反渗透设计计算及ROSA模拟
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0
25 'C
33 'C
40 'C
回收率影响
最大产水流量
2000ppm NaCl, 25'C, BW30-400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
膜元件位置 (1-6, 第1段; 7-12, 第2段)
75% Recovery
80% Recovery
85% Recovery
最大产水流量
17
产水流量 (m3/h)
产水分布影响因素
因素 含盐量 温度 膜渗透性 回收率
因素变化趋势 ↑ ↑ ↑ ↑
产水分布变得平衡 ↓ ↓ ↓ ↓
18
在系统中获得均衡水量分布的三种方法 • 不同膜元件组合配置
1
• 产水背压调节
2
• 段间增压
3
19
不同膜元件组合配置
标准产水量的膜元件，比如BW30FR系列
反渗透设计计算及ROSA模拟
1
RO设计计算
1. 设计基础/导则 2. RO本体设计十步法
2
设计基础
原水水质：类型、来源、性质、数值 预处理：方法、期望产水水质 反渗透系统
产水量 产水用途及水质要求 回收率 运行条件及可行性 场地 其它要求，如化学清洗
项目投资
3
设计导则
系统及单支膜元件运行参数的限制
防治膜元件物理性损坏
限制首支膜元件最大进水流量 限制给水压力 限制最大压差
减少浓差极化及潜在污染
最大通量的限制 单支膜元件最大回收率的限制 最小浓水流量的限制
4
设计导则
影响运行参数限制值的因素
进水水质概况及污染程度 膜元件有效膜面积 膜元件流道宽度
产力(psi)
水流方向
单支膜元件净驱动压(NDP)≈膜面压力-渗透压
单支膜产水流量正比于净驱动压
进水
浓水
膜面压力 净驱动压(NDP)
净驱动压(NDP) 渗透压
产力(psi)
元件在系产中的位置(段位－元件在产力容器中的位置)
16
产水分布影响因素
产水流量 (m3/h)
1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
4. 能耗较低（只对前段的浓水进行增压，不增加高压泵负荷；增压
泵流量较低，功率较低）
22
段间增压改变膜元件产水量分布
单支产水流量 (m3/h)
1.6 1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
原水水质概况
RO产水 井水 地表水（传统预处理） 地表水（MF/UF/MBR预处理） 废水（传统预处理） 废水（MF/UF/MBR预处理） 海水（表面取水） 海水（沙滩井取水）
5
设 计 导 则
6
RO设计计算
1. 设计基础/导则 2. RO设计十步法
7
RO设计十步法
0.80
0.60
0.40
0.20
2000ppm NaCl, 25'C, 75%回收率
0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
膜元件位置 (1-6, 第1段; 7-12, 第2段)
BW30-400
LE-400
NF90-400
最大产水流量
Байду номын сангаас
产水流量 (m3/h)
产水流量 (m3/h)
1. 考察原水水质及产水水质要求，确定预处理方案；确定进水量或 产水量、系统回收率；
2. 选择级数，勾画系统配置图及水量平衡图； 3. 选择膜元件型号； 4. 设定平均通量； 5. 确定所需膜元件数量； 6. 确定压力容器容纳膜元件数量； 7. 选择段数； 8. 确定系统排列； 9. 平衡产水通量及回收率； 10.按设计导则考察运行参数限定值，进而优化系统设计。
20
产水背压调节
1. 增加产水背压可调整不同段的产水流量分布 2. 可实时连续调节 3. 能耗偏高（高压泵需提高压力以克服前段产水的背压）
21
进水 压力容器
压力容器
段间增压
浓水 段间增压
压力容器 产水
1. 段间增压可调整不同段的产水流量分布
2. 可实时连续调节
3. 增加设备投资及系统运行复杂程度
8
系统性能影响因素
9
影响性能的因素
10
进水压力的影响
盐截留率
透过液通量 进水压力 假如温度、回收率、温度、含盐量恒定
11
进水温度的影响
盐截留率 (通量恒定)
透过液 通量 (压力恒定)
进水温度 假如压力、回收率、含盐量恒定
12
进水含盐量的影响
盐截留率
渗透液通量 进水含盐量 (TDS)
假如压力、温度、回收率恒定
• BW30-440i & XLE-440i
– Ft. Pierce Utilities, Ft Pierce, FL
• BW30-400 & NF90-400
1. 可调整不同段的产水流量 分布
2. 不可实时连续调节 3. 需采用多种类型的膜元件 4. 由于采用低压膜元件，可
降低系统总能耗；水质有 可能会略有下降
0
含盐量影响
25'C, 75%回收率, BW30-400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 膜元件位置 (1-6, 第1段; 7-12, 第2段)
2000ppm NaCl 4000ppm NaCl
3000ppm NaCl 最大产水流量
膜元件类型影响
1.60
1.40
1.20
1.00
温度影响
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40 0.20
2000ppm NaCl, 75%回收率, BW30-400
0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
膜元件位置 (1-6, 第1段; 7-12, 第2段)
1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
两段采用不同的膜元件
或 段内采用不同的膜元件
产水量偏大的膜元件，比如XFRLE等低压膜系列
• 一些组合的例子:
– A Municipal WRU plant for agricultural irrigation
• BW30XFR-400/34i & XFRLE-400/34i
– Island Water Association, Sanibel, FL
13
回收率的影响
盐截留率
渗透液通量 回收率
假如压力、温度、含盐量恒定
14
pH值的影响
盐截留率
渗透液通量
2
pH值
假如压力、温度、含盐量、回收率恒定
12
15
反渗透系统中膜元件产水分布规律
进水
第一段
第二段
浓水
平均产水量＝22m3/d
