反渗透技术(1)

1、.1 第8章 反渗透膜分离技术 Reverse Osmosis 8.1 8.1 反渗透分离技术的基本原理反渗透分离技术的基本原理 8.2 8.2 反渗透膜及其性能反渗透膜及其性能 8.3 8.3 反渗透装置及其性能反渗透装置及其性能 8.4 8.4 反渗透工艺流程反渗透工艺流程 8.5 8.5 反渗透工艺流程反渗透工艺流程 .2 8.1 8.1 反渗透分离技术的基本原理反渗透分离技术的基本原理 1.1.理想半渗透膜理想半渗透膜 只能允许溶剂分子通过，而不允许溶质的分子通过的膜，只能允许溶剂分子通过，而不允许溶质的分子通过的膜， 称为理想半透膜称为理想半透膜 2.2.渗透与渗透平衡渗透与渗透平衡

2、 .3 渗透和反渗透原理示意图渗透和反渗透原理示意图 半透膜半透膜 开始时两边液开始时两边液 面相面相同同 由于浓度差存在，半透膜由于浓度差存在，半透膜 又不允许溶质通过，所以又不允许溶质通过，所以 水透过膜，使浓水一边液水透过膜，使浓水一边液 面升高，产生渗透压面升高，产生渗透压 在浓水边加压，当压在浓水边加压，当压 力超过渗透压时，则力超过渗透压时，则 水透过半透膜，即反水透过半透膜，即反 渗透，实现净化过程。渗透，实现净化过程。 .4 一种只能透过溶剂而不能透过溶质的膜称为一种只能透过溶剂而不能透过溶质的膜称为半透膜半透膜。当。当 把溶剂和溶液把溶剂和溶液(或把两种不同浓度的溶液或把两种

3、不同浓度的溶液)分别置于此膜的分别置于此膜的 两侧时，纯溶剂将自然穿过半透膜而自发地向溶液两侧时，纯溶剂将自然穿过半透膜而自发地向溶液(或从或从 低浓度溶液向高浓度溶液低浓度溶液向高浓度溶液)一侧流动，这种现象叫做一侧流动，这种现象叫做渗透渗透。 此此H称为该溶液的称为该溶液的渗透压渗透压 。 =iRTc 若在溶液的液面上再施加一个大于若在溶液的液面上再施加一个大于 的压力的压力P时，溶剂将与时，溶剂将与 原来的渗透方向相反，开始从溶液向溶剂一侧流动，这就是所原来的渗透方向相反，开始从溶液向溶剂一侧流动，这就是所 谓的谓的反反渗透。渗透。 凡基于此原理所进行的浓缩或纯化溶液的分离方法，一般凡基

4、于此原理所进行的浓缩或纯化溶液的分离方法，一般 称之为称之为反渗透工艺反渗透工艺。 反渗透是渗透的一种反向迁移运动，它主要是在反渗透是渗透的一种反向迁移运动，它主要是在压力推动压力推动 下，借助下，借助半透膜的截留作用半透膜的截留作用，迫使溶液中的济剂与溶质分开。，迫使溶液中的济剂与溶质分开。 .5 任何溶液都有渗透压，其值为任何溶液都有渗透压，其值为: 范特霍夫系数；对电解质溶液，范特霍夫系数；对电解质溶液， 等于等于 离解的阴阳离子总数；对非电解质溶液，离解的阴阳离子总数；对非电解质溶液， =1 n 溶液的渗透压力，溶液的渗透压力，PaPa； n R R理想气体常数，理想气体常数，8.31

5、4J8.314J(mol(molK)K)； n c ci i溶质溶质 i 的浓度，的浓度，molmolm m3 3； n T T绝对温度，绝对温度，K K； i CRT .6 .7 a.a.在常温不发生相变化的条件下，可以对溶质和水进行分离，适在常温不发生相变化的条件下，可以对溶质和水进行分离，适 用于对热敏感物质的分离、浓缩，与有相变化的分离方法相用于对热敏感物质的分离、浓缩，与有相变化的分离方法相 比，能耗较低。比，能耗较低。 b.b.杂质去除范围广，不仅可以去除溶解的无机盐类，而且还可以杂质去除范围广，不仅可以去除溶解的无机盐类，而且还可以 去除各类有机物杂质。去除各类有机物杂质。 c.

