反滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題

  一個(gè)反滲透系統(tǒng)的全部工程實(shí)施過程包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)行及清洗等多個(gè)環(huán)節(jié)，其中系統(tǒng)設(shè)計(jì)是重要的環(huán)節(jié)之一。反滲透系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的期望年限應(yīng)該在5年以上，即膜元件應(yīng)在較為穩(wěn)定地運(yùn)行5年后更換。而目前國內(nèi)一些工程項(xiàng)目中的膜元件工作年限僅為3年甚至更少，未能充分發(fā)揮其應(yīng)有的能力。盡管系統(tǒng)問題出自工程實(shí)施過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面存在的問題*。欲改善反滲透的工藝質(zhì)量，首先應(yīng)認(rèn)真提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平。

  受工程技術(shù)的特點(diǎn)與發(fā)展水平的限制，我國反滲透工藝的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造及安裝調(diào)試等項(xiàng)工作、目前均由承攬工程項(xiàng)目的水處理專業(yè)工程企業(yè)所獨(dú)攬，尚未形成專業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)及專業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)。綜合性大型工程設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)在總工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，常常將膜處理工藝及工程的設(shè)計(jì)任務(wù)交由承攬工程項(xiàng)目的膜技術(shù)專業(yè)工程企業(yè)完成，這一狀況應(yīng)屬于膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中早期或非成熟階段，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)的專業(yè)化將是其走向成熟的重要標(biāo)志之一。

  近年來涌現(xiàn)出的眾多專業(yè)工程企業(yè)，其技術(shù)水平良莠不齊，工程設(shè)計(jì)能力差異巨大。不少專業(yè)水處理工程企業(yè)，強(qiáng)于設(shè)備制造、工程施工與現(xiàn)場調(diào)試，而在系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力方面較為薄弱。它們在確定膜處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案時(shí)多憑借以往的工程經(jīng)驗(yàn)或借鑒其他工程范例，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的理論與方法也不夠嚴(yán)格與完善。在此背景下設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)，往往投入運(yùn)行不久即反映出許多欠缺，從而在一定程度上妨礙了反滲透系統(tǒng)性能的正常發(fā)揮。

反滲透工藝設(shè)計(jì)領(lǐng)域中可能存在的問題有以下幾個(gè)主要方面。

  ①預(yù)處理系統(tǒng)的過濾工藝設(shè)計(jì)欠佳，不能保證膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)的SDI指標(biāo)要求。

  ②預(yù)處理系統(tǒng)的軟化或阻垢工藝設(shè)計(jì)欠佳，膜系統(tǒng)難溶鹽飽和度與系統(tǒng)回收率配合不當(dāng)。

  ③膜系統(tǒng)的元件排列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)欠佳，濃差極化度過高，加劇了膜元件污染。

  ④膜系統(tǒng)元件通量嚴(yán)重失衡，前段膜元件污染嚴(yán)重，后段膜元件效率低下。

  ⑤膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)中分段壓力與流量參數(shù)的測試儀器及儀表短缺，系統(tǒng)運(yùn)行工況缺乏監(jiān)測。

  ⑥控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平較低，系統(tǒng)回收率失控，清洗頻率失控，整體運(yùn)行水平受到限制。

  在反滲透應(yīng)用技術(shù)的早期發(fā)展階段，系統(tǒng)的規(guī)模有限，系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域面對(duì)的主要問題是預(yù)處理的基本工藝形式、膜系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)等基本設(shè)計(jì)問題。隨著膜技術(shù)應(yīng)用范圍的迅速擴(kuò)展與系統(tǒng)規(guī)模的迅速增長，預(yù)處理工藝的改進(jìn)、膜元件品種的選擇、膜排列方式的優(yōu)化、系統(tǒng)回收率的提高、濃差極化的影響、膜通量的均衡、非經(jīng)典結(jié)構(gòu)的采用、第二級(jí)系統(tǒng)的特殊性等工藝問題日顯突出，系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的深層問題逐步演化為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流問題，并集中體現(xiàn)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問題。

  面對(duì)國內(nèi)反滲透工藝技術(shù)的發(fā)展形勢，較為系統(tǒng)地研究反滲透的工藝設(shè)計(jì)模式，建立科學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論，采用可行的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，愈發(fā)顯現(xiàn)出其必要性與迫切性。