反渗透能耗计算

A. 反渗透法的特性

反渗透方法可以从水中除去90 %以上的溶解性盐类和99 %以上的胶体微生物及有机物等。尤其以风能、太阳能作动力的反渗透净化苦咸水装置,是解决无电和常规能源短缺地区人们生活用水问题的既经济又可靠的途径。反渗透淡化法不仅适用于海水淡化,也适合于苦咸水淡化。现有的淡化法中,反渗透淡化法是最经济的,它甚至已经超过电渗析淡化法。由于反渗透过程的推动力是压力,过程中没有发生相变化,膜仅起着“筛分”的作用,因此反渗透分离过程所需能耗较低。在现有海水和苦咸水淡化中,反渗透法是最节能的。反渗透膜分离的特点是它的“广谱”分离,即它不但可以脱除水中的各种离子,而且可以脱除比离子大的微粒,如大部分的有机物、胶体、病毒、细菌、悬浮物等,故反渗透分离法又有广谱分离法之称。 与其他水处理方法相比具有无相态变化、常温操作、设备简单、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优点。反渗透法脱盐率及产水纯净程度都比电渗析法高,出水水质优于我国《生活饮用水卫生标准》,对高氟低矿化度苦咸水通过反渗透法淡化,出水水质可达到我国《饮用纯净水卫生标准》。有资料表明,反渗透法淡化苦咸水的能耗———电耗、水耗均低于电渗析法,而且反渗透法设备结构紧凑、占地面积小、运行效果稳定可靠、符合“清洁生产”要求,反渗透法是较其他方法更为合理、有效的苦咸水淡化方法。
采用反渗透法对不同含盐量的苦咸水进行脱盐淡化,淡化过程中,系统运行稳定。系统的脱盐率达96 %以上,淡化水水质达到国家生活饮用水标准。反渗透系统苦咸水淡化装置具有较强的适应性,可根据原水的水质情况,调整运行参数来实现对不同含盐量的苦咸水连续进行处理。该装置高度集成化,可望成为定型的成套设备。 在水处理方面使用反渗透技术在全世界的公认度：
1、Harvard美国哈佛大学医学院检验合格。
2、美国国家卫生试验所检验标准。
National Sanitation Foundation Testing Laboratory Seal
3、美国LOMA LINDA大学医学院检验合格。
4、美国加洲ORANGE COUNTY自来水管理局奖赏。
5、Dr.T.C.McDANIEL美国医学学会推荐。
6、Wcts检验合格。
7、CCEL检验超标准。
8、NASA美国太空总署采用航天飞机装备。
9、Coca cola（可口可乐）公司采用。
10、美国海军采用使海水变淡水。 给水预处理对反渗透法安全运行是至关重要的。无论地表水或地下水,都含有一些可溶或不可溶的有机物和无机物。虽然反渗透能截留这些物质,但反渗透主要是用来脱盐。如果反渗透给水中含有过多的浊度、悬浮物质,这些物质将会淤积在膜表面上,此外还可使水中硬度过高而结垢,这些将使流道堵塞,造成膜组件压差增大、产水量和脱盐率下降,甚至使膜组件报废的严重结果。另外不同膜材料具有不同的化学稳定性,它们对p H、余氯、温度、细菌、某些化学物质等的稳定性也有很大的影响,对给水预处理的要求也不同。一般来讲,膜组件生产厂商均会提出给水水质指标。这些指标包括:
(1) 淤泥密度指数( S D I) 。该指数能较好地反映给水中胶体、浊度和悬浮物的含量,给水预处理后, S D I 越低对膜组件的使用年限越长, 一般要求S D I ≤4 。降低给水中的S D I ,可采取絮凝、沉淀、过滤等方法。
(2) p H。复合膜耐p H 范围较宽(2～11) ,而三醋酸纤维素耐p H 范围较窄(3～8) ,超过规定范围膜易水解。调节p H 的另一个目的是降低给水中的碱度。
(3)碱度。碱度是度量水样中和酸的能力,能与酸中和的物质是氢氧根离子、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐和磷酸盐等,碱度与氢氧化物和碳酸盐结垢有密切关系。碱度过高就必须用酸中和加以破坏。
(4) 温度。不同膜材料的耐温能力有所不同。如复合膜耐温可高达45 ℃,而三醋酸纤维膜则不能超过35 ℃,水温度过高还会增加膜的压密性,膜组件产水量会大大下降。此外较高的水温( 超过25 ℃) 会加速细菌的繁殖,这时更要注意灭菌措施。
(5) 铁锰的含量。铁、锰易造成膜面上污垢的沉积。
(6) 硫酸盐。硫酸盐(如CaSO4 ) 不易清除,当硫酸盐和钙、镁含量较高时,必须注意加防垢剂,严格控制水的回收率。
