反渗透技术已经大规模的应用在各行各业,但不同的行业对水质的要求是不一样的,有很多时候给水经过反渗透设备的膜的一次过滤后,就可以送到用水点或者其他水处理设备中,但也有一些时候,给水经过反渗透膜的一次过滤后还达不到用水点或者其他水处理设备对水质 的要求,此时就须对反渗透的产水用水反渗透膜再进行处理。
反渗透设备的设计须综合考虑到其运行的*、稳定、技术经济合理性、易于操作和维护、设备空间限制及环境保护等诸多方面的要求。
大多数膜的生产厂家为了方便用户进行系统设计,都有自己的设计软件,在进行系统设计时,选择水质类型是十分重要的。针对不同的水质设计软件有不同的设计边界条件(设计报警值)。从RO/UF的渗透液(SDI〈1),到井水(SDI〈3),到软化地表水(SDI=3)到地表水(SDI〈5〉等,水质逐渐变差,所以其边界条件渐趋严格。
大型系统设计时系统回收率是用户比较关心的一个重要参数,回收率设定太高,浓水侧难溶盐的浓度(浓水pH、LSI、离子强度、HCO3-、CO2、总碱度),也会相应增大,这些参数超过设计报警值时需要调节进水PH值或进水中加阻垢剂。
根据生产厂家提供的反渗透膜元件的选用导则确定膜的类型及数量,在确定了压力容器的排列方式时,通常二段排列容器比为2:1,三段排列容器比为4:2:1。
反渗透设备机架不宜设计太高,一般高度应控制在2米以下,以便于膜管及配套管阀的安装、拆卸及维修。管阀布置应充分考虑操作、调节及维修方便,应尽量集中布置。
反渗透设备高压管道通常采用不锈钢,对于一般的苦咸水或自来水采用SS(SUS)304或1Cr18Ni9Ti(国产),水的流速>1.5m/s。低压管道采用钢衬胶、ABS、U-PVC均可。
每只膜管出水端应设置取样阀,以方便监测单支膜管水质,判断膜的污染情况。
一个设计模型的建立往往要经过反复比较、修改才能完成,经过多次调整设计参数,设计软件将计算结果不断地与边界条件比较,直到各边界条件均收敛,同时满足各限制范围要求,系统设计的理论模型才算建立完毕。
一个完整的设计计算结果包含九部分内容:1.文件头信息;2.系统主要参数;3.各段具体参数;4.系统各部分离子浓度;5.系统设计报警;6.溶解度报警;7.结垢计算结果;8.段内详细参数;9.法律说明.判断系统设计是否有问题应首先查看系统设计和溶解度有没有报警。
系统的运行状况如流量、压力、水质须实时监测和控制,有关仪表可分为测量仪表和控制仪表。
控制仪表包括:
1.低压开关:置于高压泵进水端,以免高压泵因缺水而损坏;
2.高压开关:置于反渗透膜进水端,以免高压造成膜元件损坏;
3.氧化还原反应(ORP)仪:检测进水游离氯含量;
4.高温开关:进水侧装置,以免水温过高造成膜元件损坏;
5.电导率开关:产水侧设置,产水电导过高则排放,以保护下游设备;
6.高、低、PH值开关;进水侧装置,防止装置结垢或膜水解。
在线测量仪表包括:
1.流量仪表:测定浓水和产水流量。
2.压力仪表:测定保安过滤器进出口压力,反渗透组件进出口压力,高压泵入口压力,产水压力。
3.水质仪表:测定进水SDI,进水、产水电导率,进水、产水PH,进水余氯,进水温度。
还可根据实际情况增设其它测量和监测仪表。
控制系统
控制系统包括硬件系统和软件系统。
硬件系统由现场过程仪表、液位开关、电机控制装置、可编程控制器、触摸屏等组成。
软件控制系统主要是根据反渗透设备运行要求进行顺序控制和联锁,对于自动化程度较高的企业控制系统可与全厂DCS系统连接。
控制系统对高压泵的控制一项主要内容是防止高压泵启动、停止时产生的液压冲击。通常采用的方法是在高压泵出口安装电动慢开阀、高压泵采用软启动器或变频器控制等方法,具体采用那一种控制方式,应根据高压泵水的流量、压力、功率等因素决定。
控制系统的另一项主要任务反渗透膜的定时冲洗,为防止反渗透设备运行一定时间后浓水侧亚稳态的结垢物质出现结垢,需定期以低压、大流量的进水对膜进行冲洗,以保护反渗透膜。
软件控制系统还会根据需要提供流程控制画面、声光报警、运行数据检索、报表打印、自动开关机等功能。
清洗、冲洗系统
无论预处理如何彻底,反渗透经过长期使用后,膜表面仍会受到结垢的污染;因此,须在反渗透设备中设计一套在线清洗(CIP)系统。
反渗透清洗系统作用是根据反渗透膜污染的情况,配制一定浓度的特定的清洗溶液,清除反渗透膜中的污染物质,以恢复膜的原有特性。
总之,化肥企业大型反渗透设备的设计方案的选择是多方面因素综合考虑的结果,系统设计时既要考虑工艺的科学性、合理性、技术*性、也要考虑设备投资的性价比,以节约设备投资、降低产水成本;而且应根据企业现有的设备条件尽量合理改造现有预处理设备,减少占地面积,合理而已设备,以便操作维护。