反渗透设备设计的常见步骤

1）在选用反渗透膜元件进行反渗透装置设计时，首先应根据膜生产商提供的设计导则，结合原水水源特性和给水的SDI测试值，来确定膜系统的平均水通量数值和单个膜元件的运行出水量。

2）另外，在选定了系统所用膜元件的类型、规格之后，再用系统单元产水量与选定膜元件的运行产水量相除，即得出本系统所需膜元件的数量。然后再根据设备空间限制和设备外形尺寸要求来确定反渗透容器可内置的膜元件数量，进而确定的膜组件的数量(当计算值为小数时，应圆整到整数)。

3）由膜组件(即反渗透压力容器)总数，按照前后两段压力容器之比稍小于2:1的原则进行初步排列，然后再利用膜生产商提供的反渗透设备设计软件来*后确认装置膜组件的排列方式、膜元件型号、产品水流量、水回收率、系统给水压力、浓水压力、膜元件压力降、给水渗透压，并验证浓水系统中各种难溶物质饱和度、LSI或S&DSI数值和产品水品质等数据是否达到设计要求。

4）根据计算结果和工艺要求来为系统选配其它必要的部件。

3.2 反渗透设备工艺结构设计注意要点

大型反渗透装置的反渗透压力容器组件应单独布置在滑架上,，压力容器布置的*高高度应方便于装卸膜元件。

在单元产水量大于30吨/时的大型反渗透装置中，一般选用装有6只8040型膜元件的压力容器较多(也有选用可装有7只膜元件的容器的情况)。无论怎样，我们在设计时都应考虑到在反渗透装置运行（受压）时，压力容器将根据具体压力情况有所伸长（装有6只8040膜元件的反渗透压力容器伸长距离一般在10~15mm左右），同时压力容器的直径也会稍微有所增大（一般在0.3~0.5mm左右），所以在反渗透装置组件和管道固定时，应注意不能限制反渗透压力容器的正常膨胀，否则将引起压力容器的翘曲。一旦压力容器翘曲，将可能会引起内置膜元件的U型密封圈的泄漏而产生沟流和连接膜元件的连接件内置O型圈的密封泄漏。

反渗透装置的管路、阀门、仪表的布置应便于操作和调节。

反渗透装置运行时，对于系统产水量和水回收率的控制非常重要，这些都需要依靠系统所安装的流量表去计量，所以在进行装置设计时，首先要优先选择性能优越可靠的流量仪表，再则是流量仪表在安装使用前一定要校准。另外，在运行时应注意端防止膜元件端头上安装的U型密封圈与R/O压力容器内壁之间发生泄漏。若有泄漏发生会有一部分给水没有经过反渗透膜元件而是旁路流过，这不仅降低了效率，而且实际运行的水回收率已高于依据于产品水流量表和浓水排放流量表而计算出的水回收率。这种情况须避免发生。

大型反渗透装置设计时，须考虑防止或降低反渗透高压泵启动时对膜元件产生的水力冲击负荷（如：水锤和过分的水流冲击）。因为反渗透设备启动时水锤的产生可能会导致反渗透膜元件膜袋及其连接件破损。因此，大型反渗透装置设计时，我们建议在反渗透高压泵出口安装电动慢开阀，以避免由于不合适的设备启动程序而产生水锤和过分的水流冲击。

反渗透装置设计时，在产品水管路系统中应尽可能避免设备在运行时背压的产生与存在，即反渗透膜在任何时候都不允许承受反压。因为背压的产生可能会使膜元件的膜袋粘合线破裂，造成膜元件的永久性损坏。世韩CSM反渗透膜元件允许的静背压须小于5PSI。另外，由于膜袋粘合线的破裂是由于膜袋两侧的压差过高所致，而并非流量原因，所以在反渗透出水系统中设置逆止阀等手段均不能彻底解决问题（因逆止阀不能瞬间关闭，也不保证*零回流）。一般说来，我们建议大型装置产品水管道上应安装爆破膜装置。装设爆破膜一是为了防止运行管理人员疏忽，在设备运行时忘记打开产品水出口阀门（产品水出口装设阀门是为了在对系统进行膜元件清洗做关闭使用）；二是防止系统出现意外而导致背压过高，造成反渗透膜的永久性损坏破损。

反渗透装置设计应保证其在运行和清洗期间，单个膜元件的压力降须小于15PSI，因为作用在膜元件上的压降过大会导致元件膜卷伸出，进而造成膜元件膜卷凸出及膜袋的机械破损。

反渗透设备设计时，在保安过滤器进口之前应装有不符合R/O给水要求的水排放阀。

反渗透装置设计时，应考虑系统在每次启动或停止时能对膜系统进行低压冲洗。另外，在系统短期（几天）停运期间*好能用反渗透产品水对膜系统进行冲洗。

反渗透控制装置上一定要设有监测给水温度的仪表，因膜系统的产水量与水温密切相关，所以监测给水水温非常必要。只有实时监测运行过程中的给水温度，这样才便于计算出“标准化”后的产水量。另外，大型反渗透设备*好能对给水水温进行实时记录，并具有相应的超限报警及超标自动排放等保护功能，因为在水温超过45℃工况下，会对膜元件造成损坏。