(7) 硬度。硬度主要指钙离子和镁离子的含量,它是碳酸盐垢和硫酸盐垢的主要成分。通过计算水中Lange2lier 饱和指数、Stiff 和Davis稳定指数可判断结垢的趋势。
(8)余氯。加氯灭菌也是反渗透淡化过程中不可少的过程,但不同膜材料的耐氯性有很大的差别。三醋酸纤维素耐氯性能较好,可耐1. 0 mg/ L 的余氯,而复合膜则只能在低于0. 1 mg/ L 下运行。通过加入亚硫酸氢钠可以降低余氯。
(9)总有机碳( TOC) 。TOC 过多可能引起微生物的污染,特别是经过杀菌消毒过程,如水温较高,消毒分解的有机物,正是细菌的饵料,以致残存的细菌繁殖更快,醋酸纤维素膜对此非常敏感。降低给水中的TOC ,可通过活性碳吸附。 虽然反渗透系统运行已证明是可靠的,但产生的故障报道也不少,如给水预处理不当、没有按规定控制各种运行参数,均系操作不当引起。因此,反渗透淡化系统安全运行必须注意以下问题:
(1) 定期测试S D I 指数。S D I 过高,会造成膜组件的不可逆污染,缩短组件的寿命。
(2) 控制回收率。回收率过高,一方面使难溶盐的组分超过溶度积而结垢,另一方面组件里的浓水流速过低,易于产生浓差极化引起结垢,同时不利于把水中胶体、悬浮物等排出。
(3) 注意膜组件的压差。膜组件的初期压差是很小的,如若压差增大较快,预示膜组件被污染或结垢,必须查出原因,并予以纠正。
(4) 注意产水量和脱盐率的变化,通常与压差变化同时出现。如在短时间内,产水量和脱盐率明显变化,必须检查预处理系统运行是否正常,如加药量是否合适、过滤器是否漏砂等。 (1)反渗透系统对二价及多价阳阴离子的截留效果高于单价离子(表1) 。
表1 阴、阳离子截留率( %)
阳离子阴离子
Fe3 + Ca2 + Mg2 + K+ Na + SO2 -4 Cl - F - HCO -3
100. 0 98. 8 99. 5 98. 5 96. 5 98. 4 96. 4 96. 0 94. 7
(2 )反渗透系统对水质极差的SO4 ·Cl2Na ·Mg型和SO4 ·Cl2Na 型苦咸水中的溶解性总固体、总硬度、铁、锰、钙、镁、钾、钠、硫酸盐、氯化物、二氧化硅等无机盐的去除率为96 %～100 %;总硬度、氯化物、硫酸盐、溶解性固体等指标去除率大于 98 % ,出水水质优于国家和国际水质标准.
(3)反渗透系统对人体健康危害较大的氟化物去除率为96 % ,六价铬去除率为92. 5 %。
(4)反渗透系统对污染性及毒理学指标、耗氧量、N H32N、NO22N 、NO32N、砷去除率40 %～83 %,低于上述无机盐类去除率,但原水中污染性指标含量相对较低,40 %～83 %的去除率完全可以满足生活饮用水卫生标准要求。
(5) 苦咸水中,微生物含量在地表水、地下水中差异较大,反渗透系统对细菌总数检测的去除率从44. 6 %提高到93. 2 % ,去除效果明显。
(6) 原水中毒理学指标及部分理化指标如铜、锌、铅、铬、镉、银、汞、硒、氰、挥发酚类、三氯甲烷、四氯化碳、苯并(a) 芘、滴滴涕、六六六含量均较低,大都低于检验方法的检出下限,不做加标检验,难以从运行水质指标中确定反渗透器对它们的去除效果,但根据中国预防医学科学院环境卫生监测所1997年7 月对一些反渗透装置加标检验报告来看,上述指标的去除率绝大部分达到100 %。 锅炉补给水、除盐水设备------各种蒸汽锅炉、火力发电厂、热水炉、石化热力锅炉等补给水。
中水、废水回用设备------石油化工、钢铁、市政、纺织印染等工业领域的中水、废水回用。
电子工业用超纯水设备------单晶硅、半导体晶片切割制造、半导体芯片、半导体封装、引线框架、集成电路、液晶显示器、导电玻璃、显像管、线路板、光通信、电脑元件、电容器洁净产品及各种元器件等生产工艺用纯水。
一般工业用纯水设备-----镀膜玻璃、电镀、表面涂装、纺织印染、工业配液、工业产品清洗等用水。
生物医药行业用纯水设备-----针剂、粉针剂、大输液、生化制品用水、医用无菌水、口服液等符合GMP标准。
精细化工行业用纯水设备------化工工艺用水、化学药剂、化妆品等用纯水。
饮料、食品行业水处理设备---饮用纯净水、蒸馏水、矿泉水、天然水、矿化水、啤酒生产用水、白酒勾兑用纯水。
苦咸水淡化、海水淡化设备。
膜分离设备--药物分离、回收、浓缩、提纯设备。
生活饮用水处理、宾馆、楼宇、社区优质供水设备、直饮水工程。

