TBMC膜應用特訊 第14期:反滲透系統(tǒng)的能耗計算
作為新興的水處理技術,反滲透水處理技術已經(jīng)廣泛深入到我們日常的生產及生活之中,然而在我們的生產過程中,往往對反滲透系統(tǒng)的能耗不能準確評估。那么那些因素會影響到反滲透系統(tǒng)的能耗,又如何準確評估反滲透系統(tǒng)的能耗呢?希望通過本文給予一些說明。
1.RO系統(tǒng)能耗計算的目的和意義
通過改變不同工況,可以得到不同的能耗狀況,因此在反滲透系統(tǒng)運行過程中,通過對實際能耗的計算與調節(jié),可以找到最佳節(jié)能運行點,從而降低反滲透系統(tǒng)的運行成本。
2.能耗計算的影響因素
(1)運行壓力和進水流量
運行壓力及進水量可以直接計算泵的有效輸出功率,在泵的軸功率不變的情況下,適當?shù)倪x擇運行壓力與進水流量可以降低運行能耗。
(2)進水含鹽量
含鹽量直接影響系統(tǒng)的進水壓力,一般情況下,進水系統(tǒng)含鹽量越低,運行壓力會越低,系統(tǒng)運行的能耗越低,反之亦然。
(3)溫度
產水量不變的情況下,溫度升高,則運行的能耗會下降,因此適當提高運行溫度,可降低能耗。
(4)泵的效率
泵的運行效率不僅與泵本身的性能有關,還與整個系統(tǒng)的性能密切相關。要提高泵的運行效率必須站在系統(tǒng)的角度上,做到系統(tǒng)各組成的最佳匹配。
(5)能量回收裝置使用情況
能量回收裝置可以回收濃鹽水中蘊含的部分機械能,從而達到提高能量利用率的目的。
3.能耗的計算方法
(1)常用計算公式
1)總能耗為各個耗能組件能耗之和;
2)各泵的能耗,需要根據(jù)水泵的功率計算公式分別計算,公式為: P=ρgQH/1000η ;
其中P:離心泵的軸功率,Kw; ρ:介質密度,Kg/m3;g:重力加速度,m/s2;Q-流量,m3/s;H:揚程,m;η:效率,% 。
3)也可以根據(jù)泵的壓力及流量信息,通過查詢各類泵的運行曲線,得到相應運行條件下的實際能耗。
(2)設計軟件的附加功能
東麗反滲透計算軟件(Toray Design System 2.0)中附帶能耗計算的功能,具體步驟如下:
1)在“原水數(shù)據(jù)”頁面輸入原水數(shù)據(jù);
2) 在“RO”設計頁面,根據(jù)要求水量及回收率情況設計膜組排列情況,選擇適合膜元件種類,并判斷是否需要添加段間增壓泵及增壓壓力;
3)點擊“開始計算”,計算結束后即可在“報告”頁面查看系統(tǒng)能耗及噸水能耗情況;
此外,如果有系統(tǒng)各類泵的具體參數(shù),可以在“泵信息”中錄入各類水泵的參數(shù),供軟件計算使用。
【朱博士專欄:上期專題答疑】
問:反滲透膜結垢以后如何清洗?
答:在清洗以前確定膜表面污垢的類型是非常重要的。最理想的方式是對RO進水進行水質分析,或者對膜表面的污垢進行成分分析,以了解污垢形成的內涵。在不能采用化學分析的情況下,可以根據(jù)SDI測試膜片上殘留物的顏色、粘稠度等對污垢進行區(qū)分判別。例如,褐色的殘留物一般為鐵污垢;白色或米色殘留物則可能是硅、砂質粘土、鈣垢等;晶狀體外形殘留物是無機膠體、鈣垢的一個特征。
當確定了膜表面的垢物類型后,就必須選擇相應的清洗藥劑和清洗程序。清洗所用化學物質與污染物相互作用,通過溶解或分離,從而從膜表面清除掉污染物。一般在實施化學清洗前,先用軟化水或RO產品水對膜元件進行沖洗,然后針對不同的污垢成分,使用軟化水或RO產品水配制清洗藥劑,低壓(0.1-0.3MPa)循環(huán),必要時循環(huán)與浸泡交替進行,浸泡時間取決于污垢的程度。清洗液溫度的提高可以改善清洗效果,但最高溫度與pH有關。在化學清洗之后,使用軟化水或RO產水將污染物徹底地沖出RO系統(tǒng)。
鹽酸或檸檬酸等酸性清洗藥品可用于碳酸鹽垢以及鐵污染在內的無機結垢。但對于硫酸鹽垢,必須盡早發(fā)現(xiàn)和處理,由于硫酸鹽的溶解度會隨溶液含鹽量的增加而增加,在NaOH和Na4-EDTA的清洗溶液中加入NaCl可能對清洗有所幫助。當結垢一周以上時,清洗效果值得懷疑。