從1噸到10噸的反滲透水處理的回收率與（RO）膜組件的排列方式

從1噸到10噸的反滲透水處理設備的回收率與（RO）膜組件的排列方式。

ro反滲透（RO）系統中難溶鹽積垢、電極極化狀況、尾端膜組件的濃水流動性及其膜通量這四個要素決定的了系統軟件極限利用率。在其中，電極極化、尾端濃水流量和膜通量三者歸屬于水利學行業，能夠通過調整膜系統的組成來提高。因而，在膜系統設計里，需要針對這三者開展結構調整，以提升極限值利用率。難溶鹽則涉及到水化學行業，唯有通過預備處理加工工藝或添加阻垢緩蝕劑來提高極限值利用率。一般，在電極極化做到極值點的狀態下，難溶鹽極限利用率往往成為提高膜系統利用率最后的約束條件。自然，得到這一結論的重要保障是科學設計ro反滲透膜的體系結構！

一、RO膜體系結構是怎么樣的？

RO裝置關鍵主要若干個膜組件（單根RO膜）通過不同排序方式組成，旨在使水可以科學地根據每個膜組件，以此來實現預期目標（不一定是最大利用率）。

簡單的說，RO膜體系結構是指RO膜組件在設備中的設計原則。

我們一般應用A-B-C.../L格式進行表達。比如：

2-1/6表示該系統使用2：1的二段式合理布局，每一個膜殼中配有6支ro反滲透膜（元器件）。

4-2-1/5表示該系統使用4：2：1的三段式排序，每一個膜殼內裝有5支ro反滲透膜。

二、膜通量及濃縮水的資源配置設計方案

RO膜組件的有效排序設計方案關鍵應關注平衡膜通量和適度的末端濃出水量這兩方面。

2.1. 均衡的膜通量

膜通量就是指在一定時間內，根據特殊膜總面積（與RO膜型號規格相關）的出水量。膜通量越大，制作的產水率也就越大。

因而，平衡的膜通量事實上確保了每一個膜組件的具體利用率，確保每個膜組件可以有效地發揮出利用率。

2.2 適宜的尾端萃取出水量。

濃水流的兩個主要功效：一是帶去難溶于水的鹽份，二是維持濃水通道內的高效滲流。

始終保持濃水通道滲流情況，膜殼末端濃出水量不可以太低。除此之外，因為多段式設計方案中后段給排水的鹽份占比高過前端，后半段濃水里的鹽份也相應增加。因而，為了保證后段錯流比以降低污堵（包含積垢），后半段膜殼的濃出水量應不小于前端膜殼的濃出水量。

三、基本上設計構思

明確膜元件的總數

純凈水設備：依據8040膜單根的產水率為1噸一小時，4040膜單根的產水率為0.25噸一小時進行確定。

二者的膜通量指標值基本一致，具體差別主要體現在膜面積的大小，進而影響產水率。

中水設備：依據8040膜單根的處理能力為1.5噸/鐘頭，具體產水率設計成0.7至0.8噸/鐘頭。

備注名稱：原水鹽份濃度較高，存在一定積垢風險性，具體利用率大約為50-60%。

②依據膜組件的總數來決定其排序方式。

膜組件串連的限制與較大利用率。

膜組件串連數量以及最大利用率表

解釋：為什么2T/H的小型機器需要用到小膜（4040膜）？答：針對2T/H的RO系統軟件，可以考慮8支4040膜，選用5:3（串連）的二段式排序，前后最大利用率分別是55%和42%。串連全面的最大利用率可以達到68%，而5:3的二段式設計能合理維持前后左右段濃出水量和平衡的膜通量。

在未考慮電極極化和難溶鹽積垢的情形下，我們能設計方案RO一段回收處理比例是45%，RO二段回收處理比例是35%。在一小時進水量為X的情形下，第一段純凈水的產水率為0.45X，而第一段膜殼末端濃出水量為0.55X/5=0.11X。第二段純凈水的產水率為0.55X*0.35=0.1925X，第二段膜殼末端濃出水量為（0.55X*0.65）/3=0.12X，這超過0.11X（第一段濃出水量），超出預期。系統軟件綜合利用率為（0.45+0.1925）/X=64.25%，小于68%，合乎基本原則。