6、 c. 分离装置简单，容易操作、自控和维修。分离装置简单，容易操作、自控和维修。 d.d.反渗透装置要在高压下运转，须配置高压泵和耐高压的管路。反渗透装置要在高压下运转，须配置高压泵和耐高压的管路。 e.e.反渗透装置要求进水要达到一定的指标才能正常运行，原水在反渗透装置要求进水要达到一定的指标才能正常运行，原水在 进反渗透膜器之前要采用一定的预处理措施。为了延长膜的进反渗透膜器之前要采用一定的预处理措施。为了延长膜的 使用寿命，还要定期对膜进行清洗，以清除污垢。使用寿命，还要定期对膜进行清洗，以清除污垢。 4.4.反渗透膜分离技术的特点反渗透膜分离技术的特点 .8 （4 4）膜的水解作用和生

7、物分解作用）膜的水解作用和生物分解作用 CACA膜是一种酯，易于水解，水解速率与膜是一种酯，易于水解，水解速率与pHpH值和水的温度有值和水的温度有 关。一般在碱性介质中的水解速率比在酸性介质中大，在关。一般在碱性介质中的水解速率比在酸性介质中大，在 pH4.5pH4.55.25.2时最低。时最低。 3.3.芳香族聚酰胺类薄膜复合膜芳香族聚酰胺类薄膜复合膜(TFC)(TFC)膜膜 薄膜复合膜是将完全不同的材料浇铸在一多孔聚砜支撑层上薄膜复合膜是将完全不同的材料浇铸在一多孔聚砜支撑层上 制成。制成。 特点：不易被压密；化学稳定性好、耐生物降解、操作压力特点：不易被压密；化学稳定性好、耐生物降解、

8、操作压力 低、高脱盐率、高通量等优点；低、高脱盐率、高通量等优点； 不耐氯及其他氧化剂、抗不耐氯及其他氧化剂、抗 污染和抗结垢的性能差。污染和抗结垢的性能差。 .9 1.1.对反渗透膜的性能要求对反渗透膜的性能要求 选择性好，单位膜面积上透水量大，脱盐率高；选择性好，单位膜面积上透水量大，脱盐率高； 机械强度好，能抗压、抗拉、耐磨；机械强度好，能抗压、抗拉、耐磨； 热和化学的稳定性好，能耐酸、碱腐蚀和微生热和化学的稳定性好，能耐酸、碱腐蚀和微生 物侵蚀，耐水解、辐射和氧化；物侵蚀，耐水解、辐射和氧化； 结构均匀一致，尽可能地薄，寿命长，成本低。结构均匀一致，尽可能地薄，寿命长，成本低。 8.2

9、 8.2 反渗透膜的种类及性能反渗透膜的种类及性能 .10 2.2.反渗透膜的分类反渗透膜的分类 按成膜材料按成膜材料可分为可分为有机膜有机膜和和无机高聚物膜无机高聚物膜； 按膜的形状按膜的形状可分为可分为平板状平板状、管状管状、中空纤维状中空纤维状 膜；膜； 按膜结构按膜结构可分为多孔性和致密性膜，或可分为多孔性和致密性膜，或对称性对称性 ( (均匀性均匀性) )和和不对称性不对称性( (各向异性各向异性) )结构膜；结构膜； 按应用对象按应用对象可分为海水淡化用的可分为海水淡化用的海水膜海水膜、咸水、咸水 淡化用的淡化用的咸水膜咸水膜及用于及用于废水处理废水处理、分离提纯分离提纯等等 的膜

