反渗透系统设计导则
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汇通源泉 vontron 膜元件
反渗透系统设计导则
一套完整的反渗透系统由几部分组成，它包括预处理部分、反渗透主机（膜过滤部分） 、后处理 部分和系统清洗部分共同组成。通常表征反渗透系统采用产水量和产水水质两个参数，另外还需参考 系统回收率、进水压力、污染速度等参数。因此系统设计的目的在于针对要求的产水量和产水水质， 尽可能的降低系统运行压力提高系统回收率，降低系统污染速度从而延长系统清洗周期，降低清洗频 率，提高系统的长期稳定性，降低清洗维护费用。 一般的设计步骤为： 1) 获取设计水源的水质分析报告； 2) 选择合理有效的预处理方案； 3) 选择合适的膜元件，并根据系统产水量计算膜元件使用数量； 4) 根据系统回收率设计合适的排列方式 5) 校验设计参数 本章着重介绍的是反渗透系统中反渗透主机（膜过滤部分）的设计，包括膜元件、以一定方式排 列的压力容器、给水管路的设计、高压泵、仪器仪表等。水质分析报告及预处理方案的选择请参阅前 一章节；后处理指对反渗透出水的深度处理，包括杀菌消毒及深度脱盐等，这些内容请查看水处理的 相关技术资料。 化学清洗是反渗透系统中十分重要的部分，通常大中型系统均设计有专用的清洗系统，但是对于 小型(产水量＜5 吨/小时﹚反渗透系统，由于受到成本的限制，即使没有设计清洗部分，也必须考虑 到将来对膜元件进行化学清洗时系统的扩展性及设备的可维护性。 汇通源泉公司所生产的 VONTRON 系列反渗透膜元件根据进水和运行压力的不同分为 5 大系列： 极低压系列、超低压系列、低压系列、低污染系列和海水淡化系列，另外还有小尺寸的家用和实验 室用膜元件。系统设计时，选择膜元件的依据主要是进水含盐量、系统要求的脱盐率和产水量这三个 参数。 XLP 极低压 系列 进水含盐量（ppm） 系统产水量（吨/小时） 一级系统脱盐率（％） ＜1000 ＞0.5 98％ ULP 超低压 系列 ＜2000 ＞0.5 99.0 LP 低压 系列 ＜8000 ＞0.5 99.0 FR 低污 染系列 ＜5000 ＞0.5 99.0 SW 海水淡 化系列 ＜40000 ＞0.5 99.5 小尺寸系 列 ＜2000 ＜0.5 98.0
TM
五
安装和更换膜元件。
系统设计的其它注意事项
1） 反渗透系统的压力容器应单独安装在特制的架子上，压力容器的两端必须有足够的空间，便于 2） 由于反渗透系统运行时压力容器受压会有程度的伸长，所以在固定压力容器及其管路时，不能 限制压力容器的正常形变。同时压力容器受压伸长后，膜组件在系统启停机或进水流量有变化时 可能在压力容器中来回移动，所以在安装膜元件时可以用专用垫片固定膜元件，防止攒动损坏膜 元件。 3） 高压泵在启动和停止时会产生水力冲击（水锤） ，如果直接作用在膜元件上，会造成膜袋粘结线 破裂等现象，所以反渗透系统必须设计相应的装置防止或者降低水锤对膜元件的冲击。大型反渗 透装置通常采用变频泵、软启动或者电动慢开门（电动蝶阀）来防止水力冲击，建议采用变频 泵或者软启动。 4） 单支膜元件的压力降不得超过 15PSI，过高的压力降将导致膜元件沿水流方向伸出，发生望远 镜现象，造成膜元件的损坏。因此在反渗透系统运行期间，应确保单支膜元件压力降不超过 15PSI，单个压力容器压力降不超过 60PSI，一旦超过，请及时对膜元件进行相应的清洗。 5） 反渗透膜元件在任何情况下都不能承受背压，因为背压（膜背面的压力大于膜正面的压力）会