B. 反渗透产水（一根压力容器）怎么计算求高手解答。

按膜技术手册，膜产水率为15%（单支）。按一根压力容器装3条膜，高压泵流量10T/H计算。
第一条膜产水1.5T,第二条膜（10-1.5）×0.15=1.275T，第三条膜（10-1.5-1.275）×0.15=1.08375T
三条膜共产水1.5+1.275+1.08375=3.85875T/H

条件：完全符合技术手册测试条件下可按这种方式计算。

有兴趣可深入探讨：QQ664792363

C. 反渗透膜的性能指标

经常有客户问到在我们选择反渗透RO膜需要考虑哪些性能指标。通常分为三个：脱盐率、产水量、回收率。

1.RO反渗透膜的脱盐率和透盐率

RO反渗透膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于反渗透RO膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透膜对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低，但也可超过了98%（反渗透膜使用时间越长，化学清洗次数越多，反渗透膜脱盐率越低）对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。

反渗透膜的脱盐率和透盐率计算方法：

RO膜的盐透过率=RO膜产水浓度/进水浓度×100%

RO膜的脱盐率=（1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量）×100%

RO膜的透盐率=100%–脱盐率

2.RO反渗透膜的产水量和渗透流率

RO膜的产水量——指反渗透系统的产水能力，即单位时间内透过RO膜的水量，通常用吨/小时或加仑/天来表示。

RO膜的渗透流率——也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率，通常用加仑每平方英尺每天（GFD）表示。过高的渗透流率将导致垂直于RO膜表面的水流速加快，加剧膜污染。

3.RO反渗透膜的回收率

RO膜的回收率——指反渗透膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据反渗透系统中预处理的进水水质及用水要求而定的。RO膜系统的回收率在设计时就已经确定。

