了整個膜系統的滲透壓,這就需要提高反滲透膜系統給水的壓力以達到所需的出力,繼而增加了系統對能源的消耗。其二,由于增大了膜兩側的鹽量,使膜的鹽透過率增大,會使系統脫鹽率下降。其三,濃差極化的危害是會導致膜表面的膠體物質及難溶無機鹽濃聚與沉積,也正因為此方面的原因將導致已運行的反滲透膜系統必須進行頻繁的化學清洗。同時由于各種污染物在膜表面的逐漸沉積,也可能導致不可恢復的膜性能下降。這是因為反滲透膜系統濃差極化現象產生時,膜表面附近形成了一定的濃度梯度(與流道主體相比),由于水中的鹽類物質在被膜系統濃縮后,鹽類物還可以通過水流的擴散而部分地離開膜表面,被橫流水體帶走。但在濃差極化較為嚴重時,也會有相當部分的無機鹽在發生濃聚后而沉積在膜表面上,然而,對膠體來說情況則不然,這是因為膠體的擴散系數較鹽類的擴散系數要小的多,往往膠體擴散系數較鹽類擴散系數小幾百倍甚至幾千倍,因此膠體對膜系統的污染在所難免,而正因為這些膠體污染物在膜表面的不可擴散的聚集和沉積,將使反滲透膜系統的性能下降。需要說明一點的是,由于膠體污染物所導致較重的污染,污垢就很難清洗干凈。

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