10、的膜。 .11 (1) (1) 膜的结构膜的结构 醋酸纤维素是没有强烈氢键的无定形链状高分子化醋酸纤维素是没有强烈氢键的无定形链状高分子化 合物。合物。 制膜过程是将其溶解在丙酮中并加入甲酰胺作添加制膜过程是将其溶解在丙酮中并加入甲酰胺作添加 剂，经混合调制、过滤、铸塑成型，然后再经蒸发、剂，经混合调制、过滤、铸塑成型，然后再经蒸发、 冷水浸渍、热处理，即可得到醋酸纤维素冷水浸渍、热处理，即可得到醋酸纤维素 ( (cellulose acetate,CA)cellulose acetate,CA)膜。膜。 外观为乳白色、半透明，有一定的韧性，膜厚外观为乳白色、半透明，有一定的韧性，膜厚 l00

11、l00250250 m m。 .12 这种膜有不对称结构，表面结构致密，孔隙很这种膜有不对称结构，表面结构致密，孔隙很 小，通称为表皮层或致密层、活化层；下层结小，通称为表皮层或致密层、活化层；下层结 构较疏松，孔隙较大，通称为多孔层或支撑层。构较疏松，孔隙较大，通称为多孔层或支撑层。 示意示意 CACA膜是被水充分溶胀了的凝胶体。由于铸膜液膜是被水充分溶胀了的凝胶体。由于铸膜液 中的所有添加剂及溶剂在制膜过程中先后被除中的所有添加剂及溶剂在制膜过程中先后被除 去，膜中仅含水分。链接去，膜中仅含水分。链接 .13 醋酸纤维素膜的结构示意图 99 表皮层，孔径表皮层，孔径 （810）10 10m

12、 过渡层，孔径过渡层，孔径 20010 10m 多孔层，孔径多孔层，孔径 （10004000） 10 10m 1% .14 显显 微微 镜镜 下下 膜膜 的的 照照 片片 .15 在相对湿度为在相对湿度为100100时，膜的含水量高达时，膜的含水量高达6060，其中表，其中表 皮层只含皮层只含10102020，且主要是以氢键形式结合的所谓，且主要是以氢键形式结合的所谓 一级结合水和少量的二级结合水。一级结合水和少量的二级结合水。 多孔层中除上述两种结合水外，较大的孔隙中还充满着多孔层中除上述两种结合水外，较大的孔隙中还充满着 毛细管水，此层中含水率较高。毛细管水，此层中含水率较高。 正由于膜中

13、存在这几种不同性质的水，决定了正由于膜中存在这几种不同性质的水，决定了CACA膜具有膜具有 良好的脱盐性能和适宜的透水性能。良好的脱盐性能和适宜的透水性能。 膜必须保存在水中膜必须保存在水中。 .16 (2) CA(2) CA膜的性质膜的性质 膜的方向性：膜的方向性： 由于由于CACA膜是一种不对称膜，因此，在进行反渗透时，膜是一种不对称膜，因此，在进行反渗透时， 必须保持表层与待处理的溶液或废水接触，而决不能必须保持表层与待处理的溶液或废水接触，而决不能 倒置，否则达不到处理的目的。倒置，否则达不到处理的目的。 选择透过性：选择透过性： CACA膜对无机电解质和有机物具有选择透过性膜对无机电

14、解质和有机物具有选择透过性。 .17 对电解质，离子价越高，或同价离子水合半径越大，脱对电解质，离子价越高，或同价离子水合半径越大，脱 除效果越好。除效果越好。 阳离子的脱除顺序为：阳离子的脱除顺序为： SrSr2+ 2+ BaBa2+ 2+ Li Li+ + Na Na+ + K K+ + 阴离子的脱除顺序为：阴离子的脱除顺序为： 柠檬酸根柠檬酸根酒石酸根酒石酸根SOSO4 42- 2- CHCH3 3COOCOO- -ClCl- -BrBr- - NONO3 3- - I I- -SCNSCN- - .18 .19 压密效应：压密效应： CACA膜在压力作用下，外观厚度一般减少膜在压力作用

