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            全面解析反滲透內部結構及工作原理(中)

            發布日期:

            2021-10-24 07:57:08

            欄目:

            反滲透設備資訊

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            三、影響反滲透水處理系統性能的因素

            針對特定的系統條件,水通量和脫鹽率是反滲透膜的特性,而影響反滲透本體的水通量和脫鹽率因素較多,主要包括壓力、溫度、回收率、進水含鹽量和pH值等影響因素。

            1、壓力的影響

            反滲透進水壓力直接影響反滲透膜的膜通量和脫鹽率。如圖所示,膜通量的增加與反滲透進水壓力呈直線關系;脫鹽率與進水壓力成線性關系,但壓力達到一定值后,脫鹽率變化曲線趨于平緩,脫鹽率不再增加。

                     

            2、溫度影響

            如圖所示,脫鹽率隨反滲透進水溫度的升高而降低。而產水通量則幾乎呈線性地變大。主要是因為,溫度升高,水分子的粘度下降,擴散能力強,因而產水通量升高;隨著溫度的提高,鹽分透過反滲透膜的速度也會加快,因而脫鹽率會降低。原水溫度是反滲透系統設計的一個重要參考指標。如某電廠在進行反滲透工程技改時,設計時原水水溫按25℃計算,計算出來的進水壓力為1.6MPa,而系統實際運行時水溫只有8℃,進水壓力要提高至2.0MPa才能保證淡水的設計流量。導致的后果是,系統運行能耗增加,反滲透裝置膜組件內部密封圈壽命變短,加大了設備的維護量。

            3、含鹽量的影響

            水中鹽濃度是影響膜滲透壓的重要指標,隨著進水含鹽量的增加,膜滲透壓也變大。圖3-18所示,在反滲透進水壓力不變的情況下,進水含鹽量增加,因滲透壓的增加抵銷了部分進水推動力,因而通量變低,同時脫鹽率也變低。


            4、回收率的影響

            反滲透系統回收率的提高,會使膜元件進水沿水流方向的含鹽量更高,從而導致膜滲透壓加大,這將抵消反滲透進水壓力的推動作用,從而使降低了產水通量。膜元件進水含鹽量的加大,使淡水中的含鹽量隨之增加,從而降低了脫鹽率。如圖3-19回收率對膜通量和脫鹽率影響的趨勢。含鹽量產水通量壓力一定3-18含鹽量對膜通量和脫鹽率影響趨勢圖圖3-19回收率對膜通量和脫鹽率影響趨勢圖圖3-20pH值對膜通量和脫鹽率影響趨勢圖脫鹽率壓力一定脫鹽率壓力一定脫鹽率壓力一定產水通量壓力一定脫鹽率壓力一定產水通量壓力一定回收率pH值。

            在系統設計中,反滲透系統回收率并不取決于取決于滲透壓的限制,往往取決于原水中的鹽分的成分和含量大小,因為隨著回收率的提高,微溶鹽類如碳酸鈣、硫酸鈣和硅等在濃縮過程中會發生結垢現象。

            5、pH值的影響

            不同種類的膜元件適用的pH值范圍差別較大,如醋酸纖維膜在pH48的范圍內產水通量和脫鹽率趨于穩定,在pH值低于4或高于8的區間內,受影響較大。目前工業水處理使用的膜材料絕大多數為復合材料,適應的pH值范圍較寬(連續運行情況下pH值可以控制在310的范圍),在此范圍內的膜通量和脫鹽率相對穩定,如圖3-20所示。

            2高壓泵

            反滲透膜運行時,需要經高壓泵將水升至規定的壓力后送入,才能完成脫鹽過程。目前火電廠使用的高壓泵有離心式、柱塞式和螺桿式等多種形式,其中,多級離心式水泵使用廣泛。這種泵的特點是效率較高,可以達到百分之九十以上,節省能耗。

            3反滲透本體

            反滲透本體是將反滲透膜組件用管道按照一定排列方式組合、連接而成的組合式水處理單元。單個反滲透膜稱膜元件,將一只或數只反滲透膜元件按一定技術要求串接,與單只反滲透膜殼組裝構成膜組件。

            A、膜元件

            反滲透膜元件由反滲透膜和支撐材料等制成的具有工業使用功能的基本單元。目前在火電廠中應用的主要是卷式膜元件。

            目前各膜制造商針對不同行業用戶,生產出多種用途的膜元件。在火電廠應用的膜元件按照水源特點大致可分為:高壓海水脫鹽反滲透膜元件;低壓和超低壓苦咸水脫鹽反滲透膜元件;抗污染膜元件。下表中分別列出了這幾種膜的性能參數對比。




            所使用的膜元件型號為BW30-400/34i,30表示水流通道為30mil,400表示有效面積為400ft2,制造單位為陶氏,每套反滲透共有168根膜組件,每根1米,材料為聚丙烯酰胺。

            膜元件的基本要求是:

            a、盡可能高的膜裝填密度;

            b、不易濃差化;

            c、抗污染能力強;

            d、清洗和更換膜方便;

            e、價格便宜。

            B、膜殼

            反滲透本體裝置中用來裝載反滲透膜元件的承壓容器稱為膜殼,又稱“壓力容器”,制造單位為海德能,每根壓力容器長大約7米。

            膜殼的外殼一般由環氧玻璃鋼布纏繞而成,外刷環氧漆。也有部分生產商的產品為不銹鋼材質的膜殼。由于玻璃鋼具有較強的耐腐蝕性能,目前,國內大多數火電廠選用玻璃鋼材質的膜殼。我們壓力容器的材質為玻璃鋼,英文縮寫為FRP。

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