RO基本知识与系统.pdf

1、陶氏水处理学院1陶陶 氏氏 水水 处处 理理 及及 过过 程程 解解 决决 方方 案案反反渗渗透透技技术术介介绍绍及及反反渗渗透透系系统统的的运运行行优优化化陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案内内容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学院2陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案过过滤滤图图谱谱陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案膜膜运运行行方方式式适合RO/NF:污染物被冲走最大限度减少浓差极化浓水和产水分离死死端端过过滤滤不适合RO/NF:难溶盐沉淀和膜污堵 形成滤饼错错流流过过滤滤陶氏水处理学

2、院3陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案膜膜类类型型典典型型运运行行压压力力范范围围(bar)典典型型运运行行压压力力范范围围(psi)反渗透 海水 苦咸水55 7610-40800-1100145-580纳滤3.5-1550-220超滤2 730-100微滤0.1-31.5-45不不同同类类型型膜膜的的典典型型运运行行压压力力陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案反反渗渗透透基基本本概概念念1 1纯水浓溶液半半透透膜膜 渗渗透透水水在在渗渗透透压压的的作作用用下下自自然然地地从从淡淡水水侧侧向向浓浓水水侧侧移移动动陶氏水处理学院4陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决

3、方方案案反反渗渗透透基基本本概概念念2 2 反反渗渗透透渗渗透透过过程程的的反反过过程程在在浓浓水水侧侧上上施施加加一一定定的的压压力力，以以克克服服渗渗透透压压，让让水水逆逆着着渗渗透透的的方方向向，从从浓浓水水侧侧移移动动至至淡淡水水侧侧。盐盐分分被被拦拦截截在在浓浓水水侧侧。浓浓溶溶液液纯纯水水半半透透膜膜陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案反反渗渗透透分分离离过过程程陶氏水处理学院5陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案反反渗渗透透能能做做什什么么和和不不能能做做什什么么?从进水中分离出纯水（分离）浓缩化学物料(浓缩)选择性分离小的离子和分子 不能100%浓缩 不

4、能100%分离陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案渗渗透透压压稀溶液的渗透压可以近似使用Vant Hoff 方程计算:p 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)p=f CiRT陶氏水处理学院6陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案渗渗透透压压 经经验验数数据据 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:100 ppm TDS 1 psi 渗透压(0.07 bar)1,000 ppm TDS 10 渗透压(0.7 bar)35,000 ppm TD

5、S 350 渗透压(25 bar)陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案Fw-溶剂通量加仑每平方英尺每天=gfdKw-溶剂的传递系数 gfd/psi(A 值)D DP-跨膜压差psiDpDp-渗透压差psi水水和和溶溶质质通通量量Fw=Kw(D DP-DpDp)Fs-溶质通量磅每平方英尺每天,lbfdKs-溶质传递系数gfd(B值)DC-跨膜浓度差lb/galFs=Ks(D DC)均均一一溶溶液液扩扩散散模模型型陶氏水处理学院7陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案Qf-进水流量gal/minQp-产水流量gal/minQc-浓水流量gal/minCf-进水溶质浓度lb/g

6、alCp-产水溶质浓度lb/galCc-浓水溶质浓度lb/galQf=Qp+QcQfCf=QpCp+QcCcQf,CfQp,CpQc,Cc质质量量平平衡衡方方程程陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案回回收收率率(%)=透透盐盐率率(%)=脱脱盐盐率率(%)=100 透透盐盐率率产产水水流流量量进进水水流流量量x 100产产水水中中盐盐分分浓浓度度进进水水中中盐盐分分浓浓度度x 100基基本本定定义义陶氏水处理学院8陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案简单简单RORO系系统统示示意意图图高高压压泵泵浓浓水水产产水水进进水水100 to 600 psi(苦咸水膜)800 t

7、o 1,200 psi(海水膜)陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案 进水 浓度 温度 渗透压力 pH 运行参数 压力 系统回收率 浓差极化膜膜性性能能的的影影响响因因素素陶氏水处理学院9陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案进进水水压压力力假设进水温度，回收率和进水含盐量恒定。脱脱盐盐率率通通量量Fw=Kw(P )进进水水压压力力对对通通量量和和脱脱盐盐率率的的影影响响陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案压压力力影影响响020406080100120153060120PermeateFlow m3/dNetPressurebarPNDP如果RO系统单元的净驱

8、动压（NDP）加倍，则产水流量也将加倍。净驱动压（NDP）是所有作用于膜系统上的力量总和。陶氏水处理学院10陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案脱脱盐盐率率(通量恒定)产产水水通通量量(压力恒定)进进水水温温度度假设进水压力，回收率和进水含盐量恒定。进进水水温温度度对对通通量量和和脱脱盐盐率率的的影影响响陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案产产水水流流量量 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%。透透盐盐率率 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，

9、脱盐率越高。温温度度影影响响陶氏水处理学院11陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案假设进水温度，进水压力和回收率恒定。脱脱盐盐率率产产水水通通量量进进水水含含盐盐量量Fs=Ks(C)Fw=Kw(P )进进水水含含盐盐量量对对通通量量和和脱脱盐盐率率的的影影响响陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案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NDP。进水含盐量对透盐率的影响进水含盐量越高，盐分浓度梯度越高，透盐率越高。进水含盐量对产水水质的影响总体来说水质较低的原因有两个：高透盐率和低产水量。进进水水含含盐盐量量的的影影响响陶氏水处

