2T/H小型RO裝置基本設計 反滲透膜設備
的RO裝置,可以選擇8支4040膜,采用5:3(串聯(lián))的二段式(分段高回收率55%和42%)串聯(lián)排列,串聯(lián)系統(tǒng)高回收率68%,而5:3的二段式可以有效保證前后段的末端濃水流及均衡膜通量。 不考慮濃差極化及難溶鹽結垢的狀態(tài)下,我們大體可以設計RO一段回收比例45%,RO二段回收比例35%。每小時進水量X狀態(tài)下一段純水產(chǎn)水量0.45X,一段單支膜殼末端濃水流0.55X/5=0.11X。二段純水產(chǎn)水量0.55X*0.35=0.1925X,二段單支膜殼末端濃水流=(0.55X*0.65)/3=0.12X>0.11X=一段濃水流,符合預期。系統(tǒng)綜合回收率=(0.45+0.1925X)/X=64.25%<68%符合基本原則。 反之,當我們選用8040膜,只能選擇2支8040膜,采用1:1的RO膜串聯(lián)排列,系統(tǒng)回收率32%,膜通量,濃水流均無法有效保障,不采用濃水回用的狀態(tài)下,回收率遠遠低于小膜,造成水資源浪費和額外的經(jīng)濟成本。
我們發(fā)現(xiàn)對于8支膜元件的二段式排列方式,系統(tǒng)采用了5:3(5-3/1)的排列方式其一段給水流量(平均單支膜元件)=0.2X,二段給水流量=0.18X,維持了基本平衡。一段濃水流量=0.11X,二段濃水流量=0.12X,符合末段濃水流量大于前段濃水流量要求。 現(xiàn)實設計過程當中為了兼顧膜通量平衡實際采用3+2:3/3的排列方式,這種排列方式在設備體積上也會較5:3串聯(lián)排列更為優(yōu)化,但是在回收率上限方面不如后者(57%<68%),其主要原因是水流行程由8米縮寫為5/6米,當然實際的組合方式要根據(jù)具體需求選擇。
我們設定給水總流量X,一段產(chǎn)水總流量為X1,一段濃水總流量X2,二段給水總流量X2,二段產(chǎn)水總流量X3,二段濃水總流量X4,采用A-B/L(A和B此處不約分)結構,此時一段給水流量=X/(A*L),二段給水流量=X2/(A*L) 一段濃水流量=X2/(B*L),二段濃水流量=X4/(B*L) 總的回收率Y=(X1+X3)/X 一段回收率 Y1=X1/X 二段回收率Y2=X3/X2 表格計算中的系統(tǒng)回收率Y和一段回收率Y1主要參考膜元件串聯(lián)數(shù)量最高回收率表,二段回收率Y2主要通過計算所得,Y1和Y2僅供參考。 結合膜元件串聯(lián)回收率表格,當L≥4時,實際設計的Y1接近或者大于50%,考慮到膜通量的平衡,為了維持后段給水流量,常采用2:1(此處已約分)的排列方式。而當膜元件數(shù)量有限或者比例無法很好調配時,可采用5:3的排列方式。極限情況下可能存在1:1的排列方式。 考慮到膜元件數(shù)量和排列方式組合為非線性狀態(tài),我們通過實際的膜元件數(shù)量窮舉法制作成表格以供大家參考。其中Y=Y1+(1-Y1)Y2+(1-Y1)(1-Y2)Y3.... 二段式Y2=(Y-Y1)/(1-Y1)