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反滲透膜元件標準產水量與設計產水量

2012-02-01

  有些設計人員或使用人員在設計或使用反滲透系統時,不是根據上述方法進行,而是按照膜元件生產廠家推廣的標準產水量來進行設計或使用,CPA2的標準產水量為10000gpd(即1.58t/h),則同樣一個設計產水量為 100t/h的反滲透系統時,不管何種進水水源,他們選用的CPA2膜元件的數量均為

  膜元件數量=(100t/h)/(1.58t/h)=63支。

  此時相當于系統平均水通量為27.4gfd。

  由于在以地下水或地表水作為進水水源時,該系統平均水通量過高,會造成反滲透系統在短時間內損壞,同時也會造成膜元件生產廠家對其產品提供的3年質量擔保失效,因而是不合理的設計。

  由于世界各地水質不同,而且世界上目前也無統一的反滲透膜元件測試標準,使得膜元件生產廠家在檢驗其產品質量時,只能自行選定膜元件的測試條件,即膜元件生產廠家的標準測試條件。每個膜元件生產廠家選定的膜元件測試條件不完全相同,同一膜元件生產廠家對不同系列膜元件選定的測試條件也并不完全相同,以某公司的低壓系列產品為例,其標準測試條件為1500mg/L氯化鈉溶液,操作壓力為1.55MPa(225psi),溫度為25℃,溶液PH值為6.5~7.0,單支膜元件回收率為15%。

  膜元件標準產水量為膜元件生產廠家在其規定的標準測試條件下測得的產水量。以公司為例,其CPA2的標準產水量為10000gpd即(1.58t/h),CPA3的標準產水量為11000gpd即(1.74t/h)。

  膜元件設計產水量為設計人員在設計反滲透系統時所賦予每支膜元件實際產水量。由于配制標準測試溶液的水源為反滲透產水,因而幾乎不帶雜質,不存在膜元件被污染問題,在實際使用時,除了二級反滲透系統的進水是以一級反滲透系統產水作為原水外,其他反滲透系統的進水幾乎都是經普通預處理后的原水,盡管預處理工藝去除了其中一部分雜質,但與標準測試條件下所用水源相比,其進水水質仍然很差,此時如仍按標準產水量作為設計產水量,則反滲透膜元件很快會受到污染,造成膜元件的損壞。

  為了避免上述情況的發生,膜元件生產廠家提供了設計導則,以使設計人員有據可依。設計導則建議應根據不同的進水水源來選取不同的設計產水量,認為地表水水源含較多的污染物,污染指數SDI值介于3~5,因而其單位面積上的設計產水量應選取較低值,地下水水源含的污染物要比地表水水源含的污染物少,污染指數SDI值較低,一般小于3,因而其單位面積上的設計產水量可選取較高的數值,如果采用一級反滲透系統的產水作為二級反滲透進水,則幾乎不帶雜質,污染指數SID值更低,一般小于1,其單位面積上的設計產水量可選取比地下水更高的數值。

  據此,可知道每根反滲透膜元件的設計產水量與其標準產水量無關,只與其有效膜面積、進水水源、SDI值有關,CPA3的設計產水量不應該是11000gpd,而 只能是該公司設計導則建議的,即

  設計查水量=平均水通量×膜元件有效面積

  查找該公司設計導則,其建議的平均水通量分別是8 ~14gfd(以地表水作為進水水源),14 ~18gfd(以地下水作為進水水源),20~30gfd(一級反滲透系統的產水作為二級反滲透系統的進水), 故在以地表水作為進水水源時,CPA3膜元件的設計產水量=(8 ~14gfd)×400ft2=3200~5600gpd, 折 合成0.50~0.88t/h 。

  以此類推以地下水作為進水水源時,CPA3膜元件的設計產水量為0.88~1.1t/h。

  以一級反滲透系統的產水作為二級反滲透的進水時,CPA3膜元件的設計查水量為1.26~1.89t/h。

  如果設計人員要設計一個產水量為100t/h的反滲透系統時,設計選用CPA3膜元件,以地表水作為進水水源,則所需CPA3 膜元件的數量可估算為

  膜元件數量=系統產水量/CPA3膜元件的設計產水量

  即膜元件數量=(100t/h)/(0.50~0.88t/h)=200~114支。

  假設 每支壓力容器中裝膜元件6支,則可取6的倍數,本系統設計膜元件數量應為198~114支。

  以此類推以地下水作為進水水源時,本系統設計膜元件數量應為114~96支。

  以一級反滲透系統的產水作為二級反滲透的進水時,本系統設計元件數量應為84~54支。

  膜元件生產廠家提供的設計導則是膜元件生產廠家根據其對自己產品的了解和其產品多年的實際使用經驗而總結出來的,只是膜元件生產廠家的建議,用戶按照設計導則設計與使用,則膜元件生產廠家會對其產品提供3年質量擔保。但是設計導則對設計產水量的規定只是一個范圍,設計人員應根據自己的經驗及實際使用情況做出決定。

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