10、理学院12陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案假设温度，进水压力和进水含盐量恒定。pH 对对脱脱盐盐率率的的影影响响pH值212渗透液通量脱盐率陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案边边界界层层 靠近膜表面的水有很少的错流甚至没有错流。形成了容纳微小颗粒和胶体的区域而污染膜片。通过膜片的水量能帮助污染物富集。陶氏水处理学院13陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案浓浓差差极极化化边边界界100 mg/l105 mg/l110 mg/l115 mg/l 浓差极化形成于边界层。它能导致膜表面的盐浓度升高。透过膜的水速率越快，膜片表面盐浓度越高。一般来说靠近膜片的水流

11、的TDS 将会比总进水的TDS高13%20%。薄薄膜膜复复合合膜膜螺螺旋旋卷卷式式膜膜元元件件陶氏水处理学院14陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案薄薄膜膜复复合合膜膜的的横横截截面面0.2 m40 m120 m聚酰胺聚砜超薄脱盐层多孔聚砜中间支撑层增强无纺布支撑层陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案NH2NHONHNHOOOOOHO芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺脱脱盐盐层层FT30 膜膜片片化化学学组组成成游游离离胺胺羧羧酸酸酯酯陶氏水处理学院15陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案典典型型膜膜片片去去除除率率:SW30XHR:NaCl 99.75%,XFRLE

12、:NaCl 99.4%NF90:NaCl 85-95%溶溶质质特特征征 电荷 极性和/或解离度 水化程度 分子量和分支程度膜膜对对溶溶质质截截留留率率的的影影响响因因素素陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案螺螺旋旋卷卷式式RO膜膜元元件件进水格网产水格网反渗透膜叶片产水中心管陶氏水处理学院16陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案苦咸水膜高脱盐率低能耗抗污染海水淡化膜高脱盐率低能耗纳滤膜特殊产品超纯水卫生级食品和乳业尺寸型号8”X 40”4”X 40”2.5”x 40”1.8”x 12”包装形式干膜湿膜FILMTEC 产产品品分分类类陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决

13、决方方案案市市政政海水淡化&苦咸水处理后作为饮用水农业灌溉工工业业超纯水,工艺用水,锅炉补给水和公用事业用水水质净化或物料浓缩废废水水回回用用商商用用洗车,实验室,餐馆食食品品饮饮料料乳制品,果汁,饮料军军事事家家用用应应用用和和市市场场陶氏水处理学院17陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案陶陶 氏氏 水水 处处 理理 及及 过过 程程 解解 决决 方方 案案反反渗渗透透系系统统运运行行优优化化陶氏水处理学院18陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案内内容容 膜系统运行 运行步骤 安装 启动 停机 性能监测 RO系统运行记录影响RO系统性能的因素 数据标准化陶陶氏氏水水处

14、处理理及及过过程程解解决决方方案案膜膜系系统统运运行行良好的运行和维护是维持系统长期成功运行的保证。正确的运行维护是控制膜污染和结垢的前提。陶氏水处理学院19陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案膜膜系系统统运运行行1.膜元件安装2.启动3.停机4.性能监测膜膜元元件件安安装装陶氏水处理学院20陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案膜膜元元件件安安装装标准标准 8 8”膜膜元元件件1.用水冲洗压力容器(PVs)并且用甘油润滑2.安装压力容器浓水端端盖3.准备好膜元件4.安装膜元件5.调整间隙6.安装进水端端盖陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案清清洗洗润润滑滑压

15、压力力容容器器海海绵绵1.用水管冲洗压力容器2.用海绵（水）清洗压力容器内壁3.用海绵（50%甘油）润滑压力容器内壁陶氏水处理学院21陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案1.安装止推环2.安装润滑后的适配器和浓水端盖注意：安装浓水止推环和浓水端盖时先不要安装适配器，这是为了防止安装膜元件时对适配器造成损伤。止止推推环环示示例例安安装装浓浓水水端端端端盖盖止止推推环环压压力力容容器器端端盖盖膜元件适适配配器器水水流流方方向向浓浓水水端端陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案 打开包装，小心取出膜元件并置于干净处(如水平地放在桌面上 或 竖直地搁在干净的地面上-硬纸板)检查膜

16、元件外观（尤其是产水中心管内部和盐水密封圈位置和方向是否正确）标明安装示意图，记录膜元件的序列号 润滑内连接件(“O”型圈)和产水中心管内壁（可使用少量硅油*）*道道康康宁宁111;Molykote111准准备备膜膜元元件件陶氏水处理学院22陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案硅硅油油润润滑滑剂剂:道道康康宁宁111 orMolykote111使使用用其其他他润润滑滑剂剂可可能能会会导导致致运运行行问问题题！将第一支元件(即压力容器末端最后一支，如编号#7)从进水端放入压力容器；将润滑后的连接内接头插入进水端元件产水中心管内。安安装装第第一一支支膜膜元元件件和和连连接接件件陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案检检查查浓浓水水密密封封圈圈并并润润滑滑甘油/水(50%/50%)溶液食品级甘油道康宁 111陶氏水处理学院23陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案安安装装膜膜元元件件始始终终抬抬起起元元件件以以保保持持元元件件的的水水平平!陶陶氏氏水水处处理理及及过过程程解解决决方方案案可可参参考考安安装装视视频频http:/ 自自锁锁膜膜元元件件陶氏水处理学