四
1） 级和段的概念
排列方式的确定
级：指原水的渗透次数，即产水透过反渗透膜元件的次数。 多级系统可以提高最终产水水质，但降低了系统回收率。多级反渗透系统可以 实 现 高 脱盐 率 （>99.5%） ，膜元件使用量大，每一级需要设计单独的高压泵，能耗较大。目前的多级反渗透系 统以二级反渗透居多。 一级反渗透的脱盐率可达 98%~99%， 因而多级反渗透可实现 99.5 以上的脱盐率。 除第一级反渗透 的回收率与普通反渗透系统相当，不超过 75%，此后的每一级反渗透进水均为前一级反渗透的产 水，只含有少量单价离子和气体，故可以采用高回收率（可达 90%） 。第二级、第三级反渗透的浓 水可以回流到前一级，降低前一级的进水含盐量，同时也降低了产水含盐量，提高产水水质。 段：指原水流经压力容器的次数，即浓缩水流经不同压力容器的次数。 采用多段系统可以提高系统回收率，但产水水质较差。段的层次有时不像级那么清晰，流经了 数个压力容器，但未必是多段，如某些场地条件下无法使用较长的压力容器，就采用多个短容器 串联，所以确定 RO 系统段数时可以留意，进水分成几部分分别进入压力容器后是否重新混合， 每次进水（浓水）的重新混合就标志每一段的结束。 段数的多少直接影响系统的回收率，段数越多，回收率越高，因此普通以脱盐为目的的反渗透 系统采用 2 段或 3 段工艺居多，可以实现的最高回收率约为 75%；以浓缩为目的的反渗透系统， 可以采用 3 段以上的排列方式，实现 85%以上的系统回收率。
注：具体每根膜元件的回收率，可通过汇通源泉公司反渗透设计软件计算。 正常运行时，由于进水流经每根膜元件都会有部分透过膜元件成为产水，使得进入下一支膜元 件的水流量降低，因此为了保证每一段的进水流量足够大，防止污染物在膜表面的沉积，后一段压 力容器数量都比前一段的压力容器数量少， 前后相邻两段的压力容器数量的比值一般在 4∶3 到 3∶ 1 之间，较高的比值可以有效的增加后段的进水流量，较低的比值可以降低前一段中各支膜元件的回 收率。一般在 3∶2 到 2∶1 之间较为常见。 2）排列方式的确定 确定排列方式时，先根据要求计算所需脱盐率，如果超过 99.5%，就必须考虑两级脱盐，第一 级采用反渗透，第二级可采用反渗透、离子交换、EDI 等多种深度除盐法。若采用两级反渗透，先 设计第二级，回收率可取 85%~90%，再设计第一级，也可先设计第一级，再设计第二级，因为后级 浓水回流到前级，所以多级反渗透系统的回收率等于第一级的回收率。每一级之间必须设计单独的中 间水箱和高压泵，只有两级海水淡化可以采用一级产水憋压法，因为海水膜运行压力高，承压范围也 大，但设计时必须采取必要措施防止背压的产生（汇通源泉公司生产的 VONTRON 膜元件能承受的最 大背压为 5psi） 。其它多级反渗透系统不建议采用产水憋压法。
汇通源泉 vontron 膜元件 使得膜表面的聚酰胺脱盐层脱落，造成膜元件不可恢复的损伤。汇通源泉公司生产的 VONTRON 膜元件能承受的背压不超过 5PSI。 6） 汇通源泉公司推荐反渗透系统在设计时，能在每次系统启动和停止时对膜元件进行低压冲洗。 另外在系统短期停运期间（不超过 7 天）时，每天能用反渗透产品水对膜元件进行冲洗。注意 在任何冲洗时，冲洗水必须能满足反渗透膜元件的进水要求，冲洗流量也不能超过单支膜元件 的最大进水流量。 7） 温度的测量。对于反渗透系统，进水的温度会影响许多参数，如电导率，产水量、进水压力等， 因此在反渗透系统上建议安装在线温度测定仪，作为日常运行参数记录的一项，便于将运行参数 标准化，对系统运行做出正确的判断。