反渗透装置的主体由反渗透膜组件、高压泵和能量回收装置三部分组成。由于进水水质不同,高压泵把进水升压至不同的压力进入膜组件,透过膜的作为初级产品水,而未透过膜的作为浓盐水排放。
1.反渗透膜
反渗透膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力作用下使水溶液中的某些组分选择性透过,从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。
膜被称为反渗透过程的心脏。在一定意义上来说,反渗透器质量的优劣、水平的高低,关键在于反渗透膜性能的好坏。第一张反渗透膜是用于水脱盐的,至今已发展出了数代的反渗透膜。反渗透过程的能量消耗主要用于克服浓水的渗透压,而一定盐含量下的渗透压是一个定值,并随浓度增高而增大。因此对于反渗透淡化过程,原水浓度越高,能量消耗就越大。然而反渗透过程的实际压力除用于克服渗透压外,为了维持较高的产水量,还需要一部分推动力用于克服过程的阻力。实际操作压力要大于渗透压。为了提高设备的竞争性,降低制水成本,各个从事反渗透膜组件生产的公司无不把工作重点放在提高水通量和降低操作压力上。超低压复合膜的研制成功,使得反渗透用于海水淡化时,脱盐率可以达到99.2%以上,利用了能量回收装置,其规模制水的能量消耗在4.0~7.0(kW·h)m3之间,并正在向2.0(kW·h)m3的记录冲刺。
用作反渗透膜材料的高分子或其他物质达几百种,根据反渗透膜的材质或膜的工艺以及其他因素,大致归纳成以下四类:非对称反渗透膜、复合反渗透膜、动力成膜和荷电型反渗透膜。
2.反渗透膜组件
膜组件是膜分离装置的基本工作单元,一般由膜、支撑物和压力容器组成。目前反渗透膜组件的构型主要有四种:平板式、管式、涡卷式和中空纤维式,各自有其独特的优点,应用领域各不相同。
反渗透膜组件的排列形式分为一级和多级,同一级又分为一段和多段。所谓一级是指进水经过一次加压反渗透分离,多级是指进水经过多次加压反渗透分离。在同一级中,排列相同的组件组成一个段。如图6-33a~图6-33c所示,分别为一级一段式、一级两段式、多级式排列。(www.daowen.com)
图6-33 反渗透膜组件的排列方式
对于一级多段式排列的膜组件而言,经由第一组反渗透膜分离的浓水(又称盐水,是反渗透系统的浓缩废液)流入下一组膜组件继续分离,流经几组膜组件即称为几段。对于多级式排列的膜组件而言,经由第一组膜组件分离的淡水(又称渗透水、产品水,是反渗透系统的净化水)再经下一组膜组件处理,产品水经几次膜组件处理即称为几级。图6-34所示为本系统应用的一级两段式排列反渗透装置。
该反渗透装置第一段有10列膜组件,第二段有6列膜组件。进水先进入第一段反渗透膜组件,由第一段膜组件出来的浓水进入第二段膜组件进行再处理,两段膜组件的渗透液,即淡水汇集在一起进入下一级水处理系统。
图6-34 反渗透装置本体管路
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