膜说明 —— 原理、设计和运用

1. 膜说明——原理、设计和运用

2. 全流过滤 错流过滤 进水 进水 纯化水 纯化水 水中颗粒物将很快 污染膜表面 水中颗粒物将 被连续带走 过滤的型式

3. 错流过滤种类 微 滤 超 滤 纳 滤 反渗透 范围 大分子量 一般分子 小分子 离子态 颗粒尺寸 1.0 - 0.1 mm 0.1 - 0.01 mm 0.01 - 0.001 mm <0.001 mm 去除物 悬浮颗粒, 蛋白质, 热原, 小的有机物, 大的胶体, 胶体, 二价离子 金属离子, 细菌 有机物 病毒 盐类 分子量 >100,000 10,000 - 100,000 200 - 20,000 <300 操作压力 10 psig 10 - 100 psig 200 -250 psig 200 - 800 psig 预处理要求 低 中等 高 高 投资成本 低 中等 高 高

4. 过滤型谱

5. 膜的构造 • 螺旋卷式 • 中空纤维 • 管状

6. 膜系统

7. 卷式膜的工作模式

8. 卷式膜的螺旋形设计

9. 膜元件的结构

10. 典型的 RO 设备

11. 相关术语 浓水 产品水 回收率 脱盐率

12. 反渗透基本概念 进水 产水 75 gpm 100 gpm 75% Recovery 600 ppm TDS 30 ppm TDS 5% Salt Passage 25 gpm 25% Reject 浓水 2310 ppm TDS 95% Salt Rejection

13. 2段RO 系统 #1 单元 纯水 给水 高压泵 #2 单元 2:1 排列 1st 段 产品水 2nd 段 FEED 浓水 浓水 浓水 膜壳 膜元件

14. RO 设备常用术语 膜壳 1st 段 2nd 段 单元

15. 45 ° 不同材质膜的比较 复合膜 醋酸纤维素 pH 5.0-6.5 2.0-11.0 平均脱盐率 % 95% 99% No 微生物侵蚀 Yes ° 35 C 温度 C 余氯容忍性 优秀 差 400 psig 200 psig 典型操作压力

16. 离子透过性 （NH4+） （Na+） （K+） （Mg2+） （Sr+） （Ca2+） （NO3-） （偏硅酸） （Cl-） （F-） （HCO3-） （SO42-） （PO3+） * TFC 膜元件额定脱盐率为97%（以 NaCl计）

17. RO有什么优势? 能去除非离子性复合物和溶解性固体物 (如 有机物，硅酸，细菌) 减少使用离子交换技术所附带的危险化学品的储存和操作 降低离子交换设备的负荷: 延长运行时间 延长树脂寿命 降低运行成本

18. RO有什么缺点? 浓水排放量占进水的25% 产水无法直接作为高压锅炉补水 终端过滤器比较容易污堵: - 增加运行成本 - 降低膜寿命

19. 运行成本分解 电耗 27% 膜更换 31% 药剂 17% 人工 其它 15% 7% 滤材更换 3%

20. 通常进水指标 NS - Not Specified

21. 导致RO膜的水解因素 • TFC 膜 • 进水中的氧化剂 (如 Cl2, O3) • 进水余氯 > 0.01 ppm • 温度 > 45 oC • 曝于阳光直射下 • CA 膜 • 微生物生长 • pH 值 • 温度 > 35 oC • 曝于阳光直射下

22. RO 系统监测参数 预处理监测点 SDI, 浊度, pH, 氧化剂 温度, 压力, TDS 污堵物 (细菌, 重金属, 硬度, 硅酸) 性能监测 脱盐率 产品水正常流量 压差 进水流量

23. 日常操作 & 性能参数 脱盐率 (通过计算) 膜进水压力 产品水压力 浓水压力 净压差 (通过计算) 净操作压力 进水流量 产品水流量 浓水流量 正常产水流量 (通过计算) 回收率 (通过计算) 日期 进水污泥密度指数 (SDI) 进水浊度 进水温度 进水 pH 氧化剂浓度 (如. Cl, 消毒剂) 进水电导或 TDS产水电导或 TDS 浓水电导或 TDS

24. 产品水流量, 电导度, 压力 RO 膜 进水 产品水 高压泵 SDI, 压力 浓水 流量, pH, 电导度, 浊度, 温度, ORP 流量 电导 浓水压力 关键参数位置

