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简介
这是反渗透流程设计ppt，包括了反渗透工艺过程设计，反渗透技术基本原理，反渗透膜元件，膜分离处理工艺中段和级概念的区分等内容，欢迎点击下载。
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第四章 反渗透工艺过程设计
基本公式
回收率 (%) =
盐透过率 (%) =
脱盐率(%) = 100 – 盐透过率(％)
1. 膜性能表示法
Qw=Kw(ΔP-Δπ)A/T
式中：
Qw—产水量
Kw—系数
ΔP—膜两侧的压差
Δπ—渗透压
A —膜面积
T —膜厚度
Kw与膜性质及水温有关，
Kw越大，说明膜的透水性能越好。
Qw=Kw(ΔP-Δπ)A/T
Qs=Ks*ΔC*A/T
2.反渗透膜的化学材料
醋酸纤维膜CA
芳香聚酰胺复合膜CPA
醋酸纤维素膜CA
从化学上讲，醋酸纤维素膜是一种羟基聚合物，它一般是
用纤维素经酯化生成三醋酸纤维，再经过二次水解成一、二、
三醋酸纤维的混和物。作为膜材料的醋酸纤维素中的乙酰基含
量越高，脱盐性能越好，但产水量越小。
耐污染，用于污染密度指数（SDI）较高的地方
醋酸纤维是一种酯类，会发生水解，水解的结果将降低乙
酰基的含量，使膜的性能受到损害，同时膜也更易受到生物的
侵袭。
醋酸纤维素膜的水解还与pH值有关。为增加膜的使用寿
命，一般控制原水的pH在5-6之间。
芳香聚酰胺复合膜CPA
从结构来讲，复合膜是若干层薄皮的复合体，此膜的最大特点是抗压实性较高、透水率较大和盐透率较小。通量高，脱盐率高，操作压力低，耐生物降解，操作pH范围宽（2-11）不易水解，脱有机物都较好，但不耐游离氯，易受到Fe、Al和阳离子絮凝剂的污染，污染速度较快。
复合膜与醋酸纤维膜的性能比较
复合膜的化学稳定性较好，而醋酸纤维膜将会发生水解。
复合膜的生物稳定性好，复合膜不受生物侵袭，而醋酸纤维膜易受微生物的侵袭。
复合膜的输性能好。即Kw大而KS小。
复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间改变；而醋酸纤维膜在运行中会被压紧，因而产水量下降。
复合膜的脱盐率不随时间而改变；而醋酸纤维膜由于会发生水解，脱盐率将会不断下降。
复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量是醋酸纤维膜给水泵用电量的一半。
醋酸纤维膜的使用寿命一般仅为3年，而复合膜 的使用寿命大于三年。
复合膜的缺点为抗氯性较差，价格较贵。
反渗透卷制图
反渗透膜剥面图
主要膜分离过程（膜孔尺寸和透过原理有区别）
某个CPA反渗透膜元件的进水条件
最高使用温度： 45℃
最大给水浊度： 4.0ppm
允许游离氯： <0.1ppm
PH范围： 连续运行： 3-10
短时运行： 2-11
最大给水流量： 17.0m3/h
给水最大SDI值： 4.0
单个膜元件回收率：15%
各项进水指标对设备安全运行的意义
1. 余氯
醋酸纤维膜要求给水中含有残余氯，可防止细菌滋生，但含氯量过高会破坏膜，最大允许连续余氯的含量为1毫克/升。
复合膜抗氯性差，一般不允许余氯，采用加氯杀菌后，需加亚硫酸氢钠或经活性炭过滤消除余氯。
使用亚硫酸氢钠除余氯的反应如下：
Na2S2O5+ H2O→NaHSO3 NaHSO3+HCLO→HCL+NaHSO4
理论上1.34公斤的Na2S2O5可以去除1公斤余氯，但在有溶解氧的情况下，对苦咸水去除1公斤余氯需投加3公斤Na2S2O5。Na2S2O5在干爽条件下储存，有效期为4-6个月，溶液的有效期与浓度变化有关。
溶液浓度（重量%） 2% 10% 20% 30%
最长有效期 3天 1星期 1月 6月
