【无锡水处理设备http://www.xqccscn.com】反渗透技术在中水回用、废水零排放、海水淡化等水处理领域被广泛使用。提高反渗透系统回收率、降低膜污堵程度是实现反渗透高效节能运行的基础，因此，部分水处理项目中反渗透系统设计了浓水回流。本文从反渗透膜对水流动状态的技术要求出发，分析反渗透浓水回流的适用场景，给出浓水回流的设计方法，供大家参考。

一、反渗透水流状态要求

皙全纯水公司已经提到反渗透浓差极化现象与回收率设计中已提及了浓差极化对反渗透膜的不良影响，其会使膜通量降低、脱盐率下降、膜污堵结垢。对于浓差极化的程度，可用下式进行描述。

式中：β为浓差极化因子，其表示浓差极化程度，β值越大，浓差极化现象越严重；e为自然常数，e=2.72；Jw为反渗透膜的水通量，LMH；kc为浓差极化传质系数，m/s。可见，降低β值有助于减缓膜污染，对于一个反渗透膜系统，膜的水通量是设计中已经固定的，那么降低β值，就要尽量增大浓差极化传质系数kc，kc可按下式计算。

式中：DL为水中杂质的扩散系数，m2/s；dH为水力半径，m，对于卷式反渗透膜，水力半径是膜进水通道高度h（0.4~1.2 mm）的2倍；Re是雷诺系数，Sc是施密特数，两个系数可按下两式计算。

从以上两式可见，对于一个纯水设备反渗透系统，水的动力粘度μ、水的密度ρ、水力半径dH、水中杂质的扩散系数DL均为固定值，只有水的流速v可以改变，则施密特数Sc是固定值、雷诺系数Re可以随着流速v增大而增大。那么，浓差极化传质系数kc的计算式中，施密特数Sc、水中杂质的扩散系数DL、水力半径dH均为固定值，只有雷诺系数Re可以发生变化，且随着流速v增大而增大，所以，想提高浓差极化传质系数kc，只能通过提高流速v来实现。反而言之，从微观和数学关系上讲，我们提高水在反渗透膜中的流动速度v，使得雷诺系数Re增大，浓差极化传质系数kc随之增大，浓差极化的程度β降低；从宏观来讲，雷诺系数Re较小时，水不会产生湍流和涡旋，对沉积在膜表面的杂质没有扰动作用，雷诺系数Re较大时，水流状态为湍流，可以扰动附着在膜表面的杂质，从而减缓膜污染。

因此，我们设计反渗透时力求水在膜内呈现湍流状态。

二、浓水回流适用场景

对于一个纯水设备反渗透系统，第一支膜浓水进入第二支膜、第二支膜浓水进入第三支膜……依此类推，直到最终浓水从最后一支反渗透膜流出，这说明，水量在反渗透中逐渐减少，而水的流通通道截面积不变，使得水在反渗透中的流速逐渐降低。所以，我们在设计过程中，应该以系统最后一支膜的浓水流量作为设计依据，保证水在膜内呈现湍流状态。对于低压反渗透膜、高压反渗透膜、超高压反渗透膜的最小浓水流量可按下表设计。

可见，在进水量较小、回收率较高时，很难保证系统最后一支膜元件浓水流量达到上表所列范围，例如对于一套水源为废水的反渗透，进水量为10 m³/h、回收率为75%，6芯装膜壳1:1排列，则末端膜浓水流量为2.5 m³/h，此时，末端膜浓水流量低于3.6 m³/h，浓水流量不足，需要设计浓水回流。

因此，浓水回流适用于进水量较小、回收率较高的反渗透系统。

三、浓水回流设计方法

根据膜元件最小浓水量的要求，反渗透系统存在以下水量关系。

式中：Q为反渗透进水量，m³/h；Qb为浓水回流量，m³/h；R为反渗透回收率，%；n为膜壳数量，对于单段反渗透，n为所有膜壳数量；对于两段或多段反渗透，n为最后一段的膜壳数量；Qb为膜元件要求的最小浓水流量，m³/h。

利用上式求出浓水回流量Qb，如下式所示。

对于前文所述案例，Q=10 m³/h、n=1、Qc=3.6 m³/h、R=75%，代入上式，计算得到浓水回流量Qb的最小值应为1.1 m³/h，即浓水回流量至少要达到1.1 m³/h。从该案例还可以看出，此时反渗透膜平均产水通量为16.89 LMH，通量设计并不高，但是浓水流量却潜在成为膜污染的主要因素。

值得注意的是，如果计算结果显示所需的浓水回流量大于浓水量，那么必须降低系统的回收率。例如对于一套水源为废水的反渗透，进水量为10 m³/h、回收率为85%，6芯装膜壳1:1排列，根据回收率可知系统浓水量为1.5 m³/h，而根据上式计算所需浓水回流量最小应为2.1 m³/h，这是无法实现的，因此，必须降低反渗透回收率。

部分EPC单位为了盲目响应甲方回收率要求和节约建设投资，使得反渗透膜通量虽然i不高、但浓水流量不足，为生产运行埋下隐患。反渗透浓水回流是降低浓差极化程度、减缓膜污染的有效手段，但是由于浓水回流使进水杂质浓度升高，从而会导致反渗透系统脱盐率下降、运行压力升高，因此在设计中，应综合考虑各方面因素。纯水设备，实验室纯水设备, 无锡纯水设备,无锡水处理设备，无锡去离子水设备, 医用GMP纯化水设备。 半导体超纯水设备。