反渗透系统中设计指标与调试指标的差异分析_靖大为

文章编号:1007-8924(2008)03-0068-04应用研究反渗透系统中设计指标与调试指标的差异分析靖大为1,罗浩1,毕飞2,赵亮2,徐平2(1.天津城市建设学院膜技术研究中心,天津300384;2.美国海德能公司北京代表处,北京100020)摘要:指出反渗透系统中设计计算指标与现场调试指标之间存在的差异;分析膜元件脱盐率指标的两种不同计算方法;讨论膜系统计算指标与调试指标差异产生的原因;并明确给出产水量、脱盐率、膜压降三大膜元件指标的离散性对系统调试指标的影响.关键词:反渗透;膜元件;膜指标;系统设计;系统调试中图分类号:TQ085.411文献标识码:A十余年来反渗透技术在国内外得到广泛的应用.目前在国内的化工、冶金、电力等行业中,反渗透工艺水处理的工程规模迅速增长.在世纪之交时的百吨级及千吨级系统还十分少见,而五年后的今天如此规模的系统已相当普遍.上世纪末的反渗透工程目的还是以工艺给水及超纯水制备为主,今日的工程目的则多为废水及污水的回收利用[1].迄今为止,国内外进行反渗透系统设计时,均以膜厂商提供的设计软件为计算平台,正确与灵活地使用设计软件已成为有效进行系统设计的必要环节[2].但无论用设计软件如何进行系统设计,当系统现场调试时总会发现系统的调试指标与设计的计算指标之间存在相当程度的差异,且多数调试指标劣于计算指标.工程企业多将如此严重的现象简单地归咎于软件的计算误差,从而无视差异产生的真实原因,放弃了得到更好调试指标的可行措施.在此背景下,反渗透系统的设计模式多为在软件设计计算时加大设计指标裕度,从而保证调试指标满足工程要求.该设计模式不仅难于掌握指标裕度的量级,也必然引起设备、资金及水电资源的浪费[3].为了减小设计指标与调试指标的差异,甚至使调试指标优于软件计算指标,则应全面分析软件的设计计算背景与实际调试工况间的差异,同时找出软件计算的缺陷所在以及系统设计与安装过程中应采取的必要措施.要讨论设计指标与调试指标的差异,应首先讨论膜元件性能的现场测试指标与出厂测试指标及软件计算指标的差异,其次,还应讨论系统工况的软件模拟指标与现场调试指标之间的差异.1膜元件性能测试指标的差异1.1现场测试条件与出厂测试条件膜厂商对所产元件的性能以特定测试条件下的出厂测试指标加以表征.在工程现场(或实验室)的原有条件下直接测试膜元件性能的指标一般与出厂测试指标相差甚远,且因测试条件不同也无从评判现场测试指标的优劣.在现场正确检验膜元件性能的方法之一,是改变现场原有条件使之与膜厂商进行测试的条件一致,并将该条件下的膜性能测试指标与厂商提供的出厂测试指标比较.表1为美国海德能公司部分膜产品的测试条件及相应的性能指标.在工程现场欲达到膜厂商给出的膜回收率、工作压力等测试条件尚且容易,而欲达到标准的25℃给水温度则需要特定的调温措施,且膜元件达到25℃的工作温度尚需要一段时间的温度稳定过程.欲得到特定含盐量的给水条件也不困难,但简单地用食盐勾兑原有系统给水,将使给水中的离子成份复杂化.由于反渗透膜对不同离子的脱除率差别较大,纯与非纯NaCl给水条件下的膜元件脱盐收稿日期:2006-11-05;修改稿收到日期:2007-01-22作者简介:靖大为(1954-),男,天津市人,教授,从事膜分离和水处理,联系电话:13902085201,传真:022-60250330第28卷第3期膜科学与技术Vol.28No.32008年6月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYJun.2008DOI:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2008.03.009表1海德能膜元件出厂测试条件与性能指标Table1HydranauticMembraneElementfactory'stestindexandperformanceindex膜型号CPA2CPA3ESPA1ESPA2ESPA4性能指标标准脱盐率/%99.599.799.399.699.2最低脱盐率/%99.299.699.099.599.0透水量/(m3·d-1)37.941.645.434.145.4测试条件测试溶液(NaCl)/(mg·L-1)1500150015001500500测试压力/MPa1.551.551.051.050.70测试温度/℃2525252525测试收率/%1515151515测液酸度pH6.5～7.06.5～7.06.5～7.06.5～7.06.5～7.0率具有较大差异.纯NaCl给水应以一级甚至二级反渗透产水勾兑试验纯NaCl得到,必要时添加少许NaOH以调节给水pH到6.5～7.0水平.当全部测试条件十分接近时,现场测试的元件性能指标才与厂商给出的测试指标较为接近.1.2现场测试条件与软件计算条件正确进行现场膜元件性能指标