反渗透系统工艺（四）

5.2.12 膜元件为何要采用串联结构？ 

从表5.2.5数据可知每只膜元件具有设计膜通量决定的设计产水量与最高浓差极化度1.2，且从图5.1.4数据可知膜元件浓淡比的最小限值5/1与最高浓差极化度1.2基本相当。系统设计追求的重要指标之一是尽量高的系统回收率。当系统产水量为一只膜产水量时，系统回收率最高只能维持在一只膜的最高回收率R_w1=1/（1+5）=16.6%。当系统产水量为两只膜产水量时，如采用并联结构，为保证每只膜的浓淡比，并联系统回收率最高仍然只能维持在一只膜的最高回收率R_w2p=R_w1=16.6%；如采用串联结构，只需要保证后只膜的浓淡比，而前只膜浓淡比被自然满足，故串联系统回收率可达到约R_w2s=2/（2+5）=28.6%。一般而言，系统串联膜元件越多，即系统流程越长，则系统的可能达到的回收率就越高。系统设计追求的另一重要指标是尽量高的系统脱盐率。并联结构中的元件给水含盐量一致，元件产水水质一致，故并联元件合成的脱盐率保持了较高水平。串联结构中，后只元件的给水为前只元件浓缩后的浓水，即后只元件的给水与产水含盐量均较高，故串联系统合成的脱盐率呈现出较低水平。一般而言，系统串联膜元件越多，即系统流程越长，则系统的脱盐率就越低或透盐率就越高。图5.2.12所示曲线表明随着串联元件数量的增加，系统回收率的上升趋于饱和，而系统透盐率的上升趋于加速。除此之外，随着串联元件数量的增加，系统首端元件的给水流量上升，系统末端元件的浓水流量下降；特别是当串联元件数量达到8只时，末端元件浓水流量已经低于表5.2.5中给出的膜元件最低浓水流量限值。因此，反渗透膜系统中串联膜元件数量一般不超过6只。

5.2.13 什么是膜系统的分段结构？ 

尽管膜元件的串联结构可以有效提高系统的回收率，但一组膜串的产水量受到膜元件规格的限制，故并联膜串的系统结构是提高系统产水流量的有效方式，而且并联膜串的系统结构还可将系统脱盐率保持在较高水平。为了在大规模系统中防止元件给水或浓水流量越限、有效提高回收率、保持较高脱盐率，需要采用串联与并联相结合的分段结构形式。所谓分段结构是指前段并联的膜串较多而后段并联的膜串较少的两段膜结构相串联。图5.2.13-1示出了部分中小规模典型的膜系统分段结构及其系统流程长度，图5.2.13-2示出不同流程长度系统的浓差极化极限回收率。

值得指出的是，在前后膜元件串联结构中，当前一只元件浓水全部成为后一只元件给水时，该结构称为一段。一段结构可以是单一的膜外壳，也可以是多个膜外壳的串联。 

5.2.14 系统用阻垢剂的功能是什么？ 

系统用阻垢剂的功能主要是降低CaCO₃、CaSO₄等无机沉淀盐的结垢倾向，延长系统的运行周期。