对于进水温度较高的水源，还必须设置温度报警装置，当 进水温度超过 45℃时能发出警报，必要时停止反渗透系统的运行。 8） 电导率的测量。对于反渗透系统安装的在线电导率仪，必须能够进行温度补偿，即将所测电导 率补偿到 25℃时，从而便于计算系统的脱盐率，另外，电导率仪使用前必须根据设备提供商指 定的操作步骤进行电极的校正，校正准确之后才可以使用。测量进水电导率仪的安装位置应在 最后一种化学物质添加之后，也就是高压泵前；产水电导率仪的安装位置在后处理工艺之前。条 件允许的情况下，可以安装多个产水电导率仪来测量不同位置的产水电导，获得系统运行的更为 详细的运行参数。每根压力容器都应该设有单独的产水取样口，当系统产水电导率异常上升时便 于判断发生的位置。 9） 脱盐率的计算。脱盐率等于产水含盐量与进水含盐量的比值，即： 脱盐率（％）＝产水 TDS/进水 TDS×100％ 准确的脱盐率要通过对产水和进水进行化学分析，测定相应的 TDS 含量才能计算出来，但是这样 比较麻烦，一般采用电导率转换为 TDS 来计算脱盐率。 具体的转换公式如下： TDS = K × EC25 TDS 单位是 mg/L 即 ppm EC25 是经温度校正到 25℃的电导率，单位μs/cm EC25 所有盐类都当成 NaCl 且不考虑 CO2 的透过性。 表 溶液 产水 苦咸水 海水 浓水 电导率与含盐量的换算系数 电导率 EC25（μs/cm） 0～300 300～4000 4000～20000 40000～60000 60000～85000 K 0.50 0.55 0.67 0.70 0.75
三
压力容器的确定
在确定了膜元件使用数量后，便可确定压力容器的数量。通常为了提高系统回收率和经济效益， 多采用多段工艺，此时所用压力容器至少需要 3 个。4 寸膜元件的压力容器一般可以串联 1~4 支膜元 件，8 寸膜元件的压力容器一般可以串联 2~6 支膜元件。对于产水超过 20T/h 的系统，采用 8 寸膜 元件和串联 6 支元件的压力容器，由于串联数量同系统回收率成正比，串联过多的膜元件，将导致回 收率上升，增加最后一段膜元件发生无机盐结垢的风险，所以一般很少采用能串联 6 支以上膜元件的 压力容器。对于产水小于 20T/h 的反渗透系统，设计者可根据实际情况，选择排列方式及合适的压力 容器，调整压力容器和膜元件的使用数量。 目前市面上常见的压力容器有不锈钢和玻璃钢两种材质。玻璃钢的承压范围较大，密封精度高， 形变小，不锈钢容器加工成本低廉，但承压较低，建议低压及海水淡化系统选用玻璃钢容器，超低压 系统可以选用不锈钢容器。
汇通源泉 vontron 膜元件 同段数正比于系统回收率类似，每根压力容器内串联的元件数量也正比于系统回收率。通常， 单支膜元件的回收率在 8%~15%之间， 6 支串联的单段系统回收率可达 50%， 两段的系统回收率可达 75% 左右，三段可达 85%，如下表： 系统回收率（%） 40~60 70~80 85~90 串联元件数量 6 12 18 含 6 元件压力容器的段数 1 2 3
2 2 2 2 2
h / m
Βιβλιοθήκη Baidu
1.90
1.58
1.26
1.14
0.95
0.95
4 英寸膜元件 3.6 0.95～1.36
2.5 英寸膜元件 1.0 0.25
TM
11.8～17.0 3.6～4.1
汇通源泉 vontron 膜元件
二
