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[矿泉水超滤设备]超低压膜的系统设计---关于水流合理分布的措施

2019-08-09 21

[矿泉水超滤设备]超低压膜的系统设计---关于水流合理分布的措施

1、平均水通量
以海德能公司为例,ESPA1膜元件与CPA2膜元件相比,可以在更高的水通量下运行,在水源为洁净的井水时更是如此。对于SDI值较低的洁净井水(SDI<1),系统水通量可以设计为16~18gfd。对于含较高悬浮物的其他水源,ESPA1膜的设计水通量和CPA2膜相同。进行系统设计可根据给水的类型及质量,选择下列所建议的设计水通量:地表水(SDI2~4),12~14gfd;井水(SDI<2),16~18gfd;反渗透产品水,23~28gfd。
2、纯驱动压力的影响
由于超低压膜(例如ESPA1膜)有较高的特定水通量,在相同水通量下,使用超低压膜元件的系统所需纯驱动压力比(NDP)使用低压膜时要低。由于给水压力降低,使在某些特定运行条件下的系统浓水压力值阶级浓水渗透压力值。这些系统包括水通量低、给水温度较高、回收率高、给水含盐较高的系统。这种环境下,系统的NDP将产生很大梯度,即进水端NDP很高,而浓水出水端NDP降至很低。因此,前端膜元件将在高水通量和高回收率状态下运行,而末端膜元件产出含盐量较高的水量淡水。在这样的条件下,前端膜元件中的浓差极化严重,对产水的含盐量造成不良影响。这可能加速膜的污堵速度。
3、高含盐量给水的系统设计要点
在给水含盐量较低的情况下(即给水渗透压较低),采用超低压膜元件的反渗透系统与采用通常的苦咸水膜元件的反渗透系统遵循同样的设计原则。
然而,对于多段系统给水含盐量较高可能产生极端的水通量分布,此时可通过调整每段运行参数(而不是像传统的系数设计来调整全系统参数),即可修正多段系统中的这种极端水通量分布现象。通常有两种方法来改善分布情况:其一是增加淡段背压;另一是段间设增压泵。
由于背压法无需段间的加压泵,因而较为简单,但采用这种方法时部分泵能量被淡水背压所消耗,因而采用低压膜所带来的节能效果就不可能完全实现。段间泵的使用必然造成设备投资的增加,但与增加背压的方法相比这种方法更为节能。选择何种方法,决定于段间所需增加的压力。
4、混合设计
在同一系统中可以将ESPA1膜与CPA1膜或CPA3膜混用。由于ESPA膜的脱盐率较高,ESPA膜可用于反渗透系统的首部或尾部。当原有系统需要更换部分膜元件以增大淡水产量时,该方法也是有效的。这样即可在不变化原有系统结构的情况下节省能耗。



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