使用活性炭过滤清除余氯的反应如下：C+2CL2+2H2O→4HCL+CO2
2. 铁（Fe）
当RO给水在进行氯化及脱氯工程中，或在水中溶解氧含量高于5毫克/升时水中的2价铁离子转化为3价铁离子，生成不溶于水的胶体物质，对反渗透造成污染。即使水中SDI值小于5、铁离子含量小于0.1毫克/升，仍可能发生铁的污染问题。
铁的氧化速度取决于铁含量、水中的溶解氧浓度和PH值，其关系如下：
氧含量（毫克/升） PH 允许铁含量（毫克/升）
<0.5 <6.0 4.0
0.5-5 6-7 0.5
5-10 >7.0 0.05
降低RO给水中铁的含量可以采用曝气-锰砂过滤的方法完成。
3. 颗粒物质、SDI和浊度
不允许大于5微米的
颗粒进入高压泵及反渗
透器，这点必须确保，
以免破坏设备。一般在
高压泵前安装5微米过滤
器，再微过滤器前后安
装压力表，当压力表超
过一定数值后，更换氯
芯，通常情况下更换周
期为1-3个月，若使用时
间小于1个月，则需改善
预处理系统，不允许使
用带反洗的微过滤器。
4. 有机物、油和脂
水中的有机物对RO膜的影响最为复杂，有些有机物对膜的影响不大，而另一些则可能造成膜的有机物污染。一般来说当水中的TOC含量超过3毫克/升时，即应考虑进行去除，对于地表水应尽量在絮凝剂澄清的过程中去除有机物，还可以采用活性炭过滤进一步降低有机物含量。
5. 细菌
由于细菌会以醋酸纤维为食物，因此醋酸膜易受细菌的侵袭，对原
水必须彻底杀菌。对于复合膜，虽然不受细菌的侵袭但细菌粘膜会造成
膜的污堵，一般可采用加氯杀菌，加氯量要根据需氯量实验加以确定。
氯加入水中发生以下反应：CL2+H2O=HCLO+H++CL- HCLO= H++CLO-
HCLO为次氯酸，CLO-为次氯酸根，由于H+能被水中的碱度中和，最后
水中只剩下HCLO和CLO-，两者在水中所占的百分数主要取决于PH值和
水温 。当PH小于7时，水中的HCLO占75%，CLO-占25%，温度降低时
HCLO所占的比例将增大，在0C时HCLO增加到83%，CLO-减到17%。
对于氯气的杀菌机理有不同说法，通常的解释是生成的次氯酸产生
杀菌作用。HCLO是个中性分子，可以扩散到带负电的细菌表面，并穿
过细菌的细胞进入细菌内部，HCLO分子进入细胞后由于CL分子的氧化
作用破坏了细菌的某种酶系统（酶是一种蛋白质成分的催化剂，细菌的
养分要经过它的作用后才能被吸收），最后导致细菌的死亡，而次氯酸
根CLO-虽然包括一个氯分子，但它带负电，不能靠近带负电的细菌，所
以也不能穿过细菌的细胞膜进入细菌内部，因此很难起杀菌作用。从上
式中可以看出，加入水中的氯气只有1/2变成HCLO的成分；另外的1/2在
水中产生CL-，不起杀菌作用。采用NaCLO时：NaCLO +H2O=HCLO+
Na++OH-，比较可以看出一个分子的NaCLO作用相当于一个分子的CL2。
6. 阻垢
必须防止CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4垢。
膜结垢是由于给水中的微量盐在给水转化为浓水时超过了溶度积而沉淀到膜上在苦咸水中，CaCO3、CaSO4，其他盐类SrSO4、BaSO4和CaF2需要计算来确定浓水中是否超过溶解度极限。如果微溶盐超过溶解极限，需要采取以下方法：
降低系统回收率，避免超过溶度积。
采取离子交换软化去除钙离子。（少用）
加酸去除碳酸或重碳酸离子。
加阻垢剂。
反渗透预处理 ——设计考虑因素
膜元件种类(醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺复合膜)
进水水质(水源及其变化)
进水流量(小型或大型装置)
反渗透的回收率(高回收率意味着需要更好的预处理）
后处理设备和要求
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