反渗透工艺过程设计课件.ppt

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1、第四章反渗透工艺过程设计进水浓水产水浓水反渗透工艺过程设计预处理工艺设计反渗透膜元件的组装数量设计案例分析反渗透压力水流方向水流方向半透膜浓溶液稀溶液渗透第一节反渗透技术基本原理氢键优先吸附溶解扩散反渗透膜元件：组成工艺流程的最小单位进水离子浓水产水水流高压泵浓水产品水进水反渗透基本流程工艺过程设计－工艺流程及特征方程分段式工艺流程分级式工艺流程膜分离处理工艺中段和级概念的区分基本公式回收率(%)=盐透过率(%)=脱盐率(%)=100–盐透过率(％)产水流量进水流量x100产水含盐量进水含盐量x100第二节膜的基本性能化学稳

2、定性和分离透过特性膜的物化稳定性的主要指标有：膜材料、膜允许使用的最高压力、温度范围、适用的pH值范围以及对有机溶剂等化学药品的抵抗性，有时尚需说明对某些物质，如水中游离氯或氧化性物质的最高允许浓度。膜的分离透过性的主要指标是：脱盐率、产水率。1.膜性能表示法Qw=Kw(ΔP-Δπ)A/T式中：Qw—产水量Kw—系数ΔP—膜两侧的压差Δπ—渗透压A—膜面积T—膜厚度Kw与膜性质及水温有关，Kw越大，说明膜的透水性能越好。对于一张给定的膜，可以推导出产水量的计算公式：盐透过量的计算公式：Qs=Ks*ΔC*A/T式中：Qs—盐透

3、过量Ks—系数Δc—膜两侧盐浓度差A—膜面积T—膜厚度Ks与膜性质、盐的种类及水温有关，Ks越小，说明膜的脱盐性能越好。从以上两式可以看出，对膜来说Kw大Ks小则膜质量较好。相同面积和厚度的产水量与净驱动压力成正比，盐透过量只与膜两侧溶液浓度成正比，而与压力无关。Qw=Kw(ΔP-Δπ)A/TQs=Ks*ΔC*A/T2.反渗透膜的化学材料醋酸纤维膜CA芳香聚酰胺复合膜CPA醋酸纤维素膜CA从化学上讲，醋酸纤维素膜是一种羟基聚合物，它一般是用纤维素经酯化生成三醋酸纤维，再经过二次水解成一、二、三醋酸纤维的混和物。作为膜材料的醋

4、酸纤维素中的乙酰基含量越高，脱盐性能越好，但产水量越小。耐污染，用于污染密度指数（SDI）较高的地方醋酸纤维是一种酯类，会发生水解，水解的结果将降低乙酰基的含量，使膜的性能受到损害，同时膜也更易受到生物的侵袭。醋酸纤维素膜的水解还与pH值有关。为增加膜的使用寿命，一般控制原水的pH在5-6之间。芳香聚酰胺复合膜CPA从结构来讲，复合膜是若干层薄皮的复合体，此膜的最大特点是抗压实性较高、透水率较大和盐透率较小。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，脱有机物都较好，但不耐游离氯，易受到Fe

5、、Al和阳离子絮凝剂的污染，污染速度较快。复合膜与醋酸纤维膜的性能比较复合膜的化学稳定性较好，而醋酸纤维膜将会发生水解。复合膜的生物稳定性好，复合膜不受生物侵袭，而醋酸纤维膜易受微生物的侵袭。复合膜的输性能好。即Kw大而KS小。复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间改变；而醋酸纤维膜在运行中会被压紧，因而产水量下降。复合膜的脱盐率不随时间而改变；而醋酸纤维膜由于会发生水解，脱盐率将会不断下降。复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量是醋酸纤维膜给水泵用电量的一半。醋酸纤维膜的使用寿命一般仅为3年，而复合膜

6、的使用寿命大于三年。复合膜的缺点为抗氯性较差，价格较贵。3反渗透膜元件构造集水管膜浓水膜透过水原水流道网原水透过水流道网原水膜元件的结构示意图反渗透卷制图反渗透膜袋浓水网淡水网反渗透膜剥面图膜元件端板给水产水流向(透过膜后)淡水网反渗透膜产水膜封口浓水网产水浓水产水中心管无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等水、溶剂压力差脱除溶液中的盐类及低分子物反渗透蛋白质、各类酶、细菌、病毒、乳胶、微粒子溶剂、离子和小分子压力差脱除溶液中的胶体、各类大分子超滤悬浮物、细菌类、微粒子水、溶剂和溶解物压力差多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子微滤被

7、截留物质透过物质分离驱动力膜的功能膜的种类主要膜分离过程（膜孔尺寸和透过原理有区别）要去除无机盐TDS应用OR注：根据不同的需求来选择处理工艺给水V型圈浓水产水膜外壳膜元件4反渗透组装图某个CPA反渗透膜元件的进水条件最高使用温度：45℃最大给水浊度：4.0ppm允许游离氯：<0.1ppmPH范围：连续运行：3-10短时运行：2-11最大给水流量：17.0m3/h给水最大SDI值：4.0单个膜元件回收率：15%*根据进水要求来合理安排RO的预处理系统第三节预处理工艺设计各项进水指标对设备安全运行的意义1.余氯2.铁（Fe）3

8、.颗粒物质、SDI和浊度4.有机物、油和脂5.细菌6.阻垢1.余氯醋酸纤维膜要求给水中含有残余氯，可防止细菌滋生，但含氯量过高会破坏膜，最大允许连续余氯的含量为1毫克/升。复合膜抗氯性差，一般不允许余氯，采用加氯杀菌后，需加亚硫酸氢钠或经活性炭过滤消除余氯。使用亚硫酸氢钠除余氯的反应如下：