15、下，外观厚度一般减少25255050， 同时，透水性及对溶质的脱除率也相应降低，这种现同时，透水性及对溶质的脱除率也相应降低，这种现 象称为膜的压密效应。象称为膜的压密效应。 这种塑性变形是不可逆的，因此膜的性能在压力消失这种塑性变形是不可逆的，因此膜的性能在压力消失 后不会恢复。后不会恢复。 膜的水解作用和生物分解作用：膜的水解作用和生物分解作用： CACA膜是一种酯，易于水解，水解速率与膜是一种酯，易于水解，水解速率与pHpH值和水的温值和水的温 度有关。度有关。 一般在碱性介质中的水解速率比在酸性介质中大，在一般在碱性介质中的水解速率比在酸性介质中大，在 pH 4.5pH 4.55.25

16、.2时最低。时最低。 .20 （3 3）反渗透膜的透过机理）反渗透膜的透过机理 1 1）氢键理论）氢键理论 该理论认为，水透过膜是由于水分子和膜的活化点该理论认为，水透过膜是由于水分子和膜的活化点 形成氢键及断开氢键的过程。形成氢键及断开氢键的过程。 即在高压作用下，溶液中水分子和膜表皮层活化点即在高压作用下，溶液中水分子和膜表皮层活化点 缔合，原活化点上的结合水解离出来，解离出来的缔合，原活化点上的结合水解离出来，解离出来的 水分子继续和下一个活化点缔合，又解离出下一个水分子继续和下一个活化点缔合，又解离出下一个 结合水。结合水。 水分子通过一连串的缔合解离过程，依次从一个水分子通过一连串的

17、缔合解离过程，依次从一个 活化点转移到下一个活化点，直至离开表皮层，进活化点转移到下一个活化点，直至离开表皮层，进 入多孔层。入多孔层。 .21 2)2)优先吸附毛细管流理论优先吸附毛细管流理论 该理论把反渗透膜看作一种微细多孔结构物质，该理论把反渗透膜看作一种微细多孔结构物质， 它有选择性吸附水分子而排斥溶质分子的化学它有选择性吸附水分子而排斥溶质分子的化学 特性。特性。 当水溶液同膜接触时，膜表面优先吸附水分子，当水溶液同膜接触时，膜表面优先吸附水分子， 在界面上形成一层不含溶质的纯水分子层，其在界面上形成一层不含溶质的纯水分子层，其 厚度视界面性质而异，或为单分子层或为多分厚度视界面性质

18、而异，或为单分子层或为多分 子层。子层。 在外压作用下，界面水层在膜孔内产生毛细管在外压作用下，界面水层在膜孔内产生毛细管 流连续地透过膜。流连续地透过膜。 .22 3) 3)溶解溶解- -扩散机理扩散机理 由于溶剂与溶质在膜中的溶解，然后在化学位差的由于溶剂与溶质在膜中的溶解，然后在化学位差的 推动力下，从膜的一侧向另一侧进行扩散，直至透推动力下，从膜的一侧向另一侧进行扩散，直至透 过膜。过膜。 溶剂（水）主要受压力差影响透过膜，溶剂（水）主要受压力差影响透过膜， 溶质（盐）主要受浓度差影响透过膜，溶质（盐）主要受浓度差影响透过膜， 反渗透推动力是压力，随压力升高，透水量增大，反渗透推动力是

19、压力，随压力升高，透水量增大， 随进水侧盐浓度升高，透盐率上升，纯水侧盐浓度随进水侧盐浓度升高，透盐率上升，纯水侧盐浓度 上升。上升。 .23 St V PAJ w )( .24 )( 21 CCBJ s %100)1 ( 1 2 C C R .25 将膜和支撑材料以某种形式组成的一个基本单元设备，将膜和支撑材料以某种形式组成的一个基本单元设备， 称为膜元件（称为膜元件（membrane element)membrane element)。 一个或数个膜元件按一定的技术要求连接，装在单支一个或数个膜元件按一定的技术要求连接，装在单支 承压膜壳（压力容器，承压膜壳（压力容器，pressure v

