滲透膜指高分子材料制成具有選擇性的半滲透性薄膜，這種膜在壓力作用下，能夠?qū)⑷芤褐械乃推渌}類、微生物、有機(jī)物等進(jìn)行過(guò)濾，從而達(dá)到分離、純化的目的。滲透膜具有耗能低、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、耗能低等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，膜產(chǎn)業(yè)在我國(guó)發(fā)展迅速，已經(jīng)滲透到環(huán)境保護(hù)、工業(yè)生產(chǎn)、新能源開發(fā)、水資源、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)改造節(jié)能減排具有重要意義。

1 膜設(shè)備設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1． 1 設(shè)備需滿足客戶處理要求

           不同行業(yè)對(duì)膜的要求也不同，所以膜設(shè)備在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要根據(jù)膜的用途和類型進(jìn)行設(shè)計(jì)金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)，讓膜設(shè)備能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。

1． 2 占地面積非常優(yōu)化

           膜設(shè)備一般用來(lái)處理工業(yè)廢水，要經(jīng)過(guò)污水池、格柵、調(diào)節(jié)池、清水池等，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要結(jié)合工廠實(shí)際情況，降低膜設(shè)備的占地面積，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

1． 3 主要配件的合理性選擇

           膜系統(tǒng)的承壓設(shè)備受到主體部件的影響，承壓設(shè)備壁厚受到軸向應(yīng)力、環(huán)向壓力等影響，在選擇的時(shí)候，根據(jù)用戶生產(chǎn)產(chǎn)品的類型、生產(chǎn)工藝、處理流量等要求，選擇合理的配件。

1． 4 節(jié)能

           工業(yè)膜設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要滿足用戶需求、優(yōu)化占地面積、選擇合適的配件，而且還要具備節(jié)能優(yōu)勢(shì)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，提高設(shè)備的滲透性能。根據(jù)反滲透處理設(shè)備性能指標(biāo)，膜處理設(shè)備的脫鹽率≥95%，原水回收率見表 1。

原水回收率

原水回收率

1. 5 外型大氣美觀

           設(shè)備設(shè)計(jì)要合理，外觀結(jié)構(gòu)要美觀、大氣，設(shè)備主機(jī)架安裝牢固、接縫處平整，水平和垂直方向的公差符合國(guó)家相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)外層要保持均勻、美觀、牢固、沒有劃痕。

2 膜設(shè)備配件選用

           工業(yè)膜系統(tǒng)由滲透膜、反應(yīng)器、水泵、膜組件等多個(gè)元件構(gòu)成，在設(shè)計(jì)工業(yè)膜系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)工業(yè)膜的生產(chǎn)工藝、除鹽率等要求，合理配置系統(tǒng)各個(gè)配件，才能有效的提供膜系統(tǒng)工作效率。

2． 1 水泵

           --，工業(yè)膜選擇水泵的性能必須滿足裝置流量、壓力、溫度、吸程、揚(yáng)程等工藝參數(shù)要求。第二，要滿足介質(zhì)特性的要求。第三，機(jī)械方面可靠性、噪聲低、振動(dòng)小。按照計(jì)量要求，選擇計(jì)量泵;揚(yáng)程要求比較高，如果流量小且沒有合適的小流量揚(yáng)程離心泵，則選擇復(fù)合泵;如果揚(yáng)程要求比較低，流量比較小，則選擇軸流泵和混流泵;如果介質(zhì)大于 650—1000m ㎡/s 時(shí)，則可以選擇轉(zhuǎn)子泵和螺桿泵;介質(zhì)含氣量在75%左右，則可以選擇旋渦泵。

2． 2 閥門

           工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，被調(diào)節(jié)的介質(zhì)不同，有的壓力比較大、有的流量大、有的具有腐蝕性，因此必須根據(jù)介質(zhì)的類型、流量大小、生產(chǎn)工藝條件和控制要求選擇調(diào)節(jié)閥門。如果是大口徑、大流量、濃濁漿或者懸浮顆粒的介質(zhì)，則選擇氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥門;如果介質(zhì)為高粘度、含有懸浮顆粒的介質(zhì)，并且需要直角進(jìn)行連接時(shí)，則選擇流路簡(jiǎn)單、阻力小、易沖洗的氣動(dòng)薄膜角型調(diào)節(jié)閥;如果介質(zhì)中含有低濃度的鹽酸，對(duì)金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)設(shè)備具有一定的腐蝕性，則選擇球閥，可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間。

2． 3 管路

           膜設(shè)備各個(gè)部件的連接管路應(yīng)該保持平滑、平整、嚴(yán)密、不滲透，管道安裝走向合理、平直，符合生產(chǎn)工藝的要求，接縫處沒有滲漏，塑料管道、閥門連接處、金屬管道的安裝和焊接都應(yīng)該符合 HG2050 安裝規(guī)定。

