海水淡化装置系统设计

膜技术

系统设计

海水淡化装置是一个完整的系统，有给水输入和分离的浓缩和渗透排放管道。输入和输出管道的数据应该始终进行比较水质分析，给水压力和盐潴留．
反渗透系统的设计者将以尽可能低的膜压力和安装成本以及最大的回收率和盐保留率为目标。

咸淡水脱盐装置的回收率在85%左右。这取决于饲料水中悬浮固体的溶解度。在海水淡化过程中，回收率为40%至50%是可取的。海水淡化的回收取决于海水淡化过程中给水的渗透压和使用的膜类型。

持续的过程

膜过滤系统通常被设计用来处理连续过程。可以选择为连续工艺，因为工艺条件如给水流量和渗透流量是连续的。

连续过程的示意图表示

反渗透系统也是如此。欧洲杯四强彩票奖金这些也被设计来参加一个连续的过程，一个持续的渗透流和一个稳定的系统恢复。
通过调节进料压力来补偿水温和进水污染程度的变化。

多级系统

欧洲杯四强彩票奖金由一个以上阶段组成的系统称为多级系统。这些系统可以欧洲杯四强彩票奖金达到更高的系统恢复，而不会超过单元素恢复限制。为了获得高达70%的回收率，必须在给水处理系统中实施两个阶段。

两级系统的示意图

为了获得更高的回收率，必须使用三个阶段。这些数值是基于使用六个元件的标准压力容器的假设。对于较短的容器，级数必须增加一倍。
当系统回收率较高时，需要串联更多的膜元件。典型的两级系统使用二级比2:1的海水淡化与高溶解固体含量。

塞流和浓缩再循环

即插流概念是标准的反渗透系统设计的水淡化应用。2021欧洲杯单场彩票007胜胜
给水只经过一次plug-flow系统。一小部分给水通过膜产生渗透。其余的饲料水不含盐，将变得越来越浓缩。

当膜元件数量在一个plug-flow系统太低，以实现一个足够高的系统回收率，可能涉及精矿再循环。在再循环过程中，部分浓缩液被引导回模块的给水侧。回收的浓缩物与饲料水混合，将再次进行处理。

带有浓缩物再循环选项的装置示意图

每个压力容器中元件的数量

反渗透系统通常是为特定的渗透流而欧洲杯四强彩票奖金设计的。为了实现这种流动，需要一些膜元件。在装置中放置的膜元件的数量取决于设计的通量。
海水淡化的限制因素是最大进料压力;不得超过69格。

根据设计的通量，可确定单位膜的产量:

每个元素的产量=通量*元素表面

元素数量=渗透流量/每个元素的产量

压力容器数量=元件数量/每个容器的元件数量

根据渗透流量和所需采收率，计算出给水流量:

给水流量=渗透流量/采收率

给水压力

根据系统设计，需要一定的进料压力。通量、系统中的能量损失和渗透压决定了系统所需的进料压力。当膜元件受到多年的污染时，所需的进料压力将会增加。一个进料泵，使流量高于理论上需要的流量，将比暗示，以保持进料压力持续。进料压力提高25%的进料泵在实际应用中是令人满意的。
系统启动时，会记录初始情况。所有相关参数都应记录在日志中。根据这些数据，可以在系统投入使用后检查和调节安装的性能。

监控

在系统监测期间，将测量水的流量、压力和电导率。为了检查系统的水力效果，需要测量每级进料压力和渗透流量。进料压力取决于给水的温度。当给水温度较低时，需要更大的压力才能达到与给水温度较高时相同的采收率。当水温波动时，需要将渗透流量归一化，以便与初始情况进行比较。

当装置正常工作时，渗透液的导电性很低，因为一价和二价离子被去除。当膜元件有泄漏时，导电率会增加。这就是应用电导率测量的原因。
这些测量在渗透收集排水管中进行。可以为每个单独的堆栈执行测量，也可以为所有现有的堆栈执行测量。
对系统的充分监测将使用户知道系统何时需要清洗。

材料保护

在海水淡化装置中，当涉及到系统的各个部分的腐蚀时，有一个过程环境。正因为如此，材料需要具有一定的耐腐蚀性。这适用于暴露在含盐空气中的外部部件(溢出，泄漏)，以及内部部件。外部系统部件的腐蚀通常可以通过为其提供表面层(油漆，镀锌)和定期维护系统和关闭泄漏来防止。
尽管材料可以防止潜在的腐蚀，但它们还需要能够抵抗压力、振动和温度变化。
防止系统中压力较低部分的腐蚀和化学反应(通常应用PVC和玻璃纤维)。对于高压部件(10-70巴)，如泵、排水管和盖子，需要使用金属来提供同样的保护。
聚氯乙烯一些金属不能充分抵抗腐蚀。当它们开始腐蚀时，就会污染膜。当需要防腐蚀时，我们需要记住这一点。
用于高压部件的主要材料是不锈钢。不锈钢的好处是耐腐蚀和耐侵蚀腐蚀。不锈钢很少受到电偶腐蚀。

管道及部分安装应遵循安装所在公司的要求。管道和安装部件通常使用以下材料建造:

蜡烛过滤器和压力容器:聚丙烯过滤器聚氯乙烯或不锈钢容器
泵:不锈钢
低压管道:聚氯乙烯
高压管路:不锈钢
清洗系统:PVC或其他耐化学腐蚀的合成材料

节能

在海水淡化系统中，浓缩液在高压下被释放，这就是为什么从浓缩液流中赢回能量很重要的原因。这可以通过应用压力交换器来实现。来自膜的浓缩液流被引导通过压力交换器，在那里它直接将能量转移到最大影响的部分进水。
给水流量现在与精矿流量具有相同的体积。它将被引导到一个小型增压泵，以纠正流量的液压损失。
升级后的进料水流将加入高压泵的进料水流。
在使用压力交换器的安装中，高压泵将释放41%的能量，增压泵将释放2%的能量，压力交换器将释放剩余的57%。压力交换器不使用任何外部能量，因此总节能将达57%。

通过在膜系统中直接对进入的海水施加压力，高压泵的尺寸可以减小60%。这不仅节约能源;同时也节省了高压泵的采购成本。

*图形图像来自FILMTEC薄膜

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