20、essel),pressure vessel),可以在外可以在外 界压力下实现对水中各组分分离的器件称为膜组件界压力下实现对水中各组分分离的器件称为膜组件 （membrane modulesmembrane modules）。 反渗透膜组件有板框式（反渗透膜组件有板框式（plate and frame)plate and frame)、管式管式 ( (tubular modules)tubular modules)、螺旋卷式螺旋卷式( (spirals wound)spirals wound)和和 中空纤维式中空纤维式( (hollow fiber)hollow fiber)等四种。等四种。

21、.26 1)1)对膜能提供适当的机械支撑，以便承受一定的给水的压力；对膜能提供适当的机械支撑，以便承受一定的给水的压力； 2)2)能使给水、浓水和产品水各行其道，不混合；能使给水、浓水和产品水各行其道，不混合； 3)3)使有一定压力的给水在通过膜面上时能均匀分布和有良好使有一定压力的给水在通过膜面上时能均匀分布和有良好 的流动状态，使浓差极化降至最低；的流动状态，使浓差极化降至最低； 4)4)膜本身具有的脱盐率和透水量能在构型中得到充分的利用；膜本身具有的脱盐率和透水量能在构型中得到充分的利用； 5)5)膜面积能得到最大限度的利用；膜面积能得到最大限度的利用； 6)6)便于贮存、运输、装卸和更

22、换；便于贮存、运输、装卸和更换； 7)7)制造、维护方便、牢固且安全可靠；制造、维护方便、牢固且安全可靠； 8)8)价格有竞争力，价格有竞争力， .27 淡水淡水 又称渗透水、产水，是反渗透系统的净化水。又称渗透水、产水，是反渗透系统的净化水。 供水供水 又称给水、是进入反渗透膜系统的供给水源。又称给水、是进入反渗透膜系统的供给水源。 浓水浓水 又称盐水，是反渗透膜系统的浓缩废液。又称盐水，是反渗透膜系统的浓缩废液。 半透膜半透膜 允许溶液中溶剂透过而溶质却不能透过的膜。允许溶液中溶剂透过而溶质却不能透过的膜。 产水量产水量 膜元件、膜组件系列或系统每小时生产淡水的能力。膜元件、膜组件系列或系

23、统每小时生产淡水的能力。 段段 膜组件的浓水流经下一组膜组件处理，流经几组膜组件即膜组件的浓水流经下一组膜组件处理，流经几组膜组件即 为几段。为几段。 .28 级级 膜组件的产水流经下一组膜组件处理，产品水流膜组件的产水流经下一组膜组件处理，产品水流 经几组膜组件处理，即为几级。经几组膜组件处理，即为几级。 水通量水通量 单位时间内透过膜元件（组件）单位膜面积单位时间内透过膜元件（组件）单位膜面积 的水量。的水量。 回收率回收率 淡水与供水之比淡水与供水之比 脱盐率脱盐率 表示反渗透装置或膜元件对盐分（或者特定表示反渗透装置或膜元件对盐分（或者特定 组分）的脱盐能力，其计算公式为：组分）的脱盐

24、能力，其计算公式为： 100 - % 进水电导率 出水电导率进水电导率 ）脱盐率（ .29 污泥密度指数污泥密度指数 又称淤塞指数（又称淤塞指数（SDISDI）、污染指数（）、污染指数（FIFI） 指在一定压力和标准间隔时间内，一定体积的水样通过微指在一定压力和标准间隔时间内，一定体积的水样通过微 孔滤膜的阻塞率。孔滤膜的阻塞率。 TDS TDS 水中总溶解固体，单位（水中总溶解固体，单位（mg/L) mg/L) 。 浓差极化浓差极化 反渗透装置在运行过程中，淡水透过膜后膜界反渗透装置在运行过程中，淡水透过膜后膜界 面层浓水中含盐量增大，和进水之间往往会产生浓度差，严面层浓水中含盐量增大，和进

