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反渗透膜元件标准产水量与设计产水量

2012-02-01

  有些设计人员或使用人员在设计或使用反渗透系统时,不是根据上述方法进行,而是按照膜元件生产厂家推广的标准产水量来进行设计或使用,CPA2的标准产水量为10000gpd(即1.58t/h),则同样一个设计产水量为 100t/h的反渗透系统时,不管何种进水水源,他们选用的CPA2膜元件的数量均为

  膜元件数量=(100t/h)/(1.58t/h)=63支。

  此时相当于系统平均水通量为27.4gfd。

  由于在以地下水或地表水作为进水水源时,该系统平均水通量过高,会造成反渗透系统在短时间内损坏,同时也会造成膜元件生产厂家对其产品提供的3年质量担保失效,因而是不合理的设计。

  由于世界各地水质不同,而且世界上目前也无统一的反渗透膜元件测试标准,使得膜元件生产厂家在检验其产品质量时,只能自行选定膜元件的测试条件,即膜元件生产厂家的标准测试条件。每个膜元件生产厂家选定的膜元件测试条件不完全相同,同一膜元件生产厂家对不同系列膜元件选定的测试条件也并不完全相同,以某公司的低压系列产品为例,其标准测试条件为1500mg/L氯化钠溶液,操作压力为1.55MPa(225psi),温度为25℃,溶液PH值为6.5~7.0,单支膜元件回收率为15%。

  膜元件标准产水量为膜元件生产厂家在其规定的标准测试条件下测得的产水量。以公司为例,其CPA2的标准产水量为10000gpd即(1.58t/h),CPA3的标准产水量为11000gpd即(1.74t/h)。

  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实际产水量。由于配制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问题,在实际使用时,除了二级反渗透系统的进水是以一级反渗透系统产水作为原水外,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,其进水水质仍然很差,此时如仍按标准产水量作为设计产水量,则反渗透膜元件很快会受到污染,造成膜元件的损坏。

  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可选取较高的数值,如果采用一级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SID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,可知道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值有关,CPA3的设计产水量不应该是11000gpd,而 只能是该公司设计导则建议的,即

  设计查水量=平均水通量×膜元件有效面积

  查找该公司设计导则,其建议的平均水通量分别是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(一级反渗透系统的产水作为二级反渗透系统的进水), 故在以地表水作为进水水源时,CPA3膜元件的设计产水量=(8 ~14gfd)×400ft2=3200~5600gpd, 折 合成0.50~0.88t/h 。

  以此类推以地下水作为进水水源时,CPA3膜元件的设计产水量为0.88~1.1t/h。

  以一级反渗透系统的产水作为二级反渗透的进水时,CPA3膜元件的设计查水量为1.26~1.89t/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CPA3膜元件,以地表水作为进水水源,则所需CPA3 膜元件的数量可估算为

  膜元件数量=系统产水量/CPA3膜元件的设计产水量

  即膜元件数量=(100t/h)/(0.50~0.88t/h)=200~114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198~114支。

  以此类推以地下水作为进水水源时,本系统设计膜元件数量应为114~96支。

  以一级反渗透系统的产水作为二级反渗透的进水时,本系统设计元件数量应为84~54支。

  膜元件生产厂家提供的设计导则是膜元件生产厂家根据其对自己产品的了解和其产品多年的实际使用经验而总结出来的,只是膜元件生产厂家的建议,用户按照设计导则设计与使用,则膜元件生产厂家会对其产品提供3年质量担保。但是设计导则对设计产水量的规定只是一个范围,设计人员应根据自己的经验及实际使用情况做出决定。

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