压力容器材质一般为玻璃钢,小型的也有不锈钢的;按直径可分为4in(1in=0.0254m)和8in的;按长度可有1~8支的各种规格;按给水与浓水方位可分为端出水与侧出水两类。大型反渗透系统膜堆一般采用8in的等长压力容器水平布置。
膜系统给水泵较预处理加压泵工作压力更高,一般为立式结构。
膜系统给水泵的额定流量应该在设计产水流量与设计回收率之比即系统给水流量基础上有一定裕度,以备系统运行过程中的不时之需。
鉴于膜系统存在给水温度、给水含盐量、膜污染及膜性能衰减四大特征,膜系统给水泵的额定压力应该以最低温度、最高含盐量、膜寿命期末及严重膜污染为背景计算系统的最低工作压力。对于高给水温度、低含盐量及系统运行初期,应采用变频调速或者阀门调压方式调整系统的工作压力。
在选择给水泵的规格时,还应适当考虑系统的管路压降,以及水泵汽蚀余量(NPSHr)。对于大型系统给水泵设计,还应适当考虑水泵的最佳效率工作点问题。
附属设备包含清洗水箱、清洗水泵、变频器、仪表及控制系统等,设计时应注意:
① 系统运行与系统清洗应分用水泵。膜系统给水泵压力要求高、流量低,应为清水泵;配置化学清洗设施用于RO膜清洗,清洗水泵要求压力低、流量高,应为耐酸泵。RO装置操作压力为25bar(1bar=10 5 Pa),回收率为85%,尽管有预处理,但膜的污堵及结垢导致的通量下降依然不可避免。因此需要采用化学清洗以恢复膜的性能。工厂的维护包括更换保安过滤器(每3个月)、更换膜组件(每3个月)、化学清洗(每3个月)以及溶液的配制。化学清洗是用化学方法去除物理冲洗无法去除的污垢、黏泥等。针对不同的污染物,应采用不同的化学清洗药剂及清洗方案,对碳酸钙垢宜用酸,对微生物、有机物黏泥宜用碱以及非氧化性杀菌剂,通常采用酸碱交替的方式进行化学清洗。化学清洗期间应对温度、pH值、压力等进行密切监测,及时调整药剂浓度。化学清洗主要依靠的是化学反应,因此清洗泵的流量不需要像物理冲洗那么大。
② 多段系统分设压力表与流量计。为有效监视各段膜元件的污染状况及性能衰减状况,膜系统各段应分设压力表与浓淡水流量计。在选择仪表时应同时考虑其精度及量程。转子流量计的实际测量数值在70%量程左右时测量精度较高。为有效监测膜污染与性能衰减,采用指针式压力表时,应选用直径不小于100mm、量程为1.6MPa、最小刻度为0.02MPa、1.5级精度的油阻尼压力表。
③ 淡水背压的控制。对卷式反渗透膜不存在反冲洗工艺,也不允许过大的反向压力即背压。因此要求产水管路或产水箱的最高水位距设备所在地平面不高于3m。
④ 电导率仪与产水水质控制。通常在产出淡水汇集管路上设置电导仪。如果需要严格控制产水电导率,可在系统启动初期打开不合格水排放阀,关闭产水阀,使不合格产水外排、回流进原水箱或原水泵入口。对于有产水勾兑的系统,在此阶段应关闭勾兑阀以避免勾兑比例失调。当压力与水质达标时,打开产水阀(及勾兑阀,如有),关闭不合格产水排放阀。这一过程可以手动,也可由电导率仪的4~20mA电流信号输出经控制器控制阀门动作。
⑤ 压力控制。大型系统一般采用变频,小型系统一般采用缓开阀及调压。
⑥ 控制系统。当水泵电机具有变频调速功能,且压力表、流量计、电导仪均具有电信号输出时,运用PLC或专用控制器,可实现膜系统的恒流量运行、定期自动清洗等自动控制功能。当控制器具备足够记忆功能时,还可进行趋势线记录及离线分析。
⑦ 膜元件安装方式。存在立式与卧式两类方式。立式安装时设备上方应留有1.2m的空间以便元件拆装。卧式安装时设备两侧应各留有1.5m的空间。