25、水之间往往会产生浓度差，严 重时会形成很高的浓度梯度的现象，成为浓差极化。重时会形成很高的浓度梯度的现象，成为浓差极化。 .30 （1 1）板框式反渗透膜组件）板框式反渗透膜组件 装配图装配图 .31 进水进水 透过水透过水 浓缩水浓缩水 耐压容器耐压容器 透水板透水板 半透膜半透膜 板框式膜组件工板框式膜组件工 作过程示意图作过程示意图 特点：特点：结构简单，体积结构简单，体积 比管式的小。比管式的小。 缺点：缺点： 装卸复装卸复 杂，单杂，单 位体积位体积 膜表面膜表面 积小。积小。 .32 （2）管式反渗透膜组件）管式反渗透膜组件 管式膜组件又分为内压式和外压式 .33 内压式管式膜组件

26、的内部结构示意图内压式管式膜组件的内部结构示意图 特点特点: v 水力条件好，安水力条件好，安 装、清洗、维修比装、清洗、维修比 较方便。较方便。 v 能耐高压，可以能耐高压，可以 处理高粘度的原水。处理高粘度的原水。 v 缺点是膜的有效缺点是膜的有效 面积小，装置体积面积小，装置体积 大，而且两端要较大，而且两端要较 多的联结装置多的联结装置。 淡 水 淡 水 膜表皮层膜表皮层玻璃纤维管玻璃纤维管 进进 水水 .34 （3 3）螺旋卷式反渗透膜组件）螺旋卷式反渗透膜组件 .35 密封密封 密封密封 密封密封 螺旋卷式膜组件一个膜叶结构示意图螺旋卷式膜组件一个膜叶结构示意图 多孔透水材料多孔透

27、水材料 膜，上下两层膜，上下两层 .36 膜叶膜叶 透水 网状 材料 透过水透过水 浓浓 水水 进进 水水 螺旋卷式膜组件组合示意图螺旋卷式膜组件组合示意图 .37 膜组件的组装示意图膜组件的组装示意图 进进 水水 口口 耐压耐压 容器容器 连连 接接 器器 膜膜 组组 件件 密密 封封 圈圈 端端 盖盖 透透 过过 液液 浓浓 缩缩 液液 .38 螺旋卷式反溶透装置的特点：螺旋卷式反溶透装置的特点： 结构紧凑，单位容积的膜面积大。结构紧凑，单位容积的膜面积大。 处理能力高，占地面积小，操作方便。处理能力高，占地面积小，操作方便。 缺点是不能处理含有悬浮物的液体，原水流程短，压力损失缺点是不能

28、处理含有悬浮物的液体，原水流程短，压力损失 大，浓水难于循环以及密封长度大，清洗、维修不方便，易大，浓水难于循环以及密封长度大，清洗、维修不方便，易 堵塞。堵塞。 .39 中空纤维膜组件是由中空纤维膜制成的。中空纤维膜组件是由中空纤维膜制成的。 中空纤维外径中空纤维外径5050200200 m m，内径内径25254242 m m。 将数万至数十万根中空纤维制成膜束，膜束外侧覆以保将数万至数十万根中空纤维制成膜束，膜束外侧覆以保 护性格网，内部中间放置供分配原水用的多孔管，膜束护性格网，内部中间放置供分配原水用的多孔管，膜束 两端用环氧树脂加固。两端用环氧树脂加固。 将其一端切断，使纤维膜呈开

29、口状，并在这一侧放置多将其一端切断，使纤维膜呈开口状，并在这一侧放置多 孔支撑板。将整个膜束装在耐压筒内。孔支撑板。将整个膜束装在耐压筒内。 .40 .41 中空纤维反渗透组件简图中空纤维反渗透组件简图 进水 浓水浓水 透过水透过水 多孔进水管多孔进水管 浓水出口浓水出口 淡水出口淡水出口 密封密封 中空纤维膜中空纤维膜 外径外径50200 内径内径2542 密封密封 耐压容器耐压容器 .42 中空纤维为U形的膜组件 .43 中空纤维式膜组件的特点：中空纤维式膜组件的特点： 单位体积膜表面积大。单位体积膜表面积大。 制造和安装简单，不需要支撑物。制造和安装简单，不需要支撑物。 缺点是不能用于处

