影响反渗透水处理系统性能的因素
针对特定的系统条件,水通量和脱盐率是反渗透膜的特性,而影响反渗透本体的水通量和脱盐率因素较多,主要包括压力、温度、回收率、进水含盐量和pH值等影响因素。
(1)压力的影响
反渗透进水压力直接影响反渗透膜的膜通量和脱盐率。如图所示,膜通量的增加与反渗透进水压力呈直线关系;脱盐率与进水压力成线性关系,但压力达到一定值后,脱盐率变化曲线趋于平缓,脱盐率不再增加。
(2)温度影响
如图所示,脱盐率随反渗透进水温度的升高而降低。而产水通量则几乎呈线性地增大。主要是因为,温度升高,水分子的粘度下降,扩散能力强,因而产水通量升高;随着温度的提高,盐分透过反渗透膜的速度也会加快,因而脱盐率会降低。原水温度是反渗透系统设计的一个重要参考指标。如某电厂在进行反渗透工程技改时,设计时原水水温按25℃计算,计算出来的进水压力为1.6MPa,而系统实际运行时水温只有8℃,进水压力必须提高至2.0MPa才能保证淡水的设计流量。导致的后果是,系统运行能耗增加,反渗透装置膜组件内部密封圈寿命变短,增大了设备的维护量。
(3)含盐量的影响
水中盐浓度是影响膜渗透压的重要指标,随着进水含盐量的增加,膜渗透压也增大。图3-18所示,在反渗透进水压力不变的情况下,进水含盐量增加,因渗透压的增加抵销了部分进水推动力,因而通量变低,同时脱盐率也变低。
(4)回收率的影响
反渗透系统回收率的提高,会使膜元件进水沿水流方向的含盐量更高,从而导致膜渗透压增大,这将抵消反渗透进水压力的推动作用,从而使降低了产水通量。膜元件进水含盐量的增大,使淡水中的含盐量随之增加,从而降低了脱盐率。如图3-19回收率对膜通量和脱盐率影响的趋势。含盐量产水通量(压力一定)图3-18含盐量对膜通量和脱盐率影响趋势图图3-19回收率对膜通量和脱盐率影响趋势图图3-20pH值对膜通量和脱盐率影响趋势图脱盐率(压力一定)脱盐率(压力一定)脱盐率(压力一定)产水通量(压力一定)脱盐率(压力一定)产水通量(压力一定)回收率pH值。
在系统设计中,反渗透系统较大回收率并不取决于取决于渗透压的限制,往往取决于原水中的盐分的成分和含量大小,因为随着回收率的提高,微溶盐类如碳酸钙、硫酸钙和硅等在浓缩过程中会发生结垢现象。
(5)pH值的影响
不同种类的膜元件适用的pH值范围差别较大,如醋酸纤维膜在pH值4~8的范围内产水通量和脱盐率趋于稳定,在pH值低于4或**8的区间内,受影响较大。目前工业水处理使用的膜材料绝大多数为复合材料,适应的pH值范围较宽(连续运行情况下pH值可以控制在3~10的范围),在此范围内的膜通量和脱盐率相对稳定,如图3-20所示。