反渗透系统特殊工艺（一）

5.4 反渗透系统特殊工艺 

5.4.1 什么是浓水回流工艺？ 

对于流程短于12m及膜元件少于18只的小型系统的浓差极化极限收率总小于75%，而无论是采用与处理系统中的软化工艺，还是采用膜系统中的阻垢剂工艺，膜系统的难溶盐极限回收率总大于75%。为使系统实际回收率达到较高水平，需要在有限的系统流程长度基础上，将浓差极化极限回收率提高到难溶盐极限回收率水平。提高浓差极化极限回收率的实质是增加系统的浓水与淡水流量之比，对于小型系统可以采用浓水回流方式加大浓淡比，浓水回流的工艺流程如图5.4.1所示。该流程中的系统浓水同时受到浓水阀与回流阀的双重控制，被分为系统弃水与回流浓水，而系统的给水由系统进水与回流浓水汇合而成。浓水回流工艺系统存在膜组回收率与系统回收率两个回收率指标。膜组回收率为淡水流量与给水流量之比，该数值仍受系统流程长度及膜组结构的限制。系统回收率为淡水流量与进水流量之比，由于进水流量小于给水流量，系统回收率将高于膜组回收率。

由于回流浓水的含盐量高于进水含盐量，系统给水的含盐量将相应增高，即系统淡水含盐量相应增高，产水水质变差。同时，由于给水含盐量的增高，即给水渗透压增高，将导致高压泵工作压力增高，即系统能耗增加。4只ESPA1串联膜系统中有无浓水回流工艺的系统运行参数示于表5.4.1，表示数据表明，回流量越大，工作压力越高，系统脱盐率越低，系统回收率越高，但膜组回收率始终保持不变。 

表5.4.1 某系统浓水回流工艺参数分析

5.4.2 为什么要均衡前后段平均通量？ 

5.3节的内容描述了膜系统流程中各膜元件淡水通量的不均衡现象及其影响因素，其中的重要规律是前端或前段膜通量较高，而后端或后段膜通量较低，最严重时甚至出现末端元件完全不产水的现象。前后段膜通量或称段均通量的严重失衡的不利影响包括如下方面。① 前段元件的负荷过重，后段元件的效率过低。② 部分膜元件的过重负荷导致整个系统的频繁清洗。③ 高负荷膜元件导致其性能的过快衰减，即高负荷膜元件过早退出运行。④ 系统的段均通量失衡导致系统脱盐率的下降。⑤ 系统浓差极化度上升，浓差极化极限收率下降。表征膜系统前后段均通量平衡的主要参数为段通量比，即前段平均通量与后段平均通量之比。反渗透系统的段均通量失衡严重时除尽量采用宽通道膜品种之外，还需要采用特殊工艺措施，以减小通量的失衡程度。均衡通量包括淡水背压、段间加压与膜品种配置三项工艺措施。 

5.4.3 什么是淡水背压工艺？ 

为平衡反渗透膜系统的前后段通量，可以在前段淡水管路中加装背压阀门，以减小前段的纯驱动压，从而降低前段产水通量，已达到平衡通量之目的（注意不是平衡流量）。如水泵调压节（5.3.14～5.3.17）所述，背压阀门上消耗了部分能量，从而导致了全系统效率的下降，从而要求系统给水压力相应增加。背压越高，系统效率越低，给水压力越高。淡水背压工艺中首先要配置前后段的流量计，并根据实际段通量进行背压调节（图5.4.3）。对于有机污染即全段污染较重系统，应保持较高的前后段通量比；对于无机污染即后段污染较重系统，应保持较低的前后段通量比。

图5.4.3 淡水背压工艺