RO基本知识与系统.pdf

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1、陶氏水处理学院陶氏水处理及过程解决方案反渗透技术介绍及反渗透系统的运行优化内容•膜的过滤图谱•反渗透基本定义和方程式•反渗透膜性能的影响因素•薄膜复合膜螺旋卷式膜•应用和市场陶氏水处理及过程解决方案1陶氏水处理学院过滤图谱陶氏水处理及过程解决方案膜运行方式死端过滤错流过滤不适合RO/NF:适合RO/NF:•难溶盐沉淀和膜污堵•污染物被冲走•形成滤饼•最大限度减少浓差极化•浓水和产水分离陶氏水处理及过程解决方案2陶氏水处理学院不同类型膜的典型运行压力典型运行典型运行膜类型压力范围压力范围(bar)(psi)反渗透•海水55–76800-1100•苦咸水10-40

2、145-580纳滤3.5-1550-220超滤2–730-100微滤0.1-31.5-45陶氏水处理及过程解决方案反渗透基本概念1渗透水在渗透压的作用下自然地从淡水侧向浓水侧移动半透膜浓溶液纯水陶氏水处理及过程解决方案3陶氏水处理学院反渗透基本概念2反渗透渗透过程的反过程在浓水侧上施加一定的压力，以克服渗透压，让水逆着渗透的方向，从浓水侧移动至淡水侧。盐分被拦截在浓水侧。半透膜浓溶液纯水陶氏水处理及过程解决方案反渗透分离过程陶氏水处理及过程解决方案4陶氏水处理学院反渗透能做什么和不能做什么?从进水中分离出纯水（分离）浓缩化学物料(浓缩)选择性分离小的

3、离子和分子不能100%浓缩不能100%分离陶氏水处理及过程解决方案渗透压稀溶液的渗透压可以近似使用Van’tHoff方程计算:p=fCiRTp–渗透压,atmf–渗透压系数Ci–溶质摩尔浓度,mol/lR–气体常数T–绝对温度(K)陶氏水处理及过程解决方案5陶氏水处理学院渗透压–经验数据•TDS和渗透压对应关系:–TDS（ppm）除以100:渗透压（psi）–TDS（ppm）除以1400:渗透压（bar）•例如:–100ppmTDS»1psi渗透压(»0.07bar)–1,000ppmTDS»10渗透压(»0.7bar)–35,000ppmTDS»350渗

4、透压(»25bar)陶氏水处理及过程解决方案均一溶液扩散模型水和溶质通量Fw=Kw(DP-Dp)Fw-溶剂通量[加仑每平方英尺每天=gfd]Kw-溶剂的传递系数[gfd/psi](A值)DP-跨膜压差[psi]Dp-渗透压差[psi]Fs=Ks(DC)Fs-溶质通量[磅每平方英尺每天,lbfd]Ks-溶质传递系数[gfd](B值)DC-跨膜浓度差[lb/gal]陶氏水处理及过程解决方案6陶氏水处理学院质量平衡方程Qf=Qp+QcQfCf=QpCp+QcCcQf-进水流量[gal/min]Qp-产水流量[gal/min]Qc-浓水流量[gal/min]Cf-进水

5、溶质浓度[lb/gal]Cp-产水溶质浓度[lb/gal]Cc-浓水溶质浓度[lb/gal]Qp,CpQf,CfQc,Cc陶氏水处理及过程解决方案基本定义产水流量回收率(%)=x100进水流量产水中盐分浓度透盐率(%)=x100进水中盐分浓度脱盐率(%)=100–透盐率陶氏水处理及过程解决方案7陶氏水处理学院简单RO系统示意图进水产水高压泵浓水100to600psi(苦咸水膜)800to1,200psi(海水膜)陶氏水处理及过程解决方案膜性能的影响因素•进水–浓度–温度–渗透压力–pH•运行参数–压力–系统回收率•浓差极化陶氏水处理及过程解决方案8陶氏水处理学

6、院进水压力对通量和脱盐率的影响脱盐率Fw=Kw(ΔP↑–Δπ)通量进水压力假设进水温度，回收率和进水含盐量恒定。陶氏水处理及过程解决方案压力影响120•如果RO系统单元的净驱动压（NDP）100加倍，则产水流量也将加倍。]d/380•净驱动压（NDP）是所有作用于膜m[系统上的力量总和。w60loFeta40emrNDPPeP200153060120NetPressure[bar]陶氏水处理及过程解决方案9陶氏水处理学院进水温度对通量和脱盐率的影响脱盐率(通量恒定)产水通量(压力恒定)进水温度假设进水压力，回收率和进水含盐量恒定。陶氏水处理及过程解决

7、方案温度影响产水流量•水温越高，产水量越大。•为什么？低粘度使水更容易渗透过膜片分离层。•经验数据：温度每增加1℃，产水量增加3%。透盐率•经验数据：温度每增加1℃，透盐率增加6%。•温度升高对盐分透过比水分透过影响更大。•通常来说，水温越低，脱盐率越高。陶氏水处理及过程解决方案10陶氏水处理学院进水含盐量对通量和脱盐率的影响脱盐率Fs=Ks(ΔC↑)Fw=Kw(ΔP–Δπ↑)产水通量进水含盐量假设进水温度，进水压力和回收率恒定。陶氏水处理及过程解决方案进水含盐量的影响•进水含盐量对产水量的影响•含盐量越高，产水量越低。•为什么？因为较高的渗透压会降低净驱动压

8、NDP。•进水含盐量对透盐率的影响•进