2． 4 電控

           電控系統(tǒng)設(shè)備必須符合國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，便于安裝和操作。電控裝置比較靈敏，如果系統(tǒng)遇到故障立即停止，并且立即啟動(dòng)安全保護(hù)裝置。所有配備的儀器、儀表精度必須符合膜處理設(shè)備的生產(chǎn)需求，操作盤、電控柜、泵等設(shè)備必須設(shè)置一定的安全措施，確保電氣安全。

2． 5 溫控、壓力控制

           溫控器選擇的時(shí)候首先考慮到溫控器的輸出功率，溫控器的輸出功率，就是輸出電壓乘以輸出電流?？紤]到控制設(shè)備的運(yùn)行功率，溫控器的運(yùn)行功率必須大于設(shè)備運(yùn)行的功率，否則會(huì)造成溫控器溫度升高，引起起火。一般來(lái)說(shuō)被控設(shè)備的功率占溫控器輸出功率的 90%，不能滿額運(yùn)行。比如溫控器的輸出電壓為 220V，輸出電流 10A，那么溫控器的輸出功率就是 2200W，那么被控設(shè)備的功率要≤2200W。

2． 6 膜組件

           膜組件就是在一定技術(shù)要求下，將膜組件組裝在一起的組合構(gòu)件。常見的膜組件形式為:管式膜和板式膜。膜組件設(shè)備可以直接放置在處理池中，有利于原廠或者新廠的改建和擴(kuò)建，并經(jīng)過(guò)**的計(jì)算和設(shè)計(jì)，降低膜污染并延長(zhǎng)膜使用時(shí)間。后期可以根據(jù)客戶的需求，對(duì)膜組件機(jī)進(jìn)行擴(kuò)建，降低企業(yè)初期建設(shè)成本。同時(shí)通過(guò)膜組件的優(yōu)化，讓用戶隨時(shí)可以調(diào)節(jié)水量，這種膜組件的安裝方式簡(jiǎn)單、施工周期短。能非常大限度節(jié)約資金。

2． 7 清洗系統(tǒng)

           膜處理設(shè)備通過(guò) PCL 控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)線上清洗，并結(jié)合膜材料的特性，通過(guò)氣水反沖洗技術(shù)和錯(cuò)流技術(shù)，延長(zhǎng) ＲO、NF 等的清洗周期，這種清洗方式將清洗周期從傳統(tǒng)的 3 個(gè)月，延長(zhǎng)到 3 年以上，大大提高了清洗效率，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用時(shí)間，而且這種線上清洗系統(tǒng)占地面積小。

3 膜設(shè)備設(shè)計(jì)方法

           工業(yè)膜設(shè)備設(shè)計(jì)要根據(jù)工廠每天生產(chǎn)量、需要處理的污水量、平均流量、控溫方式、壓力等各項(xiàng)數(shù)值，設(shè)計(jì)工業(yè)膜的面積。

3． 1 設(shè)計(jì)依據(jù)

           膜設(shè)備設(shè)計(jì)依據(jù)是根據(jù)工廠每天的處理量(m 3 /d)，平均流通量(L·m－2 ·h －1 )，PH 值，處理溫度、控溫方式、濃縮倍數(shù)、清洗方法和時(shí)間以及壓力和壓差設(shè)計(jì)。

3． 2 產(chǎn)能計(jì)算

           計(jì)算工業(yè)生產(chǎn)所需膜的總面積公式為:A 總 = W/T·J·K;其中:W 表示產(chǎn)量(m 3 /d)，T 代表工作時(shí)間(h/d)，J 代表膜通量(m 3 /h·㎡)，k 表示系數(shù)(K =0. 7—0. 8)。假如設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 10m 3 /d，生產(chǎn)時(shí)間為 16 小時(shí)，膜通量為 0. 15，那么所需膜的總面積則為 10/16 × 0. 15 ×0. 8 =5. 2m 3 。

4 反滲透膜處理廢水工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)方案

4． 1 反滲透膜的選擇

           反滲透膜的基本性能要滿足單位面積膜透水的速度、除鹽率;膜的強(qiáng)度大、耐密壓;膜的化學(xué)穩(wěn)定性好，不容易受到微生物的污染、耐酸堿能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等要求。

4． 2 反滲透膜的性能

           反滲透膜材料中有 PA 膜、CA 膜、TFC 膜等膜，不同的膜其脫鹽率和特性也不同。PA 膜脫鹽率是 95%，不容易被微生物侵蝕，但是設(shè)備功率大，耗電量大，電費(fèi)比較高;CA 膜脫鹽率在 95%，但是隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，脫鹽率也在逐年下降，且很容易受到微生物的侵蝕，膜的壽命只有三年，耗電量高;TFC 膜脫鹽率比 PA 膜、CA 膜脫鹽率都高，其脫鹽率達(dá)到了 98%，膜的脫鹽率不會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷降低，在 PH值為 4—12 之間都可以運(yùn)行，不容易被水解，產(chǎn)水量不會(huì)隨著時(shí)間的變化改變，設(shè)備壓力低，而且耗電量低，使用時(shí)間一般在 5 年以上，但是設(shè)備價(jià)格高。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能型使用 TFC 膜。