TBMC膜應(yīng)用特訊 第14期:反滲透系統(tǒng)的能耗計(jì)算
作為新興的水處理技術(shù),反滲透水處理技術(shù)已經(jīng)廣泛深入到我們?nèi)粘5纳a(chǎn)及生活之中,然而在我們的生產(chǎn)過(guò)程中,往往對(duì)反滲透系統(tǒng)的能耗不能準(zhǔn)確評(píng)估。那么那些因素會(huì)影響到反滲透系統(tǒng)的能耗,又如何準(zhǔn)確評(píng)估反滲透系統(tǒng)的能耗呢?希望通過(guò)本文給予一些說(shuō)明。
1.RO系統(tǒng)能耗計(jì)算的目的和意義
通過(guò)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(yùn)行過(guò)程中,通過(guò)對(duì)實(shí)際能耗的計(jì)算與調(diào)節(jié),可以找到最佳節(jié)能運(yùn)行點(diǎn),從而降低反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
2.能耗計(jì)算的影響因素
(1)運(yùn)行壓力和進(jìn)水流量
運(yùn)行壓力及進(jìn)水量可以直接計(jì)算泵的有效輸出功率,在泵的軸功率不變的情況下,適當(dāng)?shù)倪x擇運(yùn)行壓力與進(jìn)水流量可以降低運(yùn)行能耗。
(2)進(jìn)水含鹽量
含鹽量直接影響系統(tǒng)的進(jìn)水壓力,一般情況下,進(jìn)水系統(tǒng)含鹽量越低,運(yùn)行壓力會(huì)越低,系統(tǒng)運(yùn)行的能耗越低,反之亦然。
(3)溫度
產(chǎn)水量不變的情況下,溫度升高,則運(yùn)行的能耗會(huì)下降,因此適當(dāng)提高運(yùn)行溫度,可降低能耗。
(4)泵的效率
泵的運(yùn)行效率不僅與泵本身的性能有關(guān),還與整個(gè)系統(tǒng)的性能密切相關(guān)。要提高泵的運(yùn)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(yùn)含的部分機(jī)械能,從而達(dá)到提高能量利用率的目的。
3.能耗的計(jì)算方法
(1)常用計(jì)算公式
1)總能耗為各個(gè)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(jì)算公式分別計(jì)算,公式為: P=ρgQH/1000η ;
其中P:離心泵的軸功率,Kw; ρ:介質(zhì)密度,Kg/m3;g:重力加速度,m/s2;Q-流量,m3/s;H:揚(yáng)程,m;η:效率,% 。
3)也可以根據(jù)泵的壓力及流量信息,通過(guò)查詢各類泵的運(yùn)行曲線,得到相應(yīng)運(yùn)行條件下的實(shí)際能耗。
(2)設(shè)計(jì)軟件的附加功能
東麗反滲透計(jì)算軟件(Toray Design System 2.0)中附帶能耗計(jì)算的功能,具體步驟如下:
1)在“原水?dāng)?shù)據(jù)”頁(yè)面輸入原水?dāng)?shù)據(jù);
2) 在“RO”設(shè)計(jì)頁(yè)面,根據(jù)要求水量及回收率情況設(shè)計(jì)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(diǎn)擊“開(kāi)始計(jì)算”,計(jì)算結(jié)束后即可在“報(bào)告”頁(yè)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(jì)算使用。
【朱博士專欄:上期專題答疑】
問(wèn):反滲透膜結(jié)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(duì)RO進(jìn)水進(jìn)行水質(zhì)分析,或者對(duì)膜表面的污垢進(jìn)行成分分析,以了解污垢形成的內(nèi)涵。在不能采用化學(xué)分析的情況下,可以根據(jù)SDI測(cè)試膜片上殘留物的顏色、粘稠度等對(duì)污垢進(jìn)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(zhì)粘土、鈣垢等;晶狀體外形殘留物是無(wú)機(jī)膠體、鈣垢的一個(gè)特征。
當(dāng)確定了膜表面的垢物類型后,就必須選擇相應(yīng)的清洗藥劑和清洗程序。清洗所用化學(xué)物質(zhì)與污染物相互作用,通過(guò)溶解或分離,從而從膜表面清除掉污染物。一般在實(shí)施化學(xué)清洗前,先用軟化水或RO產(chǎn)品水對(duì)膜元件進(jìn)行沖洗,然后針對(duì)不同的污垢成分,使用軟化水或RO產(chǎn)品水配制清洗藥劑,低壓(0.1-0.3MPa)循環(huán),必要時(shí)循環(huán)與浸泡交替進(jìn)行,浸泡時(shí)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(guān)。在化學(xué)清洗之后,使用軟化水或RO產(chǎn)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(nèi)的無(wú)機(jī)結(jié)垢。但對(duì)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(huì)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(duì)清洗有所幫助。當(dāng)結(jié)垢一周以上時(shí),清洗效果值得懷疑。