膜系统优化设计

      膜系统设计在确定相关工艺及参数，以满足工艺条件并达到工艺目的的同时，同样存在系统投资与系统运行两个工艺成本。且由于膜系统的工艺复杂性，系统设计中存在多种工艺及参数需要参与优化设计。
      以平均膜通量参数为例，设计通量取值较低时，元件数量较多即系统投资较高，但元件寿命较长即系统运行成本较低；而设计通量取值较高时，投资成本较低运行成本较高。综合衡量膜系统的投资与运行成本，将存在一个系统总成本最低的膜平均通量设计参数。
      以平衡段通量比的段间加压工艺为例，设置段间加压将平衡前后段通量、减小浓差极化度、提高产水水质、有助于延长膜寿命，既改善系统运行工况且降低系统换膜成本。与此同时，段间加压工艺明显将增加设备投资、增加系统运行控制难度、增加系统运行能耗。综合上述分析，总存在一个最佳段间加压值以平衡段间加压工艺的利弊。
      反渗透膜系统产水含盐量一定程度上决定了膜系统的投资与运行成本。当存在复床离子交换或树脂床电渗析等以深度脱盐为目的的反渗透后处理工艺时，膜系统产水含盐量是保证后处理工艺稳定运行或决定后处理工艺运行成本的重要参数。因此，膜系统产水含盐量就成为联结膜系统与后处理两系统设计的重要纽带之一。
      图3.2给出了一般概念上的树脂床电渗析进水水质与产水水质间的关系曲线。其中当量电导率等于直接电导率加CO₂含量等效电导率(1X10^-6CO₂等效于2. 66μS/cm电导率)与SiO₂含量等效电导率(1X10^-6SiO₂等效于1. 94μS/cm电导率)。图中曲线表明，当膜系统产水作为后续树脂床电渗析进水时，膜系统产水电导率将直接影响树脂床电渗析的产水水质。关于膜系统产水电导率水平直接影响复床离子交换工艺的再生周期及运行成本问题更为业内所熟知。