30、理含有悬浮物的废水，预处缺点是不能用于处理含有悬浮物的废水，预处 理必须经过滤处理。理必须经过滤处理。 难以发现损坏的膜。难以发现损坏的膜。 .44 .45 4.4.四种反渗透装置的性能及操作特点四种反渗透装置的性能及操作特点 比较项目比较项目板板 框框 式式管管 式式螺旋卷式螺旋卷式中空纤维式中空纤维式 填充密度填充密度 （m2 /m3） 201502501800 易污染程度易污染程度难难中等中等易易易易 膜清洗难度膜清洗难度内压式易，内压式易， 外压式难外压式难 易易难难难难 膜更换难度膜更换难度内压式难，内压式难， 外压式易外压式易 一般一般易易易易 原水预处理原水预处理 成本成本 低低

31、中等中等高高高高 相对价格相对价格高高高高低低低低 .46 工工 业业 应应 用用 的的 反反 渗渗 透透 装装 置置 .47 工业工业 应用应用 的反的反 渗透渗透 装置装置 的膜的膜 组件组件 之间之间 的连的连 接接 .48 前处理装置前处理装置保安过滤器保安过滤器 高压泵高压泵 反渗透本体反渗透本体后处理装置后处理装置 给水给水 除盐水除盐水 一级流程一级流程 指有效膜面积保持不变时，原水一指有效膜面积保持不变时，原水一 次通过反次通过反 渗透器便能达到要求的流程。渗透器便能达到要求的流程。 一级多段流程一级多段流程 反渗透处理水时，如果一次处反渗透处理水时，如果一次处 理水回收理水回

32、收 率达不到要求，可将浓水作为第二段给水，依此类推。率达不到要求，可将浓水作为第二段给水，依此类推。 二级流程二级流程 当一级流程出水水质达不到要求时，可采用当一级流程出水水质达不到要求时，可采用 二级流程的方式。把一级流程得到的产水，作为二级的二级流程的方式。把一级流程得到的产水，作为二级的 进水进水 进行再次淡化。进行再次淡化。 8.4 8.4 反渗透装置及其基本流程反渗透装置及其基本流程 .49 一级一段的不同方式一级一段的不同方式 一级一段连续式一级一段连续式一级一段循环式一级一段循环式 可保证出水水质，但可保证出水水质，但 水回收率低水回收率低 可以提高水的回收率，可以提高水的回收率

33、， 但出水水质有可能下但出水水质有可能下 降降 .50 一级多段连续式一级多段连续式 水回收率高，浓缩液量少，浓度高，有利于回收水回收率高，浓缩液量少，浓度高，有利于回收 其中的有用物质。但出水水质差。其中的有用物质。但出水水质差。 .51 一级多段循环式一级多段循环式 浓缩液浓度高，出水水质较好。浓缩液浓度高，出水水质较好。 .52 二级五段连续式二级五段连续式 第二级第二级 第一级第一级 .53 膜组件排列组合的原则：膜组件排列组合的原则： 必须限制膜元件的最高进水流量（速）必须限制膜元件的最高进水流量（速）防止膜元件防止膜元件 的压降过大，损坏膜元件。的压降过大，损坏膜元件。 必须限制膜

34、元件的最大透水流量（速）必须限制膜元件的最大透水流量（速）防止膜表防止膜表 面污染速度加快。面污染速度加快。 必须使浓水流量大于最低浓水流量（速）必须使浓水流量大于最低浓水流量（速）减少浓减少浓 差极化。差极化。 最低浓水流量和浓水的最大防结垢浓度最低浓水流量和浓水的最大防结垢浓度系统的回系统的回 收率。收率。 为提高系统回收率，同时维持每个膜组件的进水流为提高系统回收率，同时维持每个膜组件的进水流 量，每段压力容器的数量随水流方向递减，即系统量，每段压力容器的数量随水流方向递减，即系统 呈多段锥形排列。呈多段锥形排列。 .54 反渗透装置的配套件反渗透装置的配套件 高压泵：多级离心泵和柱塞泵

