反渗透超滤设计计算导则水通量选泵选膜参数陶氏美国海德能设计参数.docx

1、反渗透超滤设计计算导则水通量选泵选膜参数陶氏美国海德能设计参数反渗透、超滤设计计算导则水通量、选泵、选膜参数陶氏，美国海德能设计参数1反渗透和纳滤设计规范反渗透和纳滤的设计流程是：首先根据水质类型、进出水指标选择膜的厂家、型号，然后在通过相应的膜计算软件进行模拟计算，得出最终的设计结果。1.1原始设计资料1.1.1齐全的设计资料反渗透设计所需提供的原水参数：阳离子：Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+、Ba2+、Sr2+阴离子：CO32、HCO3、SO42、Cl、F、NO3、其它：水源类型、温度、pH、游离CO2、Fe、SiO2、溶解性总固体、电导率、浊度1.1.2简单的设计资料当原水水

2、质不全，做反渗透估算时需提供的原水参数：水源类型、溶解性总固体、电导率、水温、pH值1.2参数选择1.2.1膜型号的选择1.各型号反渗透膜的适用范围水质类型或用途HydranauticsDowKOCHTDS1000mg/LESPACPALFCBW30365/400BW30LEXLEXR365/400/575HR Premium365/400HR365/400/575ULP400/575TDS10000mg/LSWCSW30SW30HR320/380HF370/560SS/SS Premium300/365/465/540半导体行业（除TOC）CPAULTRAPURESG30400SG30LE4

3、30XR365/400/575卫生型SanRORO4040/390FFHRNW卫生热消毒型SanROHSHSRO4040/390FF抗污染膜LFCBW30365/400FRFR365/400/575乳制品浓缩分离QUALSEP DairyRORO3840/30FFRO3838/30FFRO3838/40FFRO3838/64FFRO390FFRO8040/48FFRO8040/64FF2.各型号纳滤膜的适用范围水质类型或用途HydranauticsDOWKOCH普通型ESNA脱色HYDRACoRe脱盐、除硬度NF90400S除硬度NF200400NF270400SR2工艺物料脱盐NF1.2.2

4、设计软件参数选择1.设计水温：一般152.膜数量计算通常4”膜的设计产水量为250L/h；8”寸膜的设计产水量为1000L/h3.系统回收率系统回收率参照反渗透水处理设备GB/T 192492003设计，同时根据具体的设计调整小型设备（日产水量100m3/d，4m3/h）30中型设备（日产水量1001000m3/d，440m3/h）50大型设备（日产水量1000m3/d，40m3/h）704.水通量Hydranautics原水水质类型地表水（SDI：35）井水（SDI3）反渗透水（SDI1）参考水通量814GFD1418GFD2030GFDDOW给水类型给水SDI元件最大回收率典型通量gfd（

5、L/m2h）RO产水SDI13022（37）井水SDI31918（30）地表水MFSDI31716（27）传统过滤SDI51514（24）废水MFSDI31413（22）传统过滤SDI51211（19）海水深井/MFSDI31313（22）（15）表面取水SDI51011（19）KOCH给水类型系统水通量gfd（L/m2h）第一支膜最大通量gfd（L/m2h）市政废水MF1213（2033）17（29）传统810（1417）14（24）工业废水MF1014（1724）20（34）传统812（1420）15（26）地表水河水MF1720（2934）23（39）传统1014（1724）17（29）

6、湖水MF1720（2934）23（39）传统1216（2027）18（31）井水深井传统1720（2934）23（39）浅井MF1822（3037）23（39）传统1317（2229）20（34）海水滩井MF1720（2934）20（34）传统1014（1724）18（31）表层海水MF1718（2931）20（34）传统812（1420）15（26）RO透过液（3451）30（51）1.2.3工艺设计参数选取1.RO/NF系统设计预处理水量：反渗透/纳滤产水回收率高压泵：根据RO计算软件的设计结果选型，一级高压泵出口压力3年计算结果+01bar二级高压泵出口压力3年计算结果+12bar膜数量