（1）RO膜的回收率=（RO膜的产水流量/进水流量）×100%

（2）反渗透(纳滤)膜组件的回收率、盐透过率、脱盐率计算公式如下：

反渗透膜组件的回收率= RO膜组件产水量/进水量×100%

反渗透膜组件的盐分透过率=RO膜组件产水浓度/进水浓度×100%

D. 二级反渗透医用水处理成本按每小时出水1吨来算

如果抄进水是纯净水袭的话，即使是1吨水出水，运行成本也会比较低，主要是电费（药剂费用几乎可以忽略的）。按照二级反渗透产水耗电1度以及二级产水提升耗电0.5度计算，则吨运行成本在1.2-1.5元（不计算原水成本）。
谢谢！

E. 求大神，有谁知道关于反渗透膜的相关数据，比如所需压强，每小时出水量等等或者有相关计算公式更好。求

A=`Q_g/q`
式中`Q_g`--供水流量g/s；
q--膜的平均透水率g/`cm^2`·s，可按下式计算：
q=`K_w`(Δp-Δπ)
式中`K_w`--膜的水渗透系数，g/`cm^2`·s·MPa；
Δp--供水压力与淡水压力的差值，MPa；
Δπ--供水与淡水的渗透压力差，MPa。实际使用的工作压力一般比渗透压大3～10倍。

压强计算公式
严格的推导证明可见于各版本《流体力学》或水力学。我这里简易证明如下：在静止的液体中，任取一个底面为正方形（正方形与水平面平行），高为深度的液柱进行受力分析。作用于液柱上的力有液柱的重力 G =密度*g*h*S ，方向铅直向下；作用在液柱表面的大气压力 Fo=PoS,方向铅直向下；作用在液柱底面的液体压力 F=P*S,方向铅直向上；作用液柱的四个侧面上的压力都是水平方向的，两两自相平衡。 作用在液柱铅直方向上有 向下的重力 G 、向下大气压力 Fo,向上的水压力 F，因为在铅直方向受力也是平衡的，所以 F=Fo+G，即
P*S = PoS+ 密度*g*h*S，约去S得 P = Po+ 密度*g*h 。如果不计大气压力，只计液体本身产生的压强，则 P = 密度*g*h

F. 反渗透如何根据电导率计算回收率

反渗透如何根据电导率计算回收率？反渗透系统的回收率主要有根据膜元件串联的长度和是否有浓水循环以及循环流量的大小等一些条件来决定的。
假如系统在没有浓水循环的情况之下，要根据膜元件所串联的数量来确定系统最大的回收率。

电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强，反之越小。另外，不少人将电导跟电导率混淆：电导是电阻的倒数，电导率是电阻率的倒数。

针对多级反渗透设备如何进行计算回收率，根据不同的情况做了不同的规定。对于一级反渗透，第一级回收率(r1)r1=第一级产水量/第一级进水量 ×100％；第二级反渗透的回收率为r2=第二级产水量/第二级进水量×100％。而二级反渗透的回收率并不是两个级别反渗透系统回收率的乘积得到的。第二级反渗透系统的浓水不是排放掉了，而是又重新回流到一级反渗透的入口处。因此，多级反渗透设备的回收应当按以下标准计算：系统回收率=总的产水量/总的进水量×100％。

在某些情况下对于小型反渗透装置也要求较高的系统回收率，以免造成水资源的浪费，此时在设计反渗透装置时就需要釆取一些不同的对策。最常见的对策是釆用浓水部分循环，即反渗透装置的浓水只排放一部分，其余部分循环进入给水泵入口，此时既可保证膜元件表面维持一定的横向流速，又可以达到用户所需要的系统回收率。膜分离会产生降低系统造价，但是过高的回收率又会降低膜的出水水质、增加膜的浓差极化度。通过试验确定出单支膜的最佳回收率为20%。

