反滲透設(shè)計(jì)計(jì)算及ROSA模擬課件

反滲透設(shè)計(jì)計(jì)算及ROSA模擬反滲透設(shè)計(jì)計(jì)算及ROSA模擬反滲透設(shè)計(jì)計(jì)算及ROSA模擬設(shè)計(jì)計(jì)算

設(shè)計(jì)基礎(chǔ)/導(dǎo)則本體設(shè)計(jì)十步法設(shè)計(jì)計(jì)算

設(shè)計(jì)基礎(chǔ)/導(dǎo)則本體設(shè)計(jì)十步法原水水質(zhì)：類型、來源、性質(zhì)、數(shù)值預(yù)處理：方法、期望產(chǎn)水水質(zhì)反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量產(chǎn)水用途及水質(zhì)要求回收率運(yùn)行條件及可行性場地其它要求，如化學(xué)清洗項(xiàng)目投資設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系統(tǒng)及單支膜元件運(yùn)行參數(shù)的限制防治膜元件物理性損壞限制首支膜元件最大進(jìn)水流量限制給水壓力限制最大壓差減少濃差極化及潛在污染最大通量的限制單支膜元件最大回收率的限制最小濃水流量的限制設(shè)計(jì)導(dǎo)則影響運(yùn)行參數(shù)限制值的因素進(jìn)水水質(zhì)概況及污染程度膜元件有效膜面積膜元件流道寬度原水水質(zhì)概況產(chǎn)水井水地表水（傳統(tǒng)預(yù)處理）地表水（預(yù)處理）廢水（傳統(tǒng)預(yù)處理）廢水（預(yù)處理）海水（表面取水）海水（沙灘井取水）設(shè)計(jì)導(dǎo)則設(shè)計(jì)導(dǎo)則設(shè)計(jì)計(jì)算

設(shè)計(jì)基礎(chǔ)/導(dǎo)則設(shè)計(jì)十步法考察原水水質(zhì)及產(chǎn)水水質(zhì)要求，確定預(yù)處理方案；確定進(jìn)水量或產(chǎn)水量、系統(tǒng)回收率；選擇級數(shù)，勾畫系統(tǒng)配置圖及水量平衡圖；選擇膜元件型號；設(shè)定平均通量；確定所需膜元件數(shù)量；確定壓力容器容納膜元件數(shù)量；選擇段數(shù)；確定系統(tǒng)排列；平衡產(chǎn)水通量及回收率；按設(shè)計(jì)導(dǎo)則考察運(yùn)行參數(shù)限定值，進(jìn)而優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)十步法系統(tǒng)性能影響因素影響性能的因素鹽截留率透過液通量進(jìn)水壓力進(jìn)水壓力的影響假如溫度、回收率、溫度、含鹽量恒定鹽截留率

(通量恒定)透過液通量

(壓力恒定)進(jìn)水溫度進(jìn)水溫度的影響假如壓力、回收率、含鹽量恒定滲透液通量進(jìn)水含鹽量()鹽截留率進(jìn)水含鹽量的影響假如壓力、溫度、回收率恒定回收率鹽截留率滲透液通量回收率的影響假如壓力、溫度、含鹽量恒定pH值212鹽截留率滲透液通量值的影響假如壓力、溫度、含鹽量、回收率恒定反滲透系統(tǒng)中膜元件產(chǎn)水分布規(guī)律第二段第一段進(jìn)水濃水膜面壓力滲透壓凈驅(qū)動壓()凈驅(qū)動壓()進(jìn)水濃水水流方向單支膜元件凈驅(qū)動壓()≈膜面壓力-滲透壓單支膜產(chǎn)水流量正比于凈驅(qū)動壓產(chǎn)水分布影響因素產(chǎn)水分布影響因素因素因素變化趨勢產(chǎn)水分布變得平衡含鹽量↑↓溫度↑↓膜滲透性↑↓回收率↑↓在系統(tǒng)中獲得均衡水量分布的三種方法不同膜元件組合配置兩段采用不同的膜元件或段內(nèi)采用不同的膜元件標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量的膜元件，比如30系列產(chǎn)水量偏大的膜元件，比如等低壓膜系列一些組合的例子:A30400/34i&400/34i,,30-440i&440i.,,30-400&90-400可調(diào)整不同段的產(chǎn)水流量分布不可實(shí)時(shí)連續(xù)調(diào)節(jié)需采用多種類型的膜元件由于采用低壓膜元件，可降低系統(tǒng)總能耗；水質(zhì)有可能會略有下降增加產(chǎn)水背壓可調(diào)整不同段的產(chǎn)水流量分布可實(shí)時(shí)連續(xù)調(diào)節(jié)能耗偏高（高壓泵需提高壓力以克服前段產(chǎn)水的背壓）產(chǎn)水背壓調(diào)節(jié)段間增壓段間增壓可調(diào)整不同段的產(chǎn)水流量分布可實(shí)時(shí)連續(xù)調(diào)節(jié)增加設(shè)備投資及系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜程度能耗較低（只對前段的濃水進(jìn)行增壓，不增加高壓泵負(fù)荷；增壓泵流量較低，功率較低）進(jìn)水壓力容器

