海水淡化反渗透设计导则
反渗透膜系统设计导则及应用指南
反渗透膜系统设计导则及应用指南
一、反渗透膜系统设计导则
1、蒸发技术：反渗透膜系统应采用适当的蒸发技术，如湿膜蒸发器、熔盐蒸发器等。
其中，湿膜蒸发器的蒸发效率可高达98%，它利用液体的
传热冷却技术，可以节约能源，减少噪音，并且易于操作和维护。
2、能耗：如果反渗透膜系统使用不当，则会对能耗造成显著增加。
应采用合理的设计，并为膜元件的操作压力、流量和温度等因素进行优化，以便降低能耗。
3、反渗透元件的布局：应注意确定反渗透膜元件的布局，使之能够
有效地利用反渗透膜元件的空间，以便提高其反渗透效率。
4、水质监测：应在反渗透膜元件类型的确定以及设备运行前后，均
对水质进行监测，以确保反渗透膜元件的正确使用。
二、反渗透膜系统应用指南
1、反渗透膜系统适用于各种水质回收利用，如水库水质深度处理、
海水淡化、废水回用等；
2、在安装反渗透膜元件时，应注意为元件预留足够的空间，以免影
响膜元件的效率；
3、反渗透膜元件必须经常检查，清洁膜元件的表面和管道，以免影
响其膜性能；
4、应对膜元件的温度、流量、压力等因素进行优化，以节约能源，
提高其反渗透效率；。
反渗透的设计原则
反渗透的设计原则一、了解产水量根据用户的需求，确定设备每小时的产水量。
二、膜型号的选择1、根据膜的进水水质选择膜的型号：进水（溶解性固体）TDS≤1000ppm 可选用超低压膜元件进水3000ppm≥TDS≥1000ppm可选用抗污染膜元件进水TDS≥3000ppm可选用苦咸水淡化膜元件进水TDS≥5000PPM可选用海水淡化膜元件2、根据产水量选择膜元件：一般情况∶产水量＜4T/H的反渗透设备多选用4040膜元件；产水量≥4T/H的反渗透设备多选用8040膜元件。
三、膜元件的确定：单支膜元件的产水量通常是指其标准产水量(即在25℃，在满足进水条件下的产水量)但考虑到进水温度、进水水质、以及膜的产水量衰减、膜的排列方式等诸多因素，在选择膜元件的数量时一定要留出一定的余量，以保证反渗透装置的设计产水量。
计算系统所需的膜元件时，用系统设计产水量除膜元件平均产水量，所得的最大整数值为膜元件的最低数。
四、压力容器的确定膜组件：一个或多个膜元件组合起来，放置在压力容器内，构成一个脱盐部件，称为膜组件。
最常见的压力容器有不锈钢和玻璃钢两种材质；常用压力容器直径有4英寸(101.6mm)和8英寸(203.2mm)的尺寸；进水方式有端进水和侧进水两种。
根据膜元件的数量，综合考虑设备占地面积、设备回收率、设备运行压力等因素，来确定压力容器。
一般单支压力容器装填的膜的支数越多，设备的回收率也越高；压力容器的材质选择要根据水源、进水水质及运行压力的高低而选择不同材质的容器。
对于大型RO系统，常选用较长(即膜装填支数尽量多)的压力容器组件，这样需较少的膜组件；对于小型RO系统，常使用较短的膜组件，这样既方便运输，安装,占地面积又小。
五、排列方式的确定根据需要，可将多个膜组件排列成一级、二级甚至多级，每级中的膜组件又可排列成一段、二段甚至多段。
所谓一级是指进料液经一次加压反渗透分离，二级是指经过二次加压反渗透分离，依此类推；在同一级中，排列相同的膜组件成一个段。
反渗透、超滤设计计算导则,水通量、选泵、选膜参数,陶氏,美国海德能设计参数
反渗透、超滤设计计算导则水通量、选泵、选膜参数陶氏，美国海德能设计参数1 反渗透和纳滤设计规范 (2)1.1 原始设计资料 (2)1.2 参数选择 (2)2 超滤设计规范 (7)2.1 设计原始资料 (7)2.2 参数选择.................................................................. 错误!未定义书签。
3 微滤设计规范 (13)3.1 微滤膜的应用范围 (13)3.2 常用微滤器的设计 (13)1 反渗透和纳滤设计规范反渗透和纳滤的设计流程是：首先根据水质类型、进出水指标选择膜的厂家、型号，然后在通过相应的膜计算软件进行模拟计算，得出最终的设计结果。
1.1 原始设计资料1.1.1 齐全的设计资料反渗透设计所需提供的原水参数：阳离子：Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+、Ba2+、Sr2+阴离子：CO32－、HCO3－、SO42－、Cl－、F－、NO3－、其它：水源类型、温度、pH、游离CO2、Fe、SiO2、溶解性总固体、电导率、浊度1.1.2 简单的设计资料当原水水质不全，做反渗透估算时需提供的原水参数：水源类型、溶解性总固体、电导率、水温、pH值1.2 参数选择1.2.1 膜型号的选择1. 各型号反渗透膜的适用范围2. 各型号纳滤膜的适用范围1.2.2 设计软件参数选择1. 设计水温：一般15℃2. 膜数量计算通常4”膜的设计产水量为250L/h ；8”寸膜的设计产水量为1000L/h单支膜设计产水量产水量膜数量＝3. 系统回收率系统回收率参照《反渗透水处理设备》GB/T 19249－2003设计，同时根据具体的设计调整➢ 小型设备（日产水量≤100m 3/d ，4m 3/h ）≥30％➢ 中型设备（日产水量≤100～1000m 3/d ，4～40m 3/h ）≥50％ ➢ 大型设备（日产水量≥1000m 3/d ，40m 3/h ）≥70％ 4. 水通量➢ Hydranautics➢ DOW➢KOCH1.2.3 工艺设计参数选取1. RO/NF系统设计预处理水量：＝反渗透/纳滤产水÷回收率高压泵：根据RO计算软件的设计结果选型，一级高压泵出口压力＝3年计算结果+0～1bar二级高压泵出口压力＝3年计算结果+1～2bar 膜数量及排列方式：根据RO计算软件进行模拟2. 清洗系统➢清洗泵的选择扬程＜5kg，3~4kg（30~40m）流量：按压力容器的个数选择，单支压力容器×并联的个数8英寸或8.5英寸压力容器，流量为133~151L/min（7~9t/h）6英寸压力容器，流量为57~76L/min（3~5t/h）4英寸压力容器，流量为34~38L/min（2t/h）➢清洗水箱的选择对于正常污染时，按下式计算，对于严重污染时，可将溶液体积加倍每根4"×40"膜元件配制2.2加仑（0.00836m3）溶液每根8"×40"膜元件配制8.7加仑（0.033m3）溶液➢清洗用保安过滤器通常采用孔径为5至10微米的过滤器以除去清洗出来的污垢。
火力发电厂反渗透海水淡化装置设计导则
火力发电厂反渗透海水淡化装置设计导则下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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基于反渗透技术的海水淡化设施设计与优化
基于反渗透技术的海水淡化设施设计与优化海水淡化是解决全球淡水短缺问题的重要途径之一。
而基于反渗透技术的海水淡化设施设计与优化，可以有效提高淡化效率，并降低能源消耗。
本文将介绍海水淡化设施设计与优化的基本原理、技术要点和实施方法。
海水淡化设施的设计与优化主要涉及以下几个方面：膜组件选择与布置、预处理系统、压力能源回收、操作与控制策略以及废水处理等。
下面将分别进行介绍。
首先，膜组件选择与布置是影响海水淡化设施效率的关键因素。
反渗透膜和超滤膜是常用的膜组件。
根据海水水质情况和需求水质要求，可以选择不同的膜组件。
同时，合理的膜组件布置能够提高膜组件的利用率，减少系统阻力，提高淡化效率。
其次，预处理系统是海水淡化设施中不可或缺的环节。
预处理系统的主要目的是去除海水中的悬浮颗粒物、有机物和生物污染物等，以保护膜组件不受污染并延长使用寿命。
预处理系统通常包括沉淀池、过滤器、活性炭吸附器等。
对于预处理系统的优化，可以采用多级过滤、反洗等方法提高去除率。
第三，压力能源回收是提高海水淡化设施能源效率的重要手段。
反渗透过程中产生的高压浓水通常会被排放掉，而回收这部分能量可以用于提供部分需要的压力能源，从而降低设施的能源消耗。
压力能源回收技术通常包括压力交换、气体扩散、液体活塞等。
通过合理的压力能源回收系统设计与优化，可以显著减少能源消耗，提高系统经济性。
操作与控制策略是保证海水淡化设施稳定运行的关键。
合理的操作与控制策略包括膜组件清洗、膜组件代换、浓水排放控制、产水流量控制等。
通过定期的膜组件清洗和代换，可以保持膜组件的工作性能，提高系统的稳定性。
同时，合理的产水流量控制和浓水排放控制可以保持设施的稳定性和经济性。
最后，废水处理是海水淡化设施中一个重要的环节。
海水淡化过程中产生的浓水通常含有高浓度的盐分和污染物，如果直接排放会对周围环境造成不可逆的影响。
因此，废水处理系统的设计与优化是海水淡化设施运行的关键环节。
常见的废水处理方法包括盐类沉淀、中和处理和再生利用等。
反渗透膜法海水淡化工艺的设计
反渗透膜法海水淡化工艺的设计一、引言二、反渗透膜法海水淡化的原理反渗透膜法海水淡化的基本原理是利用半透膜的选择性透过特性，只允许水分子通过，而阻止盐离子和其他杂质通过。
当海水在高压作用下通过反渗透膜时，水分子会透过膜进入淡水侧，而盐离子和其他杂质则被截留在海水侧，从而实现海水的淡化。
三、工艺流程设计（一）预处理系统海水在进入反渗透膜之前，需要进行预处理，以去除海水中的悬浮物、胶体、有机物、微生物等杂质，防止它们对反渗透膜造成污染和损坏。
预处理系统通常包括以下几个步骤：1、混凝沉淀：向海水中投加混凝剂，使海水中的悬浮物和胶体形成絮体，然后通过沉淀去除。
2、过滤：经过混凝沉淀后的海水，再通过砂滤、活性炭过滤等方式，进一步去除细小的悬浮物和有机物。
3、杀菌消毒：为了防止微生物在反渗透膜表面滋生和繁殖，需要对海水进行杀菌消毒处理，常用的方法有紫外线消毒、加氯消毒等。
（二）高压泵系统经过预处理的海水，需要通过高压泵加压，使其达到反渗透膜所需的操作压力。
高压泵的选型和设计需要考虑海水的流量、压力、温度等因素，以确保其能够稳定运行，并提供足够的压力。
（三）反渗透膜组件反渗透膜组件是海水淡化的核心部件，其性能直接影响到海水淡化的效果和成本。
目前常用的反渗透膜有醋酸纤维素膜和聚酰胺膜等。
在设计反渗透膜组件时，需要考虑膜的类型、数量、排列方式等因素，以达到最佳的淡化效果和经济性。
（四）后处理系统经过反渗透膜处理后的淡水，还需要进行后处理，以满足不同的用水需求。
后处理系统通常包括pH 调节、矿化、消毒等步骤。
四、主要设备选型（一）反渗透膜选择合适的反渗透膜是海水淡化工艺设计的关键。
需要考虑膜的脱盐率、水通量、耐污染性、使用寿命等因素。
同时，还需要根据海水的水质特点和处理规模，选择合适的膜品牌和型号。
（二）高压泵高压泵是提供反渗透膜操作压力的关键设备，需要选择具有高扬程、高效率、可靠性好的泵型。
常见的高压泵有离心泵、柱塞泵等。
日产万吨淡水的反渗透海水淡化设计方案
日产万吨淡水的反渗透海水淡化设计方案反渗透是一种先进的膜分离技术。
这种技术使欲分离溶液的某些成分在压力的作用下，透过具有选择透过性的半透膜——反渗透膜，在膜的低压侧和在常温下收集透过物，在膜的高压侧为被阻留的其他成分的浓溶液[1]。
万吨级反渗透海水淡化工程的工艺流程分为海水取水，海水预处理，反渗透海水淡化，产品水后处理和系统控制五个部分。
一、海水取水取水口设在离岸边200m远的海中，用管道接至取水泵房。
通过真空泵抽出引水管中的空气，然后启动取水泵将海水通过地下管路送到厂区[2]。
二、海水预处理反渗透海水淡化过程中，由于海水中悬浮物和成垢组分对膜造成污染，导致膜性能下降或损坏[3]，必需预先除去这些有害组分。
预处理主要解决问题有[4]：沉淀结垢；有机物污染；胶体附着；生物污染。
具体可分为：1、海水杀菌：多投加液氯、次氯酸钠和硫酸铜等试剂。
2、混凝过滤：旨在去除海水中胶体、悬浮杂质，降低浊度。
混凝剂一般选用FeCl3 [5]。
3、防止结垢沉淀：在淡化过程中浓缩会产生难溶无机盐沉淀，影响反渗透膜使用效果和寿命，必须添加阻垢剂。
常用的有六偏磷酸钠或复合阻垢剂[6]。
4、过滤器过滤：为了提高进水水质，降低进水浊度，常在混凝过滤之后加砂滤过滤器，使水中的微小悬浮物和颗粒物进一步去除。
三、反渗透海水淡化反渗透海水淡化系统是工程的核心部位，主要由膜元件、压力膜壳、高压泵、能量回收装置等设备组成[7]。
反渗透海水淡化工艺主要包括海水预热系统和反渗透脱盐系统两部分。
海水预热系统在低温时使用，以满足系统的最低温度要求。
反渗透脱盐系统主要包括高压泵、增压泵、压力交换式能量回收装置、渗透膜组等。
原料海水40%通过高压泵加压，60%通过能量回收装置和增压泵加压，两股原料海水混合后进入反渗透膜组，透过反渗透膜的淡水引至室外产品水池，再送至终端用户[8]。
四、产品后处理反渗透产水经空塔滤器后，通过计量泵在产水管路中投加NaOH溶液，以提高产水pH值。
反渗透海水淡化工程方案
反渗透海水淡化工程方案一、前言近年来，随着全球人口的不断增加和工业化进程的加快，淡水资源日益紧缺。
而海水淡化工程以其对淡水资源的开发和利用具有重要意义，成为解决当今世界淡水资源短缺问题的重要手段之一。
本文将针对反渗透海水淡化工程的技术原理、工程设计和运行管理等方面展开详细阐述，为相关领域的研究和实践提供借鉴。
二、反渗透海水淡化工程的技术原理1. 反渗透技术概述反渗透技术是一种利用半透膜分离产生纯水和浓缩溶液的技术。
在海水淡化工程中，通过反渗透技术可以将海水中的盐分和有机物质去除，从而得到高纯度的淡水。
2. 反渗透海水淡化工程系统组成反渗透海水淡化工程系统主要由预处理系统、反渗透膜组件、压力容器、泵站和控制系统等组成。
其中，预处理系统主要用于去除海水中的悬浮物、颗粒物和有机物质等杂质，以保护反渗透膜的运行和延长其寿命。
3. 反渗透海水淡化工程工艺流程(1) 海水取水：通常选择在海岸线附近设置取水点，将海水通过管道输送至反渗透膜组件。
(2) 预处理：利用颗粒滤料、活性炭滤料等对海水进行预处理，去除大部分悬浮物和颗粒物。
(3) 高压泵进料：将经过预处理的海水送入反渗透膜组件，产生高压使海水通过半透膜，使得纯水部分透过半透膜，成为产水，而盐分和其他杂质停留在膜表面，形成浓缩水。
(4) 浓缩水排放：将浓缩水排放到海洋中或者进行其他处理，以避免对环境造成污染。
(5) 产水收集：收集通过反渗透膜产生的高纯度淡水。
三、反渗透海水淡化工程的工程设计1. 反渗透膜组件的选择选择适合海水淡化工程的反渗透膜组件是工程设计的关键。
通常情况下，采用高效的反渗透膜组件可以提高淡化率和产水质量，降低成本和能耗。
2. 反渗透膜组件的布置在海水淡化工程中，为了提高反渗透系统的产水率和减少能耗，需要设计合理的反渗透膜组件布置。
通常情况下，可以采用多级反渗透系统，采用交错布置或平行布置的方式，以提高系统效率。
3. 泵站设计海水淡化工程需要经过高压泵的加压作用才能使海水通过反渗透膜，因此泵站的设计是工程设计的重要环节。
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• 反渗透部分
– 缓慢升压（2分钟） – 防止产水回流导致背压破坏 – 坚持记录和标准化运行数据 – 出现问题及时清洗 – 停机时注意保存好膜元件
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Maximum permeate flow rate, gpd (m3/d) 9,000 (34) 6,700 (25) 6,100 (23) 10,600 (40) 7,900 (30) 7,200 (27) 11,000 (42) 8300 7600
Feed source Element type BW elements (400 ft2 and 440 ft2) SW elements Active area Element type ft2 (m2) BW elements 440 (40.9) SW elements 320 (29.7) SW elements 380 (35.3)
海水淡化系统段数设计
Concentrate Pump
Concentrate stage 1
Pump
Recycle Permeate
Concentrate stage 2
• 设计多少段？
– 回收率50%以下，通常只用一段（1995年前两段） – 回收率50~60%，需要两段设计
• 两段设计，段间需要设增压泵 • 例外：采用ISD设计和FilmTec新型的大通量海水淡化膜，可以只 用一段达到55~57%的回收率
Blend
– 除了脱硼要求外，通常为一级 – 需结合通量，回收率等其他方面综合考虑
• 新概念
– 分流产水，压力容器两端均有产水管，前端产水直接应 用，后端产水根据需要做二级处理
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膜系统:
RO System
Energy Recovery Device ERD) (ERD)
后处理系统:
Post-treatment Boron Resin
High Efficiency ERD
High Flow or Thicker Spacer RO Elements High Recovery RO System (Single Stage or BCS) Large Diameter RO Elements NF - NF or NF - RO Hybrid
预处理系统 • 传统预处理
– 絮凝沉淀+砂滤
• 膜法预处理
– 浸没式超滤 – 压力式超滤
• 其它方法
– 气浮（DAF） – 活性碳过滤（ACF） – 生物过滤（Bio-Filter）
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系统回收率的演变
Plant PlantCapacity Capacity 33 >>10,000 10,000m m/day /day
取水方式
• 敞开式取水
– 取水口距海岸100~300米远 – 水面以下约20米 – 海底以上20米 – 优点是取水费用低
• 深井取水
– 缺点是打深井费用较高 – 对大型海水淡化系统不适用 – 优点是取水水质很好，可以节省预处理部分的费用
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Seawater Well or MF1 Open intake SDI < 3 SDI < 5 8-12 7-10 13-20 11-17 15 13
Seawater Well or MF1 Open intake
Active Membrane Area 320 ft2 elements 380 ft2 elements 400 ft2 elements
• 硼脱除要求
– 产水分流 – 高TDS产水做进一步处理，通常在高pH下采用BWRO，回收率85%
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设计要点 • 控制好预处理是关键
– 控制pH，SDI，氧化还原电位 – 预先运行一个月再启动反渗透 – 预处理出问题要立即关闭反渗透系统。
RO Permeate
Seawater Well or MF1 Open intake Minimum concentrate flow rate2, gpm (m3/h) 10 (2.3) 10 (2.3) 13 (3.0) 15 (3.4) Maximum feed flow rate2, gpm (m3/h) 75 (17) 65 (15) 63 (14) 56 (13) 72 (16) 70 (16) 62 (14)
ERD: Energy Recovery Devices
DAF: Dissolved Air Flotation BCS: Brine Conversion System
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Langelier Saturation Index Stiff & Davis Stability Index
Raw Water 7.6 0.45 -0.53
Adjusted Feed 7.6 0.45 -0.53
Concentrate 7.77 1.12 -0.05
• 结垢规律
– <45%回收率：无需考虑阻垢，S&DI<0 – 45~55%回收率：CaCO3，加酸或阻垢剂 – >55%回收率：CaSO4，投加高端阻垢剂
内部分段式设计(ISD)
— — 降低反渗透海水淡化成本的 新型设计概念
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反渗透脱盐系统降低能耗的关键因素
反渗透脱盐系统 RO 系统
Δp
Pump
Concentrate (drain)
Concentrate (sidestream)
Bypass, front end permeate
• 设计多少级？
Sea water
– 与原水TDS，温度有关 – 与产水要求有关，TDS，硼脱除率
SWRO
High pH BWRO
BWRO treated rear end permeate
目前回收效率已高达90 –95%,很难再改进
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On-going Activities to Reduce Costs 膜法海水淡化系统的基本流程
MMF
Coagulant FeCl 3
反渗透膜在海水淡化应用中的系统设计与运行
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内容提要 • 取水方式 • 预理系统 • 反渗透系统设计与选膜
– 通常的设计导则 – ISD设计 – 海水除硼设计（Ashkelon） – 7芯？8芯？9芯？
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SWRO系统通常的设计导则
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增加泵
•更低的进水压力
高产水量 RO 元件
•更高的回收率
长压力容器(8芯装),分段设计, NF-RO 混合设计
•减少能量损失
增加RO进水格网厚度,,改进预处理 (MF/UF), 杀菌剂, 结垢控 制
•膜元件结构设计
端面自锁元件,更大直径的元件
高压 泵
能量回收装置
高压泵/能量回收装置
•提高高压泵效率 •提高能量回收装置效率
Polishing Filter
Cartridge Filter RO Unit
Draw Back Tank
Disinfection
Chlorine
Distribution
SBS
Lime pH Adjust
High Pressure Pump Intake Pond Filtered Water Tank
Ceuta (2003) Larnaka
Tampa
Fukuoka
70%
60%
Point Lisas
Recovery (%)