膜元件数量的确定
前面指出的膜元件产水量为系统中膜元件的最大产水量，由于进水通过膜元件后，压力会下降， 沿水流方向，膜元件的产水量会逐渐降低，即第一根膜元件产水量最大，之后逐渐降低。计算系统所 需的膜元件时，用系统设计产水量除膜元件平均产水量，然后取整数，通常平均产水量为单支膜元件 最大产水量×0.8，即： 膜元件数 N 膜 = 设计产水量/（0.8×单支元件最大产水量）
一
1．产水量的选择
膜元件的选择
确定单支膜元件的产水量是反渗透设计过程中极为重要的一步。反渗透同其它过滤方式不同， 它采用的是横流过滤，即原水进入膜元件，在进水压力驱动下，部分原水渗透到膜片另一侧，产生垂 直于膜表面的产水流速，从中心集水管中流出，而截流下来的杂质则随原水剩余部分排出或进入下一 根膜元件。产水流量与进水（原水）流量之比即单支膜元件回收率： 单支膜元件回收率（%）=Q 产水 /Q 进水 =V 产水 /V 进水 由于膜元件在正常使用过程中产生了垂直于膜面的产水流速， 靠近膜表面的杂质和污染物会被浓 缩，其中的一部分杂质会吸附在膜表面，形成污染。膜元件污染速度与三个参数有关：
汇通源泉 vontron 膜元件 1） 膜 片 表 面 的 光 滑 度 。 膜 表 面 越 光 滑 ， 杂 质 的 污 染 速 度 就 越 低 ， VONTRON 全系列 膜元件表面均进行过特殊处理，提高了光滑度，能有效降低污染物在膜表面的污染速度，同时提高 清洗的可恢复性。 2） 单位膜面积产水量（产水流率） 。一般用单位面积的膜面积在一定时间内的产水量来衡量， 通常用 GFD（加仑每平方英尺每天）来表示。不同的膜元件在不同进水条件下有不同的取值，超 过这一范围，将导致膜元件污染速度加快，清洗周期缩短。下表就是膜元件在不同进水条件下， 产水流率的取值范围。 RO 产水 SDI ＜1 30 30 0.13 0.38 1.73 深井水 SDI＜3 25 20 0.11 0.32 1.44 自来水 SDI＜3 20 20 0.09 0.25 1.14 地表水 SDI＜5 18 15 0.08 0.23 1.04 海水 SDI ＜3 15 10 0.066 0.19 0.87 废水 SDI ＜3 15 10 0.066 0.19 0.87
给水类型 产水流率（GFD） 元件最大回收率（％） 2540 膜元件 最大产水量
3
4040 膜元件 8040 膜元件 （365ft ） 8040 膜元件 （400ft ）
2 2
3） 横向流速。由于进水中杂质被浓缩后必须由剩余的水带走，更高的横向流速能降低浓差极化 和污染物在膜表面的沉积速度。但是过高的横向流速将导致进水流量增大，对提高经济效益不利， 同时会造成膜元件进出水压力降增加，引起望远镜现象，所以我们规定了膜元件的最大进水流量和 最小浓水流量（如下表） 。另外，污染速度还受回收率、进水含盐量等参数影响。 表 2.5 寸、4 寸和 8 寸膜元件的最大进水流量和最小浓水流量 8 英寸膜元件 最大进水流量（m /h） 最小浓水流量（m /h）
3 3
8040 横向流速主要由进水流量和浓水隔网厚度所决定， 汇通源泉公司生产的 VONTRON 膜元件中， 采用了两种不同厚度的浓水隔网，相应的有效膜面积也分为 365ft 和 400 ft 两种，400 ft 的膜元件 横向流速比 365ft 的膜元件略大，但两者的雷诺数都比较低，所以它们的流态差别不大。365ft 膜 元件清洗时性能恢复较好，请注意选用。
反渗透系统设计导则