35、（压水管路上设置止回高压泵：多级离心泵和柱塞泵（压水管路上设置止回 阀和慢开阀阀和慢开阀) ) 压力容器的选用：压力容器的选用： 多用玻璃钢，进水为端部和测部；设计压力：多用玻璃钢，进水为端部和测部；设计压力： 1501800psi(1psi=6894.7Pa) )2 .203(8mm )5 .63(5 . 2mm )6 .101(4mm .55 .56 管路：管路： 高压管路采用不锈钢材料，海水高压管路采用不锈钢材料，海水：SS3161SS3161不锈钢或双相不锈钢或双相 不锈钢不锈钢 ，苦咸水或自来水，苦咸水或自来水SS304SS304，低压管路产水管路，低压管路产水管路ABSABS、 P

36、VC-UPVC-U和和PVDFPVDF（超纯水）材料，大管径采用钢衬胶管和不锈（超纯水）材料，大管径采用钢衬胶管和不锈 钢管。钢管。 阀门：阀门： 取样阀取样阀 在组件的进水、浓水和产水端在组件的进水、浓水和产水端 流量控制法流量控制法 在高压泵出口和浓水排放处在高压泵出口和浓水排放处 止回阀止回阀 在高压泵出口，产水处设置止回阀在高压泵出口，产水处设置止回阀 产水侧设置产水排放阀，柱塞泵需设安全阀产水侧设置产水排放阀，柱塞泵需设安全阀 .57 仪表：仪表： 测量仪表测量仪表 流量表、压力表、水质仪表、电导率、流量表、压力表、水质仪表、电导率、pHpH计、计、 进水游离氯、进水温度等进水游离氯

37、、进水温度等 控制仪表控制仪表 低压开关、高压开关、液位开关、报警开关低压开关、高压开关、液位开关、报警开关 （高或低的（高或低的pHpH值报警、高温报警、残余氯高报警、计量箱液值报警、高温报警、残余氯高报警、计量箱液 位报警、流量报警和产水电导率报警）。位报警、流量报警和产水电导率报警）。 .58 反渗透装置的辅助设备反渗透装置的辅助设备 停机冲洗系统：停机冲洗系统： 对海水和高盐度苦咸水，设产水冲洗管路。原因是：对海水和高盐度苦咸水，设产水冲洗管路。原因是： 静态的海水对不锈钢部件腐蚀，在停机时渗透回流，若无足静态的海水对不锈钢部件腐蚀，在停机时渗透回流，若无足 够的产水补充将导致空气吸入

38、而损坏，需设高位产水回路。够的产水补充将导致空气吸入而损坏，需设高位产水回路。 对低度盐水，停机时用于处理水低压冲洗。对低度盐水，停机时用于处理水低压冲洗。 清洗装置清洗装置 清洗箱、清洗泵和清洗箱、清洗泵和510um 510um 过滤器。过滤器。 能量回收装置：能量回收装置： 涡轮机、各种旋转泵、正位移式压力交换装置和水利涡涡轮机、各种旋转泵、正位移式压力交换装置和水利涡 轮增力器等轮增力器等 .59 .60 .61 .62 .63 .64 一级一段反渗透装置一级一段反渗透装置 .65 一级二段反渗透装置一级二段反渗透装置 .66 二级三段反渗透装置二级三段反渗透装置 .67 6.6.反渗透装置的主要性能参数反渗透装置的主要性能参数 )( 11 i n i ii n i piP PSAQQ pi Q A i S i P i i i i i .68 %100%100)( mP p f p QQ Q Q Q Y f Q m Q YQ Q CF m f 100 100 .69 %100 f p p C C S %100 2 mf p p CC C S p SR%100 f C p C m C .70 (1)(1)淤塞指数（淤塞指数（silt density index,SDI)silt density index,SDI)或污染指数