膜水透产系产-A产 产水流量(m3/d)
产水流量(gpd)
回收率 %
25 'C
33 'C
40 'C
回收率影响
最大产水流量
2000ppm NaCl, 25'C, BW30-400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
膜元件位置 (1-6, 第1段; 7-12, 第2段)
75% Recovery
80% Recovery
85% Recovery
最大产水流量
17
产水流量 (m3/h)
产水分布影响因素
因素 含盐量 温度 膜渗透性 回收率
因素变化趋势 ↑ ↑ ↑ ↑
产水分布变得平衡 ↓ ↓ ↓ ↓
18
在系统中获得均衡水量分布的三种方法 • 不同膜元件组合配置
1
• 产水背压调节
2
• 段间增压
3
19
不同膜元件组合配置
标准产水量的膜元件，比如BW30FR系列
反渗透设计计算及ROSA模拟
1
RO设计计算
1. 设计基础/导则 2. RO本体设计十步法
2
设计基础
原水水质：类型、来源、性质、数值 预处理：方法、期望产水水质 反渗透系统
产水量 产水用途及水质要求 回收率 运行条件及可行性 场地 其它要求，如化学清洗
项目投资
3
设计导则
系统及单支膜元件运行参数的限制
防治膜元件物理性损坏
限制首支膜元件最大进水流量 限制给水压力 限制最大压差
减少浓差极化及潜在污染
最大通量的限制 单支膜元件最大回收率的限制 最小浓水流量的限制
4
设计导则
影响运行参数限制值的因素
进水水质概况及污染程度 膜元件有效膜面积 膜元件流道宽度
产力(psi)
水流方向
单支膜元件净驱动压(NDP)≈膜面压力-渗透压
单支膜产水流量正比于净驱动压
进水
浓水
膜面压力 净驱动压(NDP)
净驱动压(NDP) 渗透压
产力(psi)
元件在系产中的位置(段位－元件在产力容器中的位置)
16
产水分布影响因素
产水流量 (m3/h)
1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
4. 能耗较低（只对前段的浓水进行增压，不增加高压泵负荷；增压
泵流量较低，功率较低）
22
段间增压改变膜元件产水量分布
单支产水流量 (m3/h)
1.6 1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
原水水质概况
RO产水 井水 地表水（传统预处理） 地表水（MF/UF/MBR预处理） 废水（传统预处理） 废水（MF/UF/MBR预处理） 海水（表面取水） 海水（沙滩井取水）
5
设 计 导 则
6
RO设计计算
1. 设计基础/导则 2. RO设计十步法
7
RO设计十步法
0.80
0.60
0.40
0.20
2000ppm NaCl, 25'C, 75%回收率
0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
膜元件位置 (1-6, 第1段; 7-12, 第2段)
BW30-400
LE-400
NF90-400
最大产水流量
Байду номын сангаас
产水流量 (m3/h)
产水流量 (m3/h)
1. 考察原水水质及产水水质要求，确定预处理方案；确定进水量或 产水量、系统回收率；
2. 选择级数，勾画系统配置图及水量平衡图； 3. 选择膜元件型号； 4. 设定平均通量； 5. 确定所需膜元件数量； 6. 确定压力容器容纳膜元件数量； 7. 选择段数； 8. 确定系统排列； 9. 平衡产水通量及回收率； 10.按设计导则考察运行参数限定值，进而优化系统设计。
20
产水背压调节
1. 增加产水背压可调整不同段的产水流量分布 2. 可实时连续调节 3. 能耗偏高（高压泵需提高压力以克服前段产水的背压）
21
进水 压力容器
压力容器
段间增压
浓水 段间增压
压力容器 产水
1. 段间增压可调整不同段的产水流量分布
2. 可实时连续调节
3. 增加设备投资及系统运行复杂程度
8
系统性能影响因素
9
影响性能的因素
10
进水压力的影响
盐截留率
透过液通量 进水压力 假如温度、回收率、温度、含盐量恒定
11
进水温度的影响
盐截留率 (通量恒定)
透过液 通量 (压力恒定)
进水温度 假如压力、回收率、含盐量恒定
12
进水含盐量的影响
盐截留率
渗透液通量 进水含盐量 (TDS)
假如压力、温度、回收率恒定
• BW30-440i & XLE-440i
– Ft. Pierce Utilities, Ft Pierce, FL
• BW30-400 & NF90-400
1. 可调整不同段的产水流量 分布
2. 不可实时连续调节 3. 需采用多种类型的膜元件 4. 由于采用低压膜元件，可
降低系统总能耗；水质有 可能会略有下降
0
含盐量影响
25'C, 75%回收率, BW30-400
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 膜元件位置 (1-6, 第1段; 7-12, 第2段)
2000ppm NaCl 4000ppm NaCl
3000ppm NaCl 最大产水流量
膜元件类型影响
1.60
1.40
1.20
1.00
温度影响
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40 0.20
2000ppm NaCl, 75%回收率, BW30-400
0.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
膜元件位置 (1-6, 第1段; 7-12, 第2段)
1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
两段采用不同的膜元件
或 段内采用不同的膜元件
产水量偏大的膜元件，比如XFRLE等低压膜系列
• 一些组合的例子:
– A Municipal WRU plant for agricultural irrigation
• BW30XFR-400/34i & XFRLE-400/34i
– Island Water Association, Sanibel, FL
13
回收率的影响
盐截留率
渗透液通量 回收率
假如压力、温度、含盐量恒定
14
pH值的影响
盐截留率
渗透液通量
2
pH值
假如压力、温度、含盐量、回收率恒定
12
15
反渗透系统中膜元件产水分布规律
进水
第一段
第二段
浓水
平均产水量＝22m3/d
膜水透产系产-A产 产水流量(m3/d)
产水流量(gpd)
回收率 %