7、及排列方式：根据RO计算软件进行模拟2.清洗系统清洗泵的选择扬程5kg，34kg（3040m）流量：按压力容器的个数选择，单支压力容器并联的个数8英寸或8.5英寸压力容器，流量为133151L/min（79t/h）6英寸压力容器，流量为5776L/min（35t/h）4英寸压力容器，流量为3438L/min（2t/h）清洗水箱的选择对于正常污染时，按下式计算，对于严重污染时，可将溶液体积加倍每根440膜元件配制2.2加仑（0.00836m3）溶液每根840膜元件配制8.7加仑（0.033m3）溶液清洗用保安过滤器通常采用孔径为5至10微米的过滤器以除去清洗出来的污垢。RO清洗箱加热器或冷却器：

8、清洗的最佳温度是35至45。应注意在再循环期间RO清洗泵会产生热量。2超滤设计规范2.1设计原始资料超滤设计所需提供的原始资料：水源类型浊度、色度、胶体物质出水要求2.2超滤膜参数膜的截留相对分子量与平均孔径的关系截留相对分子质量近似平均孔径nm对应的纯水渗透速率Lm2h1应用范围5002.19去除胶体硅、热原、超纯水20002.41550003.068100003.860300004.792RO预处理、去除胶体硅、降低浊度。去除微生物500006.630510000011.0100030000048.0600进口超滤膜的适用范围水质类型或用途HydranauticsKOCH除热原、超纯水PM

9、10（1万分子量）RO预处理、除浊、除微生物等P100（10万分子量）RS（15万分子量）卷式HYDRAcap（15万分子量）PM100（10万分子量）电泳漆2120（5万分子量）国产超滤膜的适用范围类型天津膜天杭州西斗门山东招远除热原UEOS（6千分子量）UBOS（1万分子量）UEIS（6千1万）HUF125-10（1万）UFOB（2千、6千）普通型UPIS（25万）内压UWIA（68万）内压UPOS（2万）外压HUF12530（3万）HUF12550（5万）HUF125100（10万）UFIB（1千100万）抗污染型UIF（8万、15万）电泳漆UQIA（6万）2.3超滤系统设计2.3.1确

10、定超滤运行方式超滤系统的运行方式可分为：循环模式和死端模式两种，根据原水的水质情况选择不同的运行方式。死端过滤：原水以较低的错流流速进入膜管，浓缩水以一定比例从膜管另一侧排出。产水在膜管过滤液侧产出。死端过滤端的操作成本低，但回收率和系统的出水能力可能会受到限制，水回收率通常是90-99，由原水中微粒的浓;度来决定。很多工业水系统按死端过滤模式设计。循环过滤：当原水中悬浮物含量较高时，就需要通过减少回收率来保持纤维内部的高流速，这样就会造成大量的废水。为了避免浪费，排出的浓水就会被重新加压后回到膜管内，这就称为循环模式。这会降低膜管的回收率但整个系统的回收率仍然很高。在循环模式中，进水连续的在

11、膜表面循环，循环水的高流速阻止了微粒在膜表面的堆积，并增强了通量。选择原则：当原水悬浮物和胶体含量较低时选用死端过滤方式，例如水源为井水、自来水等；当原水悬浮物和胶体含量较高时选用循环过滤方式，例如水源为地表水。2.3.2计算超滤系统各单元超滤系统由超滤提升泵、反洗泵、快冲泵、化学清洗泵超滤膜组成。超滤膜的连接方式为全并联，为提高运行稳定性，可将系统分为几组独立并联运行，每组中又有n支膜并联工作。超滤系统以单组为设计单元，配备各种泵、仪表、管路等。1.确定超滤的工作时间超滤系统为间歇运行，即正常制水反冲洗快冲洗正常制水。其中反冲洗和快冲洗时不产水。因此在设计超滤中要根据实际的运行时间核算小时产

12、水量。运行周期：包括工作时间和冲洗时间，通常反冲洗用时1min，快冲洗用时0.5min，再加上阀门切换用时，冲洗一般历时5min。超滤膜工作时间根据冲洗频率确定，即：，冲洗频率根据原水水质确定，一般12次/小时。2.核算小时产水量由于超滤为间歇运行，且运行中又有自耗水，因此需根据计算出的工作时间核算实际的小时产水量自耗水量为超滤反冲洗水，反冲耗水量可根据超滤膜的数量、冲洗流速等计算出，设计时可先统一按产水量的5进行设计，然后再通过膜数量进行校核。实际工作时间根据超滤的运行周进行计算，核算小时参数量3.计算超滤膜数量根据用户要求产水量、单支膜面积、单支膜通量计算获得根据系统的大小选择不同产水能力