一套完整的反渗透系统由几部分组成，它包括预处理部分、反渗透主机（膜过滤部分） 、后处理 部分和系统清洗部分共同组成。通常表征反渗透系统采用产水量和产水水质两个参数，另外还需参考 系统回收率、进水压力、污染速度等参数。因此系统设计的目的在于针对要求的产水量和产水水质， 尽可能的降低系统运行压力提高系统回收率，降低系统污染速度从而延长系统清洗周期，降低清洗频 率，提高系统的长期稳定性，降低清洗维护费用。 一般的设计步骤为： 1) 获取设计水源的水质分析报告； 2) 选择合理有效的预处理方案； 3) 选择合适的膜元件，并根据系统产水量计算膜元件使用数量； 4) 根据系统回收率设计合适的排列方式 5) 校验设计参数 本章着重介绍的是反渗透系统中反渗透主机（膜过滤部分）的设计，包括膜元件、以一定方式排 列的压力容器、给水管路的设计、高压泵、仪器仪表等。水质分析报告及预处理方案的选择请参阅前 一章节；后处理指对反渗透出水的深度处理，包括杀菌消毒及深度脱盐等，这些内容请查看水处理的 相关技术资料。 化学清洗是反渗透系统中十分重要的部分，通常大中型系统均设计有专用的清洗系统，但是对于 小型(产水量＜5 吨/小时﹚反渗透系统，由于受到成本的限制，即使没有设计清洗部分，也必须考虑 到将来对膜元件进行化学清洗时系统的扩展性及设备的可维护性。 汇通源泉公司所生产的 VONTRON 系列反渗透膜元件根据进水和运行压力的不同分为 5 大系列： 极低压系列、超低压系列、低压系列、低污染系列和海水淡化系列，另外还有小尺寸的家用和实验 室用膜元件。系统设计时，选择膜元件的依据主要是进水含盐量、系统要求的脱盐率和产水量这三个 参数。 XLP 极低压 系列 进水含盐量（ppm） 系统产水量（吨/小时） 一级系统脱盐率（％） ＜1000 ＞0.5 98％ ULP 超低压 系列 ＜2000 ＞0.5 99.0 LP 低压 系列 ＜8000 ＞0.5 99.0 FR 低污 染系列 ＜5000 ＞0.5 99.0 SW 海水淡 化系列 ＜40000 ＞0.5 99.5 小尺寸系 列 ＜2000 ＜0.5 98.0
TM
五
安装和更换膜元件。
系统设计的其它注意事项
1） 反渗透系统的压力容器应单独安装在特制的架子上，压力容器的两端必须有足够的空间，便于 2） 由于反渗透系统运行时压力容器受压会有程度的伸长，所以在固定压力容器及其管路时，不能 限制压力容器的正常形变。同时压力容器受压伸长后，膜组件在系统启停机或进水流量有变化时 可能在压力容器中来回移动，所以在安装膜元件时可以用专用垫片固定膜元件，防止攒动损坏膜 元件。 3） 高压泵在启动和停止时会产生水力冲击（水锤） ，如果直接作用在膜元件上，会造成膜袋粘结线 破裂等现象，所以反渗透系统必须设计相应的装置防止或者降低水锤对膜元件的冲击。大型反渗 透装置通常采用变频泵、软启动或者电动慢开门（电动蝶阀）来防止水力冲击，建议采用变频 泵或者软启动。 4） 单支膜元件的压力降不得超过 15PSI，过高的压力降将导致膜元件沿水流方向伸出，发生望远 镜现象，造成膜元件的损坏。因此在反渗透系统运行期间，应确保单支膜元件压力降不超过 15PSI，单个压力容器压力降不超过 60PSI，一旦超过，请及时对膜元件进行相应的清洗。 5） 反渗透膜元件在任何情况下都不能承受背压，因为背压（膜背面的压力大于膜正面的压力）会
四
1） 级和段的概念
排列方式的确定
