典型的工藝中反滲透末段濃水經(jīng)濃水閥門控制流量后直接排放。在濃水回流工藝中濃水會(huì)分兩路,一部分經(jīng)過(guò)濃排閥門的被排放,一部分經(jīng)濃回閥門回流至高壓泵前。常規(guī)設(shè)計(jì)采用濃水回流通常基于以下考慮:
1. 反滲透進(jìn)水較差(多見于廢水),通量設(shè)計(jì)較低從而膜數(shù)量較多,導(dǎo)致反滲透膜濃水量低于極限值(膜廠家設(shè)計(jì)軟件模擬時(shí)會(huì)提示報(bào)警)。需進(jìn)行濃水回流增加濃水量,否則會(huì)導(dǎo)致末端污堵嚴(yán)重。
2. 系統(tǒng)回收率較高但膜數(shù)量較少(多見于小系統(tǒng)),系統(tǒng)流程短導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性極限回收率下降。要實(shí)現(xiàn)較高的系統(tǒng)回收率與難溶鹽極限收率匹配,可以引入濃水回流。
在濃水回流的系統(tǒng)中,反滲透進(jìn)水與回流濃水進(jìn)行混合,給水含鹽量會(huì)高于原水含鹽量。假設(shè)原水含鹽量為C1,原水量為Q1,給水含鹽量C2,給水量Q2,濃水含鹽量C3,濃水流量Q3,濃水回流量Q4,濃水排放量Q5,那么給水含鹽量C2=(C1*Q1+C3*Q4)/(Q1+Q4)。
此時(shí)需要區(qū)分系統(tǒng)回收率和膜堆回收率,系統(tǒng)回收率=產(chǎn)水量/Q1,膜堆回收率=產(chǎn)水量/Q2,在無(wú)濃水回流的系統(tǒng)中系統(tǒng)回收率與膜堆回收率相等,而濃水回流的工藝分為恒膜堆回收率和恒系統(tǒng)回收率兩種模式。
恒膜堆回收率模式:
該模式在工藝設(shè)計(jì)中不多見,但仍有公司采用此設(shè)計(jì),尤其在以自來(lái)水和井水為水源的系統(tǒng)中,此模式就是保持了給水量Q2、濃水流量Q3和產(chǎn)水量的徑流流量,降低了原水量Q1,從而控制濃差極化指標(biāo),提高了系統(tǒng)回收率。
以產(chǎn)水75m3/h的系統(tǒng)為例,膜堆回收率按照75%,正常設(shè)計(jì)取水量為100m3/h,濃水量為25m3/h。如若將10m3/h濃水回流至高壓泵前端,那么原水取水量減少至100-10=90m3/h,濃水外排量減少至25-10=15m3/h,此時(shí)的系統(tǒng)回收率提高至了75/90=83.3%。
恒系統(tǒng)回收率模式:
該模式在設(shè)計(jì)中為常見,保持了原水量Q1、濃水排放量Q5和產(chǎn)水量的徑流流量,降低了給水量Q2,降低了濃差極化指標(biāo),降低了膜堆回收率。很多人會(huì)問(wèn)濃水回流量設(shè)置多少合適?膜廠家對(duì)不同類型的膜元件的小濃水量做了限制,濃水回流量只要能夠滿足濃水流量Q3大于小流量限制即可。
濃水回流量并不是越大越好,濃水回流量越大意味著進(jìn)水水質(zhì)越差,進(jìn)水水質(zhì)越差帶來(lái)的負(fù)面影響會(huì)抵消濃水回流提高錯(cuò)流率帶來(lái)的效果,反而可能造成系統(tǒng)污堵更加嚴(yán)重。
所謂小濃水流量限制指的是反滲透后一段膜的要求。計(jì)算公式如下:Q4≥nQq- Q1(1-R),其中n為后一段膜殼數(shù)量,Qq為膜元件的小濃水流量(查詢膜廠家技術(shù)手冊(cè)),R為回收率。
假設(shè)一個(gè)進(jìn)水10m3/h的一級(jí)兩段廢水反滲透,回收率70%,二段膜殼數(shù)量為1支,那么需要的低濃水量Q3=4.1*1=4.1m3/h,而濃水量?jī)H為10*(1-0.7)=3m3/h,需要設(shè)置濃水回流,計(jì)算濃水回流量Q4=4.1*1-10*(1-0.7)=1.1m3/h,因此需要設(shè)置濃水回流量至少為1.1m3/h。
反滲透濃水回流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問(wèn)題:
1. 與常規(guī)設(shè)計(jì),濃水回流需增加以下配置,濃水回流管截止閥、濃水回流管止回閥、濃水回流管蝶閥(在廢水項(xiàng)目或鹽分經(jīng)常波動(dòng)的項(xiàng)目好設(shè)置,避免每次清洗后手動(dòng)調(diào)節(jié)截止閥)、濃水回流管流量表(一般就地儀表)。
2. 高壓泵的流量需要注意加上濃水回流量,比如原水來(lái)水量10濃水回流量2,高壓泵的流量需要按12來(lái)考慮。
3. 濃水回流通常回流至高壓泵前,也可以回流至反滲透進(jìn)水池。如回流至進(jìn)水池,進(jìn)水泵保安過(guò)濾器高壓泵的流量都需要加上回流量。
4. 濃水回流量無(wú)需設(shè)置過(guò)大,尤其是在廢水反滲透中,滿足反滲透膜元件的低濃水量即可,否則會(huì)造成進(jìn)水水質(zhì)惡化嚴(yán)重,膜污堵速率更快。
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