25. ORP 进水 保安过滤器 砂过滤器 颗粒监测仪器 残余絮凝剂监测 SDI TDS 锅炉 RO 装置 离子交换器 关键监测仪表位置

26. 保安过滤器 砂过滤器 进水 CIP 装置 锅炉 RO 设备 离子交换器 加药点位置 氯添加 还原剂添加 阻垢剂添加 主要 主要 * 次要 PAM 添加 杀菌剂 * 次要 酸添加 清洗 * 次要添加点: 当进水铁含量 >0.5 ppm 时建议使用

27. RO 系统设计

28. 如何设计 RO 系统 • 产品水量要求 • 进水水质 • 进水温度及其变化和热量回收情况 • 期盼的水质 • 浓水有无其他用途要求 • 监测和控制要求 • 需要分成几个单元 预处理单元 • 过滤 • 多介质/石英砂 • UF/MF • 保安过滤器规格 • 微生物 • pH 控制 • 药剂使用 • 仪表/自动控制 • ORP/余氯监控

29. RO 预处理系统 • 错流过滤装置 • 微滤 (MF) • 超滤(UF) • 过滤装置 • 多介质 • 滤芯 • 锰砂 • 活性炭 • 离子交换 • 软化 • 双床 • 混床 • 加药 • 阻垢剂 • 分散剂 • 石灰软化 • pH 调整 • 氯 • 其它 • 热交换器 • 除碳器 • UV • RO 后处理系统 • 错流过滤装置 • ·微滤 (MF) • ·超滤((UF) • Polishing RO • 离子交换 • 双床 • 混床 • ED/EDI • 加药 • pH 调整 • 氯化处理 • 其它 • 微孔过滤器 • 脱气塔 • 储槽 系统总的设计 RO 单元 系统控制单元

30. RO预处理 • 能可靠的运行 • 根据现场和膜的要求进行设计 • 了解必需的条件 • 源水的了解至关重要 • 适合操作人员的水平

31. RO预处理值多少? 清洗周期预处理投入 三个月或更长 适当的 1 ~ 3 个月 更多的资金投入 每月增加一点 更多的资金投入

32. 预处理设计需要考虑（1/3） • 膜的规格，型式 (高脱盐率 或 抗污染型) • 进水水质 (来源和变化) • 进水流量 (小设备与大设备的比较) • RO回收率 (高的回收率意味更好的预处理) • 后处理设备的要求 (pH 调整)

33. 预处理设计需要考虑（2/3）

34. 预处理设计需要考虑（3/3） 人为因素导致的污染 • 市政水处理场加药 • 阳离子絮凝剂 • 明矾或含铁的氯化物 • 磷酸锌盐 • 性质相反的药剂 • 氧化性化合物

35. RO12TM 基于水的化学特性和系统设计及系统操作而对结垢的可能性进行的计算. 计算加药量 建议防止结垢的方案

36. RO 设计确认点 • 保守设计是可取的 • 平衡投资和运行成本 • 保证出水水质水量能可靠的达到 • 尽可能小的清洗频率 • 彻底进行水质分析

37. 建议的设计极限 水的类型SDI平均通量 每年衰减 地表水 < 4 14 - 24 LMH 7-9% 井水 < 3 24 - 31 LMH 5-7% RO 产水 < 1 31 - 51LMH 2-4% 膜类型:型号系统压力每年升高 复合膜: 盐水 (低压膜) ESPA 3 - 17% 盐水 (高脱盐率) CPA/LFC 3 - 17% 海水 SWC 3 - 17% 纳滤(软化) ESNA/PVD1 3 - 17%

38. RO 设计方针 • 既定的流量 • 进水流量和浓水流量

39. RO 系统配置（示例）

40. RO 系统的设计 • 在购买之前最好能租借一相似的系统进行哪怕一个月的现场使用，也会对系统的整体设计十分有帮助。

41. 膜的选择 –海德能 • ESPA: 盐水, 低压. • CPA: 盐水, 高脱盐率. • LFC: 盐水, 抗污染. • SWC: 海水，降低盐份. • ESNA: 盐水, 软化.

42. 膜的选择 –陶氏 BW30: 盐水. SW30: 海水脱盐. NF 纳滤. XLE: 超低压.

43. 在线清洗 (CIP) 装置

44. 膜清洗的最佳途径 • 逐步的 • 正确的药剂/配比 • 足够的流量 • 清洗持续时间 • 清洗之后的问题观察

45. 模拟软件 –海德能

46. 模拟软件 –海德能

47. 模拟软件 –海德能

48. 模拟软件 –陶氏