级：指原水的渗透次数，即产水透过反渗透膜元件的次数。 多级系统可以提高最终产水水质，但降低了系统回收率。多级反渗透系统可以 实 现 高 脱盐 率 （>99.5%） ，膜元件使用量大，每一级需要设计单独的高压泵，能耗较大。目前的多级反渗透系 统以二级反渗透居多。 一级反渗透的脱盐率可达 98%~99%， 因而多级反渗透可实现 99.5 以上的脱盐率。 除第一级反渗透 的回收率与普通反渗透系统相当，不超过 75%，此后的每一级反渗透进水均为前一级反渗透的产 水，只含有少量单价离子和气体，故可以采用高回收率（可达 90%） 。第二级、第三级反渗透的浓 水可以回流到前一级，降低前一级的进水含盐量，同时也降低了产水含盐量，提高产水水质。 段：指原水流经压力容器的次数，即浓缩水流经不同压力容器的次数。 采用多段系统可以提高系统回收率，但产水水质较差。段的层次有时不像级那么清晰，流经了 数个压力容器，但未必是多段，如某些场地条件下无法使用较长的压力容器，就采用多个短容器 串联，所以确定 RO 系统段数时可以留意，进水分成几部分分别进入压力容器后是否重新混合， 每次进水（浓水）的重新混合就标志每一段的结束。 段数的多少直接影响系统的回收率，段数越多，回收率越高，因此普通以脱盐为目的的反渗透 系统采用 2 段或 3 段工艺居多，可以实现的最高回收率约为 75%；以浓缩为目的的反渗透系统， 可以采用 3 段以上的排列方式，实现 85%以上的系统回收率。
注：具体每根膜元件的回收率，可通过汇通源泉公司反渗透设计软件计算。 正常运行时，由于进水流经每根膜元件都会有部分透过膜元件成为产水，使得进入下一支膜元 件的水流量降低，因此为了保证每一段的进水流量足够大，防止污染物在膜表面的沉积，后一段压 力容器数量都比前一段的压力容器数量少， 前后相邻两段的压力容器数量的比值一般在 4∶3 到 3∶ 1 之间，较高的比值可以有效的增加后段的进水流量，较低的比值可以降低前一段中各支膜元件的回 收率。一般在 3∶2 到 2∶1 之间较为常见。 2）排列方式的确定 确定排列方式时，先根据要求计算所需脱盐率，如果超过 99.5%，就必须考虑两级脱盐，第一 级采用反渗透，第二级可采用反渗透、离子交换、EDI 等多种深度除盐法。若采用两级反渗透，先 设计第二级，回收率可取 85%~90%，再设计第一级，也可先设计第一级，再设计第二级，因为后级 浓水回流到前级，所以多级反渗透系统的回收率等于第一级的回收率。每一级之间必须设计单独的中 间水箱和高压泵，只有两级海水淡化可以采用一级产水憋压法，因为海水膜运行压力高，承压范围也 大，但设计时必须采取必要措施防止背压的产生（汇通源泉公司生产的 VONTRON 膜元件能承受的最 大背压为 5psi） 。其它多级反渗透系统不建议采用产水憋压法。
汇通源泉 vontron 膜元件 使得膜表面的聚酰胺脱盐层脱落，造成膜元件不可恢复的损伤。汇通源泉公司生产的 VONTRON 膜元件能承受的背压不超过 5PSI。 6） 汇通源泉公司推荐反渗透系统在设计时，能在每次系统启动和停止时对膜元件进行低压冲洗。 另外在系统短期停运期间（不超过 7 天）时，每天能用反渗透产品水对膜元件进行冲洗。注意 在任何冲洗时，冲洗水必须能满足反渗透膜元件的进水要求，冲洗流量也不能超过单支膜元件 的最大进水流量。 7） 温度的测量。对于反渗透系统，进水的温度会影响许多参数，如电导率，产水量、进水压力等， 因此在反渗透系统上建议安装在线温度测定仪，作为日常运行参数记录的一项，便于将运行参数 标准化，对系统运行做出正确的判断。对于进水温度较高的水源，还必须设置温度报警装置，当 进水温度超过 45℃时能发出警报，必要时停止反渗透系统的运行。 8） 电导率的测量。