反渗透装置设计步骤

一、反渗透装置设计步骤

反渗透装置设计是以进水水质、产水水质与产水流量为依据，设计装置中的膜元件、膜外壳、压力泵三大主要设备参数，计算反渗透装置的回收率、脱盐率、浓差极化度等主要技术参数，并得出运行能耗、投资成本、运行成本等主要经济指标。

一般反渗透系统的设计步骤分以下几个过程：

1、膜型号的选择

2、膜的回收率的确定

3、膜组件的确定

4、高压泵的选择

5、仪器、仪表的选择

6、选择压力管路

7、确定系统控制方式

8、选择系统电气

9、制作主机机架

10、附属设施配套

二、膜型号的选择

1、根据膜的进水水质选择膜的型号：

进水TDS≤1000ppm 可选用超低压膜元件

进水5000ppm≥TDS≥1000ppm可选用高脱盐苦咸水淡化膜元件

进水10000ppm≥TDS≥5000ppm可选用抗污染苦咸水淡化膜元件

进水TDS≥10000ppm可选用海水淡化膜元件

三、元件数量的确定

前面所提供的膜的技术参数中，单支膜元件的产水量通常是指其标准产水量(即在25℃，在满足进水条件下的产水量)但考虑到进水温度、进水水质、以及膜的产水量衰减、膜的排列方式等诸多因素，在选择膜元件的数量时一定要留出一定的余量，以保证反渗透装置的设计产水量。

计算系统所需的膜元件时，用系统设计产水量除膜系统水通量，以所得的最大整数值作为基数，再通过膜公司软件核算膜数量，通过组合排列核算最终的膜数量。

四、膜的回收率和压力容器的确定

膜组件：一个或多个膜元件组合起来，放置在压力容器内，构成一个整体部件，称为膜组件。

最常见的压力容器有不锈钢和玻璃钢两种材质；常用压力容器直径有4英寸(101.6mm)和8英寸(203.2mm)的尺寸；进水方式有端进水和侧进水两种。

根据膜元件的数量，综合考虑设备占地面积、设备回收率、设备运行压力等因素，来确定压力容器。一般单支压力容器装填的膜的支数越多，设备的回收率也越高；

五、排列方式的确定

根据需要，可将多个膜组件排列成一级、二级甚至多级，每级中的膜组件又可排列成一段、二段甚至多段。所谓一级是指进料液经一次加压反渗透分离，二级是指经过二次加压反渗透分离，依此类推；在同一级中，排列相同的膜组件成一个段。水处理中以一级二段和一级三段最普遍。膜组件的选择和排列应遵守膜的设计导则，还要考虑系统用途、原水条件、设备空间限制、系统产水规模及系统水回收率等诸多因素，来综合选定反渗透压力容器内置膜元件数和膜组件的基本排列方式。

在膜组件的排列方式上，对于6米的标准压力容器组成的膜组件制作并用于苦咸水淡化的反渗透系统来说，单段配置的反渗透装置一般最高只能获得50～60%的水回收率，而2-1配置(即两段脱盐)的R/O装置往往最终可以获得65～75%的水回收率，较为经济，也符合一般用户的水资源利用之要求，故此在工程中多被采用，在水质条件较好和系统水回收率要求较高时，大型反渗透装置则可以采用4-2-1(即三段脱盐)配置方式，在采用该配置方式时，则可以获得大于80～85%的水回收率。

总的说来，设计者在进行实际反渗透工程设计及设备设计时，应首先根据现场条件(原水水质、环境空间)和用户侧重要求，灵活运行各方面有利条件，确定最适宜的系统配置方式，以使用户获得最大的投资效益。

1 、级和段的概念

级：指原水的渗透次数，即产水透过反渗透膜元件的次数。一级反渗透的脱盐率可达98%～99%，因而多级反渗透可实现99.5 以上的脱盐率。

段：指原水流经压力容器的次数，即浓缩水流经不同压力容器的次数。

采用多段系统可以提高系统回收率，但产水水质较差。段数的多少直接影响系统的回收率，段数越多，回收率越高，因此普通以脱盐为目的的反渗透系统采用2段或3段工艺居多，可以实现的最高回收率约为75%；以浓缩为目的的反渗透系统，可以采用3 段以上的排列方式，实现87.5%以上的系统回收率。

2、 脱盐率的计算

脱盐率等于含盐量的脱除量(即进水含盐量-产水含盐量)与进水含盐量的比值，即：

脱盐率（％）＝(进水TDS-产水TDS)/进水TDS×100％

准确的脱盐率要通过对产水和进水进行化学分析，测定相应的TDS 含量才能计算出来，但是这样比较麻烦，一般采用电导率转换为TDS 来计算脱盐率。

具体的转换公式如下：

TDS ＝ K × EC25

TDS 单位是mg/L 即ppm

K 是经温度校正到25℃时的常数

EC25 所有盐类都当成NaCl 且不考虑CO2 的透过性时的原水电导率，单位μs/cm。