反滲透系統的設計問題

  一個反滲透系統的全部工程實施過程包括設計、制造、安裝、調試、運行及清洗等多個環節，其中系統設計是重要的環節之一。反滲透系統穩定運行的期望年限應該在5年以上，即膜元件應在較為穩定地運行5年后更換。而目前國內一些工程項目中的膜元件工作年限僅為3年甚至更少，未能充分發揮其應有的能力。盡管系統問題出自工程實施過程的各個環節，而系統設計方面存在的問題*。欲改善反滲透的工藝質量，首先應認真提高系統的設計水平。

  受工程技術的特點與發展水平的限制，我國反滲透工藝的系統設計、設備制造及安裝調試等項工作、目前均由承攬工程項目的水處理專業工程企業所獨攬，尚未形成專業設計機構及專業設計行業。綜合性大型工程設計機構在總工程項目設計過程中，常常將膜處理工藝及工程的設計任務交由承攬工程項目的膜技術專業工程企業完成，這一狀況應屬于膜系統設計的中早期或非成熟階段，而系統設計的專業化將是其走向成熟的重要標志之一。

  近年來涌現出的眾多專業工程企業，其技術水平良莠不齊，工程設計能力差異巨大。不少專業水處理工程企業，強于設備制造、工程施工與現場調試，而在系統設計能力方面較為薄弱。它們在確定膜處理系統設計方案時多憑借以往的工程經驗或借鑒其他工程范例，進行設計計算時的理論與方法也不夠嚴格與完善。在此背景下設計出的系統，往往投入運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性能的正常發揮。

反滲透工藝設計領域中可能存在的問題有以下幾個主要方面。

  ①預處理系統的過濾工藝設計欠佳，不能保證膜系統進水水質的SDI指標要求。

  ②預處理系統的軟化或阻垢工藝設計欠佳，膜系統難溶鹽飽和度與系統回收率配合不當。

  ③膜系統的元件排列結構設計欠佳，濃差極化度過高，加劇了膜元件污染。

  ④膜系統元件通量嚴重失衡，前段膜元件污染嚴重，后段膜元件效率低下。

  ⑤膜系統設計中分段壓力與流量參數的測試儀器及儀表短缺，系統運行工況缺乏監測。

  ⑥控制系統的設計水平較低，系統回收率失控，清洗頻率失控，整體運行水平受到限制。

  在反滲透應用技術的早期發展階段，系統的規模有限，系統設計領域面對的主要問題是預處理的基本工藝形式、膜系統的基本結構等基本設計問題。隨著膜技術應用范圍的迅速擴展與系統規模的迅速增長，預處理工藝的改進、膜元件品種的選擇、膜排列方式的優化、系統回收率的提高、濃差極化的影響、膜通量的均衡、非經典結構的采用、第二級系統的特殊性等工藝問題日顯突出，系統設計領域中的深層問題逐步演化為系統設計的主流問題，并集中體現為系統設計的優化問題。

  面對國內反滲透工藝技術的發展形勢，較為系統地研究反滲透的工藝設計模式，建立科學的系統設計理論，采用可行的優化設計方法，愈發顯現出其必要性與迫切性。