对于反渗透系统安装的在线电导率仪，必须能够进行温度补偿，即将所测电导 率补偿到 25℃时，从而便于计算系统的脱盐率，另外，电导率仪使用前必须根据设备提供商指 定的操作步骤进行电极的校正，校正准确之后才可以使用。测量进水电导率仪的安装位置应在 最后一种化学物质添加之后，也就是高压泵前；产水电导率仪的安装位置在后处理工艺之前。条 件允许的情况下，可以安装多个产水电导率仪来测量不同位置的产水电导，获得系统运行的更为 详细的运行参数。每根压力容器都应该设有单独的产水取样口，当系统产水电导率异常上升时便 于判断发生的位置。 9） 脱盐率的计算。脱盐率等于产水含盐量与进水含盐量的比值，即： 脱盐率（％）＝产水 TDS/进水 TDS×100％ 准确的脱盐率要通过对产水和进水进行化学分析，测定相应的 TDS 含量才能计算出来，但是这样 比较麻烦，一般采用电导率转换为 TDS 来计算脱盐率。 具体的转换公式如下： TDS = K × EC25 TDS 单位是 mg/L 即 ppm EC25 是经温度校正到 25℃的电导率，单位μs/cm EC25 所有盐类都当成 NaCl 且不考虑 CO2 的透过性。 表 溶液 产水 苦咸水 海水 浓水 电导率与含盐量的换算系数 电导率 EC25（μs/cm） 0～300 300～4000 4000～20000 40000～60000 60000～85000 K 0.50 0.55 0.67 0.70 0.75
三
压力容器的确定
在确定了膜元件使用数量后，便可确定压力容器的数量。通常为了提高系统回收率和经济效益， 多采用多段工艺，此时所用压力容器至少需要 3 个。4 寸膜元件的压力容器一般可以串联 1~4 支膜元 件，8 寸膜元件的压力容器一般可以串联 2~6 支膜元件。对于产水超过 20T/h 的系统，采用 8 寸膜 元件和串联 6 支元件的压力容器，由于串联数量同系统回收率成正比，串联过多的膜元件，将导致回 收率上升，增加最后一段膜元件发生无机盐结垢的风险，所以一般很少采用能串联 6 支以上膜元件的 压力容器。对于产水小于 20T/h 的反渗透系统，设计者可根据实际情况，选择排列方式及合适的压力 容器，调整压力容器和膜元件的使用数量。 目前市面上常见的压力容器有不锈钢和玻璃钢两种材质。玻璃钢的承压范围较大，密封精度高， 形变小，不锈钢容器加工成本低廉，但承压较低，建议低压及海水淡化系统选用玻璃钢容器，超低压 系统可以选用不锈钢容器。
汇通源泉 vontron 膜元件 同段数正比于系统回收率类似，每根压力容器内串联的元件数量也正比于系统回收率。通常， 单支膜元件的回收率在 8%~15%之间， 6 支串联的单段系统回收率可达 50%， 两段的系统回收率可达 75% 左右，三段可达 85%，如下表： 系统回收率（%） 40~60 70~80 85~90 串联元件数量 6 12 18 含 6 元件压力容器的段数 1 2 3
2 2 2 2 2
h / m
Βιβλιοθήκη Baidu
1.90
1.58
1.26
1.14
0.95
0.95
4 英寸膜元件 3.6 0.95～1.36
2.5 英寸膜元件 1.0 0.25
TM
11.8～17.0 3.6～4.1
汇通源泉 vontron 膜元件
二
膜元件数量的确定
前面指出的膜元件产水量为系统中膜元件的最大产水量，由于进水通过膜元件后，压力会下降， 沿水流方向，膜元件的产水量会逐渐降低，即第一根膜元件产水量最大，之后逐渐降低。计算系统所 需的膜元件时，用系统设计产水量除膜元件平均产水量，然后取整数，通常平均产水量为单支膜元件 最大产水量×0.8，即： 膜元件数 N 膜 = 设计产水量/（0.8×单支元件最大产水量）
