反渗透水处理装置之设计计算

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1、反渗透水处理装置之设计计算2006.10中国青岛火力发电节水技术研讨会1反渗透水处理装置的设计计算DesignCalculationofWaterTreatmentDeviceinReverseOsmosis李青（华能威海发电有限责任公司，264205）摘要：分析了反渗透装置设计的主要问题，举例说明了反渗透水处理装置的设计计算方法，并根据设计计算结果，安装投运了反渗透水处理装置，运行情况良好。关键词：反渗透；水处理；设计；应用1反渗透水处理装置的设计计算反渗透装置设计的首要问题是选择反渗透膜的产水量。在给定的膜元件数量的条件下，要提高透水量，必须提高运行压

2、力。虽然大多数反渗透膜元件允许的最大运行压力大于7MPa，但在实际设计过程中，最大允许运行压力为6.895MPa（1000psi）。因为依靠提高运行压力来提高透水量，将会导致膜表面污染速度加快，从而造成频繁的清洗。另一方面，有些设计者和承包商，为了降低工程造价，按照膜元件透水量的规定极限选取较少的膜元件数量，缩短了膜的使用寿命。因此膜供应商从实践中总结出来的设计导则必须遵守。根据进水类型，Filmtec/DOW膜元件设计推荐导则见表1。表1规定了膜元件的最大进水流量和最小浓水流————————————————————————————————————————

3、———————量。限制最高进水流量的目的是保护压力容器始端的第一根膜元件的进水——浓水压力降不超过0.07MPa凸出和隔水网变形，从而损坏膜元件。又因为浓水流量小，亦即膜的浓水侧表面水流速度小，浓差1规定了膜元件的最大回是原水中难溶盐类在膜表面沉积结垢问题，其次是浓水流量太小引起浓差极化问题。表1Filmtec8in元件在水处理应用中的设计导则给水类型给水SDI元件最大回收率%RO产水＜1井水＜3地表水废水（过滤市政污水）＜3＜5＜3海水连续微滤传统过滤连续微滤传统过滤沉井取水表面取水＜3＜5＜5典型水通量最大产水流量320ft元件365ft2元件390f

4、t2元件400ft2元件440ft元件380ft2元件2006.10中国青岛火力发电节水技术研讨会2废水（过滤市政污水）给水类型元件类型BW365ft2BW400ftNF400ftBW440ftFull-Fit390ft2SW320ft2SW380ft2RO产水井水地表水海水———————————————————————————————————————————————连续微滤传统过滤连续微滤传统过滤沉井取水表面取水最小浓水流量/最大给水流量(m3/h)-----注：1GFD=1.70L/（m2·h）=0.0408m3/（m2·d），1GPD=0.00378

5、5m3/d，1ft=0.3048m，1ft2=0.0929m2。1.1原水的渗透压力为了使反渗透装置正常运行，盐水侧的压力必须高于渗透压力ΔH。渗透压可用范德华(VantHoff)方程计算ΔH=RCTΣCi(atm)=0.101RCTiCi（MPa）式中:ΣCi——各离子浓度Ci总和，mol/L；T——进水绝对温度，K，T=273+t(℃)；RC——理想气体常数，又叫摩尔气体常数RC=0.082056atm.L/(mol.K)；i——渗透系数，对于非电解质i=1，对于完全电解的电解质溶液i=2；ΔH——溶液的渗透压，atm或MPa。以山东中部某电厂反渗透水

6、处理装置为例，说明其设计计算方法，该厂设计参数为25℃时河水含盐量浓度为900mg/L，操作压力1.2MPa，水的回收率75%，产品水含盐量18mg/L，产品水产量为45m3/h。渗透压计算如下设电离出x(mg/L)Na+、y(mg/L)Cl-NaCl→Na++Cl-58.52335.5900xy所以x=353.8mg/L，y=546.2mg/LC（Na+）=353.8———————————————————————————————————————————————=0.0154mol/L23×1000546.2C（Cl-）==0.0154mol/L35.5×

7、1000ΣCi=C（Cl-）+C（Na+）=0.0308mol/LH=0.1013×0.0821×（273+25）×0.0308=0.076MPa。在实际应用中，由于浓水侧浓度很大，因此加在溶液上的压力必须远远大于按淡水侧浓度计算的渗透压。1.2脱盐率脱盐率是指进水浓度和产品水浓度之差与进水浓度的比值，其计算公式为2006.10中国青岛火力发电节水技术研讨会3ε=式中Cf——给水进口浓度，mg/L；Cp——产品水出口浓度，mg/L；ε——反渗透器脱盐率，%。Cf?CpCf×100%仍以山东中部某电厂反渗透水处理装置为例，本例脱盐率ε=900?18×100%

8、=98%，因为是处900理河水，考虑到河水受工业污染日益严重，因此