13、的超滤膜（4”、8”、10”），再根据膜型号从样本中查到膜面积，单支膜设计通量根据“设计参数表”选取。4.提升泵选型死端过滤系统：循环过滤系统：；通常循环倍数取2。在循环过滤系统中，理论设计是分设提升泵和循环泵。实际设计中可将提升泵和循环泵合并，用变频器进行调节。这样即降低了投资，系统运行又较为灵活（当水质好时可采用死端形式，水质差时可采用循环形式）提升泵的扬程一般为20m。5.快冲泵和清洗泵单支膜快冲/清洗流速可根据“设计参数表”选取。快冲/清洗泵扬程一般为1315m。2.3.3设计参数选择KOCH（具体算法见KOCH计算表） 设计参数表水质类型基本参数循环过程参数反洗参数快冲参数通量gfd

14、(lmh)回收率(%)保安过滤m循环流速gpm(m3/h)进出口压力降(psi)反洗通量gfd/lmh反洗压力(psi)加药反洗快冲流速gpm(m3/h)进出口压力降(psi)8”10”48”72”8”10”48”72”自来水/NTU25无前处理40(68)90-9510070(16)110(25)812100(170)15是812地表水/5NTU25无前处理50(85)90-9510050(11)70(16)69100(170)15是30(7)50(11)46地表水/NTU5多介质预处理65(110)90-95100100(170)15否30(7)50(11)46地下水/NTU5无前处理75

15、(127)90-95100100(170)15否30(7)50(11)46深度处理废水NTU5,油、脂1ppm60(100)90-95100100(170)15否30(7)50(11)46深度处理废水NTU2050(85)90-95100100(170)15否30(7)50(11)46城市中水NTU2040(68)90-9510070(16)110(25)812100(170)15是812海水NTU5040-5090-9510050(11)70(16)69100(170)15是30(7)50(11)46海水NTU5,TOC560(100)90-95100100(170)15否30(7)50(1

16、1)463微滤设计规范3.1微滤膜的应用范围孔径/m用途12微生物学研究中分离细菌液中的悬浮物38食糖精制，澄清过滤、工业尘埃重量测定，内燃机和油泵中颗粒杂质的测定，有机液体中分离水滴（憎水膜），细胞学研究，脑脊髓液诊断，药液灌封前过滤，啤酒生产中麦芽沉淀量测定，寄生虫及虫卵浓缩12组织移植，细胞学研究，脑脊髓液诊断，酵母及霉菌显微镜监测，粉尘重量分析0.60.8气体除菌过滤，大剂量注射液澄清过滤，放射性气溶胶定量分析，细胞学研究，饮料冷法稳定消毒，油类澄清过滤，贵金属槽液质量控制，光致抗蚀剂及喷漆溶剂的澄清过滤（用耐溶剂滤膜），油及燃料油中杂质的重量分析，牛奶中大肠杆菌的检测，液体中的残渣测

17、定0.45抗菌素及其它注射液的无菌水试验，水、饮料、食品中大肠杆菌检测，饮用水中磷酸根的测定，培养基除菌过滤，航空用油及其它油料的质量控制，血球计数用电解质溶液的净化，白糖的色泽鉴定，去离子水的超净化，胰岛素放射性免疫测定，液体闪烁测定，液体中微生物的部分滤除，锅炉用水中氢氧化铁含量的测定，反渗透进水水质控制，鉴别微生物0.2药液，生物制剂和热敏性液体的除菌过滤，液体中细菌计数，泌尿液镜检用水的除菌，空气中病毒的定量测定，电子工业中用于超净化0.1超净试剂及其它液体的生产，胶悬体分析，沉淀物的分离，生理膜模型0.010.03噬菌体及较大病毒（100250nm）的分离，较粗金溶胶的分离3.2常用微滤器的设计1.反渗透预处理保安过滤器：过滤精度：5m 滤芯材质：PP容喷和线绕 单支滤芯处理：2.0m3/h（40”长）设备出力的确定：实际处理水量1.52.终端过滤器过滤精度：0.22m/0.45m 滤芯材质：尼龙折叠滤膜 单支滤芯处理：2.0m3/h（40”长）设备出力的确定：实际处理水量1.53.空气呼吸器过滤精度：0.22m 滤芯材质：尼龙折叠滤膜