一
1．产水量的选择
膜元件的选择
确定单支膜元件的产水量是反渗透设计过程中极为重要的一步。反渗透同其它过滤方式不同， 它采用的是横流过滤，即原水进入膜元件，在进水压力驱动下，部分原水渗透到膜片另一侧，产生垂 直于膜表面的产水流速，从中心集水管中流出，而截流下来的杂质则随原水剩余部分排出或进入下一 根膜元件。产水流量与进水（原水）流量之比即单支膜元件回收率： 单支膜元件回收率（%）=Q 产水 /Q 进水 =V 产水 /V 进水 由于膜元件在正常使用过程中产生了垂直于膜面的产水流速， 靠近膜表面的杂质和污染物会被浓 缩，其中的一部分杂质会吸附在膜表面，形成污染。膜元件污染速度与三个参数有关：
汇通源泉 vontron 膜元件 1） 膜 片 表 面 的 光 滑 度 。 膜 表 面 越 光 滑 ， 杂 质 的 污 染 速 度 就 越 低 ， VONTRON 全系列 膜元件表面均进行过特殊处理，提高了光滑度，能有效降低污染物在膜表面的污染速度，同时提高 清洗的可恢复性。 2） 单位膜面积产水量（产水流率） 。一般用单位面积的膜面积在一定时间内的产水量来衡量， 通常用 GFD（加仑每平方英尺每天）来表示。不同的膜元件在不同进水条件下有不同的取值，超 过这一范围，将导致膜元件污染速度加快，清洗周期缩短。下表就是膜元件在不同进水条件下， 产水流率的取值范围。 RO 产水 SDI ＜1 30 30 0.13 0.38 1.73 深井水 SDI＜3 25 20 0.11 0.32 1.44 自来水 SDI＜3 20 20 0.09 0.25 1.14 地表水 SDI＜5 18 15 0.08 0.23 1.04 海水 SDI ＜3 15 10 0.066 0.19 0.87 废水 SDI ＜3 15 10 0.066 0.19 0.87
给水类型 产水流率（GFD） 元件最大回收率（％） 2540 膜元件 最大产水量
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4040 膜元件 8040 膜元件 （365ft ） 8040 膜元件 （400ft ）
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3） 横向流速。由于进水中杂质被浓缩后必须由剩余的水带走，更高的横向流速能降低浓差极化 和污染物在膜表面的沉积速度。但是过高的横向流速将导致进水流量增大，对提高经济效益不利， 同时会造成膜元件进出水压力降增加，引起望远镜现象，所以我们规定了膜元件的最大进水流量和 最小浓水流量（如下表） 。另外，污染速度还受回收率、进水含盐量等参数影响。 表 2.5 寸、4 寸和 8 寸膜元件的最大进水流量和最小浓水流量 8 英寸膜元件 最大进水流量（m /h） 最小浓水流量（m /h）
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8040 横向流速主要由进水流量和浓水隔网厚度所决定， 汇通源泉公司生产的 VONTRON 膜元件中， 采用了两种不同厚度的浓水隔网，相应的有效膜面积也分为 365ft 和 400 ft 两种，400 ft 的膜元件 横向流速比 365ft 的膜元件略大，但两者的雷诺数都比较低，所以它们的流态差别不大。365ft 膜 元件清洗时性能恢复较好，请注意选用。