反渗透装置上膜组件排列各段之间应装有能准确计量瞬时压力的压力表，以便计算出各段及膜元件的压力降，以便对系统的产水量和盐透过率进行“标准化”。因为膜系统的盐透过率、产水量和各段压力降均是反渗透设备性能分析的重要数据。

在反渗透装置5μ保安过滤器进出口应安装压力表（也可以安装压差表），以监视过滤器进出口的压力差，当保安过滤器进出口压差达到一定值时（一般控制在0.1Mpa之内），提示运行管理人员及时更换滤芯。

在反渗透高压泵进出口安装压力表和压力控制器。其一，保证在反渗透高压泵进水压力低于设定值时报警停泵；其二，保证反渗透高压泵一旦出口压力在规定的时间内（数秒钟）持续高于设定值时，系统报警停泵，从而确保反渗透设备*运行。并且在反渗透设备启动时，建议高压泵的启动与高压泵出口的电动慢开阀实行连锁控制。

在大型反渗透装置中,每一段均应安装性能优异、准确可靠的流量表，以便为设备运行“标准化”提供有效数据。一般建议，总产品水流量表、浓水流量表均应具有现场指示、水量累计和记录功能；各段产品水流量及浓水流量均应有现场指示和水量累计记录，以便计算出各段的给水量、回收率和整个系统的水回收率。

大型反渗透装置的系统加药（酸，阻垢剂，还原剂等）应在准确的自动控制方式下运行，一般采用给水流量信号（脉冲或4~20mA信号）自动按流量信号比例投加的运行方式。小型反渗透设备一般采用手动设置及控制。

大型反渗透装置给水管道和产品水管道上均应安装导电度表，而且导电度表应具有现场指示、记录、超限值报警功能，以便依据给水导电度和产品水导电度数值估算出反渗透设备的脱盐率。

大型反渗透设备设计时应考虑安装PH仪表，尤其当系统采用给水加酸防止碳酸钙结垢的工艺时更应该如此。进水管道上安装的PH表主要被用来在线监测加酸后进水PH值。该表计除具有现场指示、记录和超限报警功能之外，还可与流量表配合对加酸系统进行比例积分自动调控。另外，在反渗透清洗系统的出水管道上同样也需要安装测量准确的PH仪表，因为在对反渗透膜系统进行清洗时，对清洗液PH值的监控尤为重要，药液适宜的PH值是保障清洗效果及维持膜元件优良性能的重要监控参数。

对于应用于自来水或在予处理系统中使用过氧化性杀菌剂地表水的复合膜反渗透设备来说，须考虑在系统给水管线上设置氧化还原电位表和还原剂在线计量投加装置。所选用氧化还原电位表计应具有现场指示，记录和超限报警功能，这是因为对于应用于此条件下的复合膜系统来说，应将系统进水自由氯或其它氧化性物质控制在0.1PPM以下。另外，也可以选择活性炭吸附过滤的予处理方式来消除给水中尚存的氧化性物质。

对于反渗透设备高压泵和高压管道的材料选择也非常重要，设计者一定要注意给水对管道的腐蚀情况。在一般水源条件应用时，高压泵及高压管路选用AISI304不锈钢材料即可；当原水含盐量在2000-5000PPM时，建议选用含碳量小于0.08%的AISI316不锈钢；当原水含盐量(TDS)在5000-7000PPM时，建议选用含碳量小于0.03%的AISI316L不锈钢；当原水TDS在7000-30000PPM之间时，建议选用含钼量为4.0-5.0的904L不锈钢；当系统给水是TDS为32000PPM以上的海水时，建议选用含钼量大于6%的不锈钢，例如254SMO等等。而产品水管道则采用一般不会污染水质材料即可,如*PVC、UPVC、ABS工程塑料等。3-3-5.反渗透膜组件的配置方式及水回收率控制

在设计反渗透设备时，一般都根据系统用途、原水条件、设备空间限制、系统产水规模及系统水回收率等诸多因素，来综合选定反渗透压力容器内置膜元件数和膜组件的基本排列方式。

在应用8040型膜元件的较大产水量的系统中，一般都采用是内置4~6只膜元件的R/O压力容器（在超大型系统中，也可采用内置7只8040膜元件的R/O压力容器）。在应用4040型膜元件的小型系统中，多见是每个压力容器内置1~3只4040型膜元件。

在膜组件的排列方式上，对于采用8040型膜元件及6米的标准压力容器组成的膜组件制作并用于苦咸水淡化的反渗透设备来说，单段配置的反渗透装置一般*高只能获得50~60%的水回收率，而2-1配置(即两段脱盐)的R/O装置往往*终可以获得65~75%的水回收率，较为经济，也符合一般用户的水资源利用之要求，故此在工程中多被采用。在水质条件较好和系统水回收率要求较高时，大型反渗透装置则可以采用4-2-1 (即三段脱盐) 配置方式，在采用该配置方式时，则可以获得大于80~85%的水回收率。