反過來，假如我們在選擇8040膜，必須使用兩只8040膜，并且以1:1的形式串連RO膜，那樣全面的利用率僅是32%。在這樣的情況下，膜擴散系數和濃出水量都難以有效保證。假如不選用濃水回用，利用率遠遠低于小膜，造成水資源浪費和額外費用。

我們觀察到，對其8支膜組件開展二段式排序時，系統軟件使用了5:3（5-3/1）的排序方式。

第一段地給出水量（平均每個膜組件）為0.2X，第二段地給出水量為0.18X，保持著基本上平衡。

第一段的濃出水量為0.11X，第二段的濃出水量為0.12X，合乎后半段濃出水量超過前端濃出水量的需求。

備注名稱：在具體設計過程中，為了達到膜通量平衡，我們采用了3+2:3/3的排序方式（詳細后邊的報表）。這類排序方式相較于5:3的串連排列在機器設備容積上更加優化，但利用率上限層面比不上后面一種（57%＜68%）。根本原因是水流量行程從8米縮短到5/6米。自然，具體的排列方式應根據實際需求來選擇。

四、報表數據統計分析要這樣描述：對表中的數據展開分析。

大家設置給排水的流量為X，一段的產水量流量為X1，一段的濃水流量為X2；第二段的給排水流量為X2，第二段的產水量流量為X3，第二段的濃水流量為X4。選用A-B/L（A和B在這里不約分）的構造，這時，

第一段給出水量為 X / (A * L)，第二段給出水量為 X2 / (A * L)。

一段濃水流量計算公式：X2除于（B乘于L）；二段濃水流量計算公式：X4除于（B乘于L）。

整體利用率 Y = (X1 + X3) / X  

一段利用率 Y1 = X1 / X  

二段利用率 Y2 = X3 / X2

在表格計算中，系統軟件利用率Y和一段利用率Y1主要依賴于膜組件串連總數所能達到的最大利用率。而二段利用率Y2則主要是通過計算得出。Y1和Y2僅作標準值。

依據膜組件串連利用率報表，當L≥4時，具體制作的Y1貼近甚至超過50%。充分考慮膜通量平衡，為了保持后半段給出水量，通常采用2:1的排序方式（這里已約分）。假如膜組件數量不多或是占比無法合理調配時，可以采取5:3的排序方式。在特殊情況下，有可能出現1:1的排序方式。

由于膜組件數量和排序方式可以形成離散系統情況，采用具體膜組件數量窮舉法，制作了一個報表以供大家參考。

Y的公式為：Y = Y1 + (1 - Y1)Y2 + (1 - Y1)(1 - Y2)Y3 …… 

針對二段式，Y2可以表示為：Y2 = (Y - Y1) / (1 - Y1)

按照實際的數據需求，我們不難發現當膜組件數量不多時，全面的阻垢設計方案選擇的余地不大。在充分考慮膜通量、利用率以及設備經營規模時，我們必須要進行相應的讓步。

簡單總結：

表中綠色區域可以看到設計的時候通?？梢运捎玫呐判蚍绞揭约跋鄬南到y軟件單步驟利用率。

成條淡黃色部分為對比項，盡管與同類膜組件的對比肯定會是最好的選擇，但實際應用中仍有可能應用。

③單項工程利用率為黃色，具體系統軟件利用率小于膜組件串連的最高級利用率（由于膜通量不夠），但與其他計劃方案對比，已經是最佳選擇。

④成條紅色與5個膜組件的另一種排序方式，其利用率差距明顯，不適合用于關鍵較為目標。僅在不考慮利用率且期待容積很?。ㄈ缫惑w機或集成化機）的情形下，此方式才可用。

⑤表中沒顯示高流量膜殼總數沒法能整除的現象，但實際情況中有可能出現。通常采取做法就是具體充填的總數低于設計方案的總數（最后一個膜殼一般不會放滿，一般少1-2支）。

當膜組件數量達到4支時，通過科學設計的軟件利用率可以達到50%之上。也客觀性闡述了為什么3T/H以內的純凈水設備需要用到小膜，由于采用大膜時利用率無法得到保障。