壓力容器

壓力容器

濃水段間增壓產(chǎn)水段間增壓改變膜元件產(chǎn)水量分布含鹽量從600升至7500時(shí)，產(chǎn)水分布變得非常不平衡段間增壓7后，2段產(chǎn)水量增加，1段產(chǎn)水量下降，整體產(chǎn)水分布平衡。單支膜元件產(chǎn)水量沒有超過建議最大值。段間增壓改變膜元件回收率分布含鹽量從600升至7500時(shí)，回收率的分布變得非常不平衡段間增壓7后，整體回收率分布平衡。單支膜元件回收率沒有超過建議最大值。不同水量平衡方法反滲透系統(tǒng)能耗比較設(shè)計(jì)1段進(jìn)水壓力()2段進(jìn)水壓力()平均*()噸水能耗(3)常規(guī)設(shè)計(jì)24.42311.181.15段間增壓720.626.111.021.111段產(chǎn)水背壓727.626.115.691.30*():凈驅(qū)動壓流量因子()的原理和選擇反滲透膜壓力容器入口壓力組成進(jìn)水壓力組成影響因素膜凈推動壓()溫度，膜滲透性，通量，（滲透壓）凈滲透壓()溫度，入口鹽含量及組成，回收率壓差()溫度，膜面流速，流道寬度產(chǎn)水側(cè)壓損()連接/傳統(tǒng)連接流量因子（)做為安全系數(shù)，表征膜運(yùn)行一定時(shí)間后發(fā)生污堵導(dǎo)致的進(jìn)水壓力升高。給設(shè)備選型留有余量*另外，單支膜元件產(chǎn)水量存在正負(fù)偏差，但數(shù)量多時(shí)會互相抵消流量因子()實(shí)際產(chǎn)水量和軟件模擬值比較（流量因子）0.7某國內(nèi)反滲透項(xiàng)目運(yùn)行情況*標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)水壓力：實(shí)際運(yùn)行工況，達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水量時(shí)所需要的進(jìn)水壓力1.01.3膜元件發(fā)生污堵時(shí)，為達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水量，理論上需要更高的進(jìn)水壓力。軟件在計(jì)算時(shí)需要選擇污堵因子約0.7，計(jì)算出來的反滲透進(jìn)水壓力才和實(shí)際吻合。所以軟件設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)進(jìn)水情況留有一定余量。流量因子的選擇進(jìn)水水源流量因子選擇地表水/地下水0.7~0.85廢水0.7~0.8一級反滲透產(chǎn)水（二級給水）0.9海水0.7~0.8設(shè)計(jì)模擬

含鹽量的影響濃水反滲透設(shè)計(jì)流量因子()含鹽量的影響

低含鹽量－250相對容易（無產(chǎn)水流量平衡問題）1級膜元件選型2級反滲透時(shí)，2級膜元件選型考慮高含鹽量－7500較高回收率時(shí)，通常會有產(chǎn)水分布不平衡問題，需采取相應(yīng)方法中等含鹽量需考慮其他因素，比如設(shè)計(jì)溫度，回收率等根據(jù)實(shí)際情況考慮調(diào)整低含鹽量－2501級膜元件選型1級膜元件選型綜合比較1級膜元件選型給水壓力()噸水能耗(3)產(chǎn)水()產(chǎn)水3()產(chǎn)水2()注釋30400/34i14.970.702.581.130.0630400/34i13.310.621.840.620.02低能耗，高脫鹽400/34i8.660.412.440.770.06極低能耗，較高脫鹽2級膜元件選型考慮2級膜元件選型綜合比較2級膜元件選型給水壓力()噸水能耗(3)產(chǎn)水()產(chǎn)水3()注釋30-40014.730.600.390.13440i9.340.380.340.06極低能耗，高脫鹽高含鹽量－7500高含鹽量－常規(guī)設(shè)計(jì)高含鹽量－1段產(chǎn)水背壓高含鹽量－段間增壓高含鹽量－不同膜元件組合產(chǎn)水分布平衡方法對比設(shè)計(jì)1段進(jìn)水壓力()2段進(jìn)水壓力()1段平均通量()2段平均通量()噸水能耗(3)產(chǎn)水()注釋常規(guī)設(shè)計(jì)24.2223.2726.679.011.14111.861段產(chǎn)水背壓27.4226.423.0316.271.29101.11段間增壓20.4226.3923.0316.281.11101.09不同膜元件組合20.3319.322.9315.690.96456.29濃水反滲透設(shè)計(jì)

濃水反滲透進(jìn)水含鹽量較低（比如濃水反滲透進(jìn)水1500左右）50~60%回收率設(shè)計(jì)方法：2段6芯，或1段7芯濃水反滲透進(jìn)水含鹽量較高（比如濃水反滲透進(jìn)水15000左右）設(shè)計(jì)方法：可以考慮采用30極低壓海水膜濃水反滲透進(jìn)水含鹽量較高（比如15000左右）采用苦咸水膜采用超低壓海水膜濃水反滲透設(shè)計(jì)對比濃水反滲透膜元件選型給水壓力()噸水能耗(3)產(chǎn)水()產(chǎn)水3()注釋30-400/34i39.172.27161.4577.05普通苦咸水3040041.812.4267.2726.07極低壓海水膜流量因子流量因子的影響0.70.850.9設(shè)置流量因子()流量因子()-0.7流量因子()-0.85流量因子()-0.9流量因子凈驅(qū)動壓()凈滲透壓()2段總壓差()進(jìn)水壓力()功率()注釋0.712.091.490.2813.3173.380.859.761.470.2810.9860.530.98.20.960.289.4151.89流量因子影響謝謝

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