G. RO反渗透膜4040的每小时出水大概多少

RO反渗透膜4040的每小时出水大约为0.2m³/h。

这个要看以下的几个因素

1、温度

2、进水SDI

3、进水压力

常规设计，温度25℃左右，进水压力10bar左右

当进水SDI在5以下时，单只膜的通量13.6-23.8LMH

当进水SDI在3以下时，单只膜的通量23.8-30.6LMH

当进水SDI在1以下时，单只膜的通量34-51LMH

建议按照下限来选型：

一般4040膜的面积是90ft2，即8.36m²，取SDI在3以下，通量为23.8

单只膜小时产水量=8.36*23.8/1000=0.2m³/h

(7)反渗透能耗计算扩展阅读：

RO膜工作原理：

要了解反渗透，首先要了解“渗透”的概念。

渗透是一种物理现象。当两种含有不同盐类的水，如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现，含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中，而所含的盐分并不渗透，这样，逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止，这一过程称为渗透。然而，要完成这一过程需要很长时间。

但如果在含盐量高的水侧，施加一个压力，其结果也可以使上述渗透停止，这时的压力称为渗透压力。如果压力再加大，可以使方向向反方向渗透，而盐分剩下。

因此，反渗透除盐原理，就是在有盐分的水中（如原水），施以比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压力到膜的另一边，变成洁净的水，从而达到除去水中杂质、盐分的目的。

反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为：N=Kh(Δp－Δπ) （式中Kh为水力渗透系数，随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差）。稀溶液的渗透压π为：π=iCRT（式中i为溶质分子电离生成的离子数；C为溶质的摩尔浓度；R为摩尔气体常数；T为绝对温度。）

反渗透通常使用非对称膜和复合膜，所用的设备主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单，能耗低，近20年来得到迅速发展。

现已大规模应用于海水和苦咸水淡化、锅炉用水软化和废水处理，并与离子交换结合制取高纯水，其应用范围正在扩大，已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。

H. 反渗透膜是什么

通俗理解：反渗透膜技术，可将溶液分离，制备出所需水质！反渗透膜版又称逆渗透膜，是一种以权压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。反渗透膜脱盐层的材料主要为芳香聚酰胺。此外还有哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺与缩合尿素、糠醇与三羟乙基异氰酸酯、间苯二胺与均苯三甲酰氯等。反渗透膜的结构，有非对称膜和均相膜两类。当前使用的膜材料主要为醋酸纤维素和芳香聚酰胺类。其组件有中空纤维式、卷式、板框式和管式。可用于分离、浓缩、纯化等化工单元操作，主要用于纯水制备和水处理行业中。反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单，能耗低，近些年迅速发展。

I. 多级反渗透系统的回收率如何计算

A1=第一级产水量/第一级进水量 ×100％ 对于第二级反渗透系统，其第二级系专统回收率（A2） 属A2=第二级产水量/死二级进水量×100％ 可以肯定地说，二级反渗透系统的系统回收率不是第一级反渗透系统回收率乘以第二级系统回收率，因为第二级反渗透系统的浓水不是排放掉了，而是又重新回流到一级反渗透的入口处。此时计算系统回收率应该采用如下公式 系统回收率=总的产水量/总的进水量×100％ 对于多级反渗透系统，其系统回收率也是按照上述公式来计算。

J. 反渗透系统回收率如何计算

反渗透系统的回收率主要有根据膜元件串联的长度和是否有浓水循环专以及循环流量属的大小等一些条件来决定的.
假如系统在没有浓水循环的情况之下,要根据膜元件所串联的数量来确定系统最大的回收率.
针对多级反渗透设备如何进行计算回收率,根据不同的情况做了不同的规定.对于一级反渗透,第一级回收率(r1)r1=第一级产水量/第一级进水量 ×100％；第二级反渗透的回收率为r2=第二级产水量/第二级进水量×100％.而二级反渗透的回收率并不是两个级别反渗透系统回收率的乘积得到的.第二级反渗透系统的浓水不是排放掉了,而是又重新回流到一级反渗透的入口处.因此,多级反渗透设备的回收应当按以下标准计算：系统回收率=总的产水量/总的进水量×100％.