在纯水设备的研发与设计中,系统的回收率是一个至关重要的指标。通常,一级反渗透的回收率范围在50%至75%,而二级反渗透的回收率则在80%至90%之间。在不考虑浓水回流的情况下,我们应遵循一定的回收率限制。
关于膜元件串联的最高回收率限制
我们的焦点是2-4支膜元件组成的小型反渗透设备。受到最大回收率的限制,我们可以忽略在浓差极化状态下难溶盐结垢的风险。根据我们的观察,当反渗透设备的膜元件数量不足时,即使采用全串联模式,系统的回收率也会受到限制。
常见的小型设备包括0.5T/H、1.0T/H的一级反渗透设备,以及0.5T/H的二级反渗透和超纯水设备。对于这些设备,膜元件分别为2、4支,以及(3+2)支4040反渗透(RO)膜。当3T/H以下的产水量纯水设备选用8040膜元件时,其上限与前文所述类似。
常见提高系统回收率的方法:
①增加膜的段数以提高回收率——但这种方法往往受限于设备结构和膜元件的配置。
对于小型设备而言,完全串联状态已达到其回收率的极限。不论是单膜壳串联还是多段式串联,本质上都难以突破这一限制。
②浓水回流以提高回收率——这是一种有效的手段。
通过将RO系统产生的一部分浓水回高压泵前(可能经过或不经过额外净化处理),与进水混合后再次进入膜组件进行反渗透处理,从而提高RO系统的回收率。此方法尤其适用于系统产水量不大,水流无法流经长膜组件的情况。
虽然浓水回流能在一定程度上提高系统回收率,但也会带来一些问题,如进水处污染物浓度的提高和RO系统结垢风险的增大。必须加强对反渗透系统的运行控制和管理。
非传统提高回收率的方法:
③浓水二次反渗透——这是一种更高级的方法。
浓水经过独立反渗透装置(通常称为ROR装置)处理后,可以更好地应对浓水水质。此方法适用于小设备但客户对回收率有较高要求的情况。
此方法需要额外配置设备,增加成本,且在经济上可能不够可行。由于总体水量有限,ROR装置的使用效率也无法得到保证。
④遵循膜设计原则并调整膜元件的回收率——这通常不是推荐的做法。
虽然有人可能会尝试随意调整浓水比例调节阀以满足更高的回收率需求,但这会加速膜元件的污染速度并可能导致严重后果。在设计和使用过程中应遵循专业建议。
注意事项与知识补充:
小型设备的系统回收率低是设计上的基本属性而非错误。良好的沟通需要双方都具备一定水处理知识基础和耐心。在选择设备和设计系统时,单纯追求价格可能并非最佳选择。
技术细节与建议:
为更好地调节和保护反渗透系统,可考虑设置中间过渡水箱以收集一级RO反渗透膜的产水。
对于产水电导率的控制,适当调节进水pH值可以有效地阻止CO2透过反渗透膜并降低电导率。但在操作过程中需谨慎处理以防止碳酸钙沉淀。
无论是设计还是使用反渗透纯水设备,都需要综合考虑各种因素并遵循专业建议。通过合理的设计和操作,可以有效地提高系统回收率并延长设备的使用寿命。
补充表格与数据: