5.5.8 反滲透中試設備能夠模擬運行系統中哪些工況?
反滲透系統設計中的重要指標是系統回收率,回收率主要決定于進水中難溶鹽濃度和阻垢劑品種與濃度。過高回收率將造成系統的無機鹽結垢,過低回收率將造成水資源的浪費。在單支膜的實驗裝置中淡水流量與進水流量之比為元件回收率;為防止元件濃差極化度超過1.2或使濃淡比不超過5∶1,試驗裝置的元件回收率不得超過15%。實驗裝置中淡水流量與給水流量之比為裝置回收率;為模擬實際系統的回收率,試驗的裝置回收率應保持為系統回收率。為同時保證元件與裝置兩個回收率,則需要給出足夠的回流濃水。當實驗的裝置回收率與元件回收率分別為系統回收率與15%,并能保持特定時間(如一個月),則可驗證實際系統可以在相應的系統回收率條件下穩定運行該特定時間。如屆時的中試裝置工作壓力大幅上升,說明系統收率過高或阻垢劑投加不當;如屆時的中試裝置工作壓力升幅過小,說明系統收率過低且尚存上升空間。如果中試裝置的進水壓力模擬實際系統最末端元件的運行壓力(即模擬該元件的純驅動壓與膜通量),則中試裝置可以較好地模擬系統末端元件進水條件以及無機鹽污染,甚至可以模擬該元件的脫鹽率。由于系統有機污染可以通過強化預處理加以削弱,所以較好模擬末端元件的中試試驗可在一定意義上代表實際系統運行工況。
5.5.9 反滲透中試設備不能模擬運行系統中哪些工況?
系統設計中的另一重要指標是系統脫鹽率,由于系統中各流程位置元件的產水水質不等,故只模擬末端元件工況的中試裝置的脫鹽率低于實際系統的脫鹽率。一般反滲透系統12m流程中各位置元件的純驅動壓具有較大差異,前后端元件的膜通量可以相差2~3倍,前后段元件的平均膜通量可以相差1.5倍。因此,只有單支膜元件的中試裝置無法有效模擬實際系統的膜通量。膜元件進水側與濃水側壓力之差稱為膜元件壓降,卷式膜壓降不得超過70kPa,而膜壓降主要決定于元件給濃水平均流量與元件污染程度。實際系統首端元件的回收率極低,給濃水平均流量,無污染條件下的元件壓降,故較好模擬末端元件工況的中試裝置無法有效模擬實際系統的膜壓降。
5.5.10 什么是反滲透中試設備的模式?
上述幾個問題的分析表明,單支膜元件的中試裝置可以較好地模擬系統流程末端元件的運行工況,進而可在一定意義上代表實際系統運行工況,但無法模擬實際系統中內容豐富的多個工位上的多項參數。這一問題也正是目前大量出現的中試成功而工程失敗的主要癥結之一。相比之下,2-1排列18支2540膜元件構成的中試裝置,盡管在排列比例、元件規格及沿程阻力上與實際系統存在一定差異,但可以更全面更直接地模擬實際系統的流速分布、壓力分布、通量分布、收率分布、壓降分布及污染分布。盡管18支2540元件與1支8040元件的流量、壓力及占用空間上的差別不大,但可以并應該配置更多的檢測儀表,故中試裝置的設備成本將相應增加。
5.5.11 反滲透系統的換膜周期是多長?
當反滲透系統經清洗仍不能滿足產水量或脫鹽率等使用要求時則需要進行膜元件的更換。如能具有良好的預處理工藝并能保證良好的預處理效果,且進行了及時有效的系統清洗,反滲透系統一般的換膜周期應為三年甚至更長時間。一般而言,地下水與地表水等自然水體、冷卻循環濃縮水、市政污水廠二沉池出水等非特殊污水作水源的系統,換膜周期應不短于三年。如果該周期過短應認真檢查預處理出水水質、膜系統運行工況以及阻垢劑品種用量等方面,以尋找系統異常的根源。對于含油工業廢水、高濃度有機廢水特別是垃圾滲透液處理的系統污染較重,即使預處理工藝較強,一般換膜周期也應少于三年。