二级反渗透系统设计 11页

'二级反渗透设计二级反渗透设计二级反渗透设计二级反渗透设计DesignDesignDesignDesignSecondPassROSecondPassRO 给水中污染物给水中污染物ContaminationofFeedwaterContaminationofFeedwaterSS少量胶体Na+Cl-有机物一价离子Ca2+Mg2+极少量2+2+Ba2+CaMgSr2+二价离子一级RO膜二级RO膜Pass1membranePass2membrane 二级反渗透设计限制二级反渗透设计限制DesignlimitsofDesignlimitsofsecondPassROsecondPassRO•易结垢的钙镁等二价离子因浓差极化而结垢;Pass1beta≤1.2•胶体在浓差极化层中宜形成凝胶层;•高切向流速能减少污染物在膜面的沉积;•单只元件最大回收率18%,典型回收率15%;•单只元件浓产水最小比例5:1。一级一级二级二级一级二级一级二级ROROPass2•钙镁等二价离子含量极低;beta≤1.7•进水中不存在胶体;•不存在进水中污染物在膜表面沉积的问题;•单只元件最大回收率45%,典型回收率25%;•单只元件浓产水最小比例1.2:1。结论：二级RO设计中可使用短流程串联实现高回收率。 二级反渗透设计限制二级反渗透设计限制DesignlimitsofDesignlimitsofsecondPassROsecondPassRO二级一级ROPass2ROPass1ROPass2ROPass1ROPass2ROPass1进水流量≤17m3/h浓水流量≥2.7m2.7m2.7m1.8m3/h进水(feed)SDI≤151515Permeateflux≤281428142814gfdQmax≤1.76m0.88m1.76m0.88m1.76m0.88m3/h/支(400ft2) 膜元件的改变膜元件的改变ChangeofChangeofmembraneelementmembraneelement400ft2400ft2CPA3CPA3-LD28mil适合使用在一级RO中31mil28mil28milESPA2ESPA2+400ft2适合使用在二级RO中440ft2 设计实例设计实例11Example1ofdesignExample1ofdesign单只膜最大产水一段单只膜进水压力进水压力Q=115m△=12.6bar=10.9bar=12.6bar=10.9bar=12.6bar=10.9bar=2.0m=2.3m=2.0m=2.3m=2.0m=2.3mP=0.6bar3/h3/h单只膜最小产水二段单只膜浓水压力浓水压力浓水压力浓水压力浓水压力回收率△=90%=8.4bar=6.3bar=8.4bar=6.3bar=8.4bar=6.3bar=1.2mP=0.6bar3/h在相同的115m3/h二级RO系统设计中：一段一段一段一段一段△△△△△P=1.6barP=2.1barP=1.6barP=2.1barP=1.6barP=2.1bar采用采用ESPA2+ESPA2二段二段二段二段二段△△△△△P=2.1barP=2.2barP=2.1barP=2.2barP=2.1barP=2.2bar排列８排列9(6):2(6)(6):2(6)•用ESPA2+膜元件减少1支膜壳和6系统系统支膜元件；系统△△P=3.7barP=4.6barP=3.7barP=4.6barP=3.7barP=4.6bar用666066606660支膜元件111011101110支6芯膜壳•膜壳进水流量过大的现象进一步扩大；平均水通量=27.6gfd•系统压力损失进一步扩大；•因压差导致水通量不均衡的现象进一步扩大； 设计实例设计实例22Example2ofdesignExample2ofdesign单只膜最大产水一段单只膜Q=115m△=2.1mP=0.4bar3/h3/h进水压力=9.9bar单只膜最小产水二段单只膜浓水压力回收率△=90%=8.0bar=1.6mP=0.3bar3/h在相同的115m3/h二级RO系统设计中：一段△P=0.9bar采用ESPA2+二段排列△11(4):4(4)P=0.7bar•采用11:4排列，膜壳增加5支；系统用60△支膜元件P=1.9bar15支4芯膜壳•膜壳进水流量过大的现象被有效缓解；平均水通量=27.6gfd•系统压力损失被减小；•因压差导致水通量不均衡的现象被遏制； 二级二级RORO设计总结设计总结((一一))SummarizeofSummarizeofdesigndesignsecondpassROsecondpassRO方案1方案2方案3膜元件ESPA2ESPA2+ESPA2+膜数量66支60支60支膜壳6芯6芯4芯膜壳数量11支10支15支平均设计水通量27.6gfd27.6gfd27.6gfd进水压力12.6bar10.9bar9.9bar系统压差4.5bar4.8bar2.0bar单只膜最大压差0.6bar0.6bar0.4bar单只膜最大设计水通量31.4gfd32.9gfd30.3gfd单只膜最小设计水通量19.3gfd17.3gfd22.8gfd最大水通量/最小水通量1.63倍1.90倍1.33倍 二级二级RORO设计总结设计总结((二二))SummarizeofSummarizeofdesigndesignsecondpassROsecondpassRO方案1方案2方案3一段进水流量14.2m3/h16.0m3/h11.6m3/h二段进水流量14.7m3/h15.0m3/h10.0m3/h一二段进水流量偏差0.5m3/h1.0m3/h1.6m3/h一段浓水流量3.3m3/h3.7m3/h3.6m3/h二段浓水流量6.4m3/h6.4m3/h3.2m3/h一二段浓水流量偏差3.1m3/h2.7m3/h0.4m3/h性价比评价最差较差最好流量/通量均不均衡流量均衡系统压差占进水压力35%压差最低其它评价能耗较高通量均衡能耗最低 二级二级RORO设计总结设计总结((三三))SummarizeofSummarizeofdesigndesignsecondpassROsecondpassRO•二级RO采用ESPA2+是合理降低系统成本的有效办法；•采用高通量设计(22-28gfd)的二级系统是安全的；•高通量设计的系统产水水质优于低通量设计的系统；•应将系统成本更多的投到需要低通量设计的一级系统中；•二级系统膜元件应选择比通量高于一级系统的膜元件；•使用3(4):1(4)排列构成短流程二级RO系统更为合理；•采用4芯膜壳的二级系统与采用6芯膜壳的一级系统集成在同一支架上的工业设计有待进一步优化。 THEENDTHEEND'