反渗透和纳滤的的工艺过程设计课件.ppt

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1、天津工业大学环境与化学工程学院膜法水处理技术反渗透和纳滤工艺过程设计系统设计要求浓差极化对反渗透和纳滤过程的影响反渗透和纳滤过程的基本方程反渗透和纳滤工艺流程及其特征方程反渗透和纳滤装置的组件配置和性能反渗透和纳滤基本设计内容和过程反渗透和纳滤系统预处理及运行反渗透和纳滤工艺过程设计1系统设计要求1.1进水水质水样是一定时间内所要分析水源的水质代表。对水质要有一全面的把握，必须针对水源特点在不同时期收集水样，进行分析比较，了解其变化及变化原因。这对反渗透系统的有效设计（预处理、产水量、回收率、脱除性能、压力、流速……），正

2、当的操作，诊断系统存在的问题和准确评价系统性能等方面至关重要。工艺过程设计－系统设计要求采样要求：取样时要有代表性，要有足够的量，选点要正确，容器要合适，水样的采集要严格按照《水和废水监测分析方法》中的要求进行详细的记录。水质分析内容：水源水量、水质调查的内容要求非常详细，包括CO2、pH、O2、Cl、SO2-3、离子浓度、硬度、碱度、溶解性固体、细菌数等，常见参数的要求见下页的水样分析报告。工艺过程设计－系统设计要求工艺过程设计－系统设计要求常规水源的水质特点：市政供水为了防止管网的腐蚀，一般pH偏高，含有游离氯和Fe离

3、子等地表水的浊度、细菌及有机物是预处理设计要重点考虑的内容地下水成份一般相对稳定，多数具有高硬度和碱度的特征海水要考虑悬浮固体、微生物和细菌，进水pH值和水温，金属氧化物和微溶盐的沉淀（不同海域水质差异较大）其他特殊场合，如化工、生物行业物料的浓缩、分离等工艺过程设计－系统设计要求1.2产水水质和水量根据用户的要求或者用户所处的行业，按照客户的需求或者相关行业的国家或行业标准确定反渗透或纳滤系统的产水水质和水量这些要求决定了系统的规模和所用工艺过程的选择，如单位时间的产水量，膜组件种类、数量和排列方式，回收率以及具体的工艺

4、流程等。工艺过程设计－系统设计要求1.3膜和膜组件的选择醋酸纤维素最早用于反渗透水处理工艺，具有价廉、耐游离氯、耐污染的特点，多用于饮用水净化和污染密度指数（SDI）较高的地方。芳香族聚酰胺复合膜，通量高，脱盐率高，操作压力低，耐生物降解，操作pH范围宽（2～11）不易水解，脱SiO2和NO-3及有机物都较好，但不耐游离氯，易受到Fe、Al和阳离子絮凝剂的污染，污染速度较快。工艺过程设计－系统设计要求目前大规模应用的反渗透和纳滤膜材料的组件形式主要是卷式和中空纤维式。选用膜组件时应综合考虑组器的制备难易、流动状态、堆砌密度

5、、清洗难易等诸方面，卷式元件用得最普遍。据进水和出水水质，可初步选定膜元件，由产水量可初步确定元件得个数。工艺过程设计－系统设计要求1.4回收率回收率的确定影响到膜组件的选择和工艺的确定。根据产水水量和回收率确定膜元件的个数。一般海水淡化回收率在30～45％，纯水制备在70～85％；而实际设计过程中应根据预处理、进水水质等的条件确定。工艺过程设计－系统设计要求1.5产水量的衰减反渗透膜在使用过程中会随着使用时间的延长，膜的产水量会发生衰减。这主要是由于膜长时间在高温高压下运行，在温度和压力的协同作用下，会出现膜的压密化现象

6、，其结果会造成产水量下降或系统操作压力上升。压密化是膜性能的不可逆衰减，事实上，复合膜比醋酸纤维素膜更耐压密化。膜污染也是造成膜产水通量的衰减的主要原因。工艺过程设计－系统设计要求通过下式可计算出反渗透和纳滤膜的产水量下降斜率。式中，m为产水量下降斜率；t为运行时间，h；Q0和Qt分别为运行初期和运行t小时后的产水量。通常CA类膜m＝-0.03～-0.05，复合膜的m=-0.01～-0.02。即CA类膜产水量年均下降10％左右，复合膜约为5％左右。当然根据进料的不同也有一定的变化。工艺过程设计－系统设计要求1.6截留率的衰

7、减随着反渗透和纳滤膜在使用过程中会受到生物或化学因素的作用，膜面材质会发生疏松化，导致膜的截留率衰减。通常CA类膜的年透盐增长率为20％左右，复合膜约为10％左右。当然系统预处理如果不合适或者使用过程中操作不当也会使透盐增长率增大。工艺过程设计－系统设计要求1.7产水量随温度的变化反渗透和纳滤膜的透水通量随过滤介质的温度发生较大的变化。通常根据下式进行计算：T为温度，单位℃，即每一度变化使产水量变化3％左右。也可用温度校正因子（TCF）表示。Kt为与膜材料有关的常数。工艺过程设计－系统设计要求温度对膜的通量影响较大，在进行

8、设计过程中要充分考虑全年水温的变化。同时采取必要的措施（进出水换热等）减少温度对系统产水效率的的影响。工艺过程设计－系统设计要求温度/℃校正因子CA膜TFC膜50.5900.534100.6850.630150.7860.739200.8900.861251.0001.000301.1151.15535