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如何通过设计反渗透膜多级系统提高水回收率?

时间:2019-12-04 09:41:23   作者:陶氏膜

基于下列原因,设计多级反渗透膜法处理系统: 


❖ 常规的产水出水品质不够理想; 

❖ 不允许采用离子交换作为后处理(不允许采用再生药品); 

❖ 脱除病毒、细菌、热源和有机物特别重要; 

❖ 需要非常高的反渗透膜系统可靠性。

 如何通过设计反渗透膜多级系统提高水回收率

制药和医药生产工艺用水一般设计成产水多级系统,多级膜处理系统实际上是两个传统反渗透膜系统的组合,首级的产品水作为次级的进水,两级既可以是单段式,也可以是多段式,既可以是一次通过式,也可以有浓水再循环运行模式。

 

下图为多级反渗透膜系统的示意图,二级(RO2)的浓水回流到RO1的进水端,这是因为其品质仍比进入反渗透膜系统原水水质好,同时RO2的进水水质高(RO1的产水),因此RO2可比RO1有更高的水回收率,就可以使用较少的反渗透膜元件。

如何通过设计反渗透膜多级系统提高水回收率

二级反渗透膜系统


只要不超过反渗透膜元件允许进水压力范围(对于陶氏膜BW系列元件,41bar),整个系统可以只设置一台高压泵,而不需要每一级单独设泵,此时,二级由RO1的产水压力来推动,但是在任何时间和条件下,同一段的产水压力与同一段的进水或浓水压力的差值(即背压)不得大于0.3bar。也可以设置一个中间过渡水箱以收集RO1反渗透膜的产水,然后再利用高压泵向二级反渗透膜装置供水,但该水箱要采取细致的措施防止受灰尘和微生物的污染。 


产水电导率在多数情况下是产水品质较重要的参数,由于二氧化碳无法被反渗透膜所脱除,它会存在于成品水中,形成碳酸引起电导率的上升,通过将进水pH加碱调节到8.2左右,就可以阻止CO2透过反渗透膜,在此pH条件下,所有的二氧化碳会转化成碳酸,而碳酸能被膜很好地除去,在RO1的进水或产水中均可以加入NaOH,在产水中加NaOH时,加入量非常小,这是因为RO1产水几乎不存在缓冲能力,但在RO1的进水中加碱要千万小心,防止碳酸钙沉淀,在pH8.2左右容易发生碳酸钙沉淀。采用加碱处理方法,一般情况下,原水含盐量不高时采用二级反渗透膜工艺,系统产水电导率可达<1µs/cm(25℃)。


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