反渗透浓缩水在空调制冷中的的再利用

　一、前言
目前，我国对于反渗透浓缩水技术的研究在不断深入，在空调制冷技术中，反渗透浓缩水技术也开始被重视，如何更好的将反渗透浓缩水技术应用到空调制冷中已经成为了当下的重点课题。
二、反渗透工作原理
渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。 如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。 反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。 简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。 在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
由此可见，反渗透水处理工艺对进水进行分离后，不可避免地会产生浓水。本文根据一个简单实例，阐明浓缩水在空调制冷方面的再利用。
三、设备现状
本公司有三台罗茨风机，风量11.5立方/分钟；两台活塞式空压机，风量350L/m，和一台冷干机，安装在一4m*5m*5m的房间内。该房间有一个新风口（1m*1m），一台排风机，风量1450立方/分钟，室内温度常年保持在35℃-43℃，设备工作环境恶劣，罗茨风机需要半年左右更换一次轴承，冷干机一年左右烧坏一台压缩机。
设备间隔壁是10t/h的纯水室。将自来水经反渗透脱盐系统提供车间生产用水，回收率约60%，产生的浓缩水直接排入雨水井。
四、浓缩水的成分及流量分析
当纯水回收率为60%时，公司品管课的浓缩水分析结果：pH值为6.9，硬度为1220mg/L，碱度为1130mg/L,COD为1.8mg/L，电导率为1820mg/L。
根据每天的点检记录显示，纯水与浓缩水的流量平均为：



五、浓缩水利用改造方案
1、可行性分析
根据反渗透脱盐系统的设计流程：自来水（杀菌剂）砂滤罐 活
性碳过滤罐（阻垢剂）精密过滤器（0.5u） 反渗透膜纯水
浓缩水
可以看出，产生的浓缩水只是比自来水最多浓缩了2.5倍，增加了电导率和硬度，pH值基本没大的变化，由于水的前期预处理做的比较好，细菌及大分子有机物在进入反渗透膜之前也得到了很好的控制，基本不用处理就可以满足一般的需要。
2、本公司浓缩水的再利用方向：
（一）罗茨风机室的降温；
（二）导入中水池，用来清洗车间地面及兔笼；
（三）夏天可以浇灌室外草坪。
3、方案设计：
（一）原理描述
在罗茨风机室安装两台风机盘管，利用浓缩水作为冷源（夏季22℃左右，冬季12℃左右），降低室内温度，改善设备工作环境；在纯水室安装水箱一台，尺寸为1m*0.9m*0.9m,将纯水系统产生的浓缩水收集起来，通过循环水泵，打入风机盘管，风机盘管出水口与室外中水池连接。关闭风机室原有排风机，利用风机盘管使室内循环降温。
（二）设备选型
风机盘管根据罗茨风机风量(11.5m3/m)、空压机风量(350L/m)及房间大小选择麦克维尔明装式风机盘管两台，型号：MCMW1000WD,主要参数：制冷量12KW，中速风量1410m3/h，水流量2.17m3/h。中速运行时，每小时换气次数约15次。
循环水泵根据风机盘管的水流量，选择上海连城立式离心水泵一台，型号：SLS-40-125A，流量7.1m3/h，扬程14.5m，电机功率0.75kw。（7.1m3/h＞2.17*2m3/h）
（三）制作不锈钢水箱一台，长1000mm,宽900mm,高900mm,放置在100mm的槽钢底座上，并作保温处理，以防夏天水箱表面结露。
（四）平面布置图：



（五）电气控制原理图



4、经济效益分析：
（一）经过一个月的运行，罗茨风机室温度可以保持在25℃左右，大大改善了设备运行环境，降低了设备故障率，延长了设备的寿命；
（二）节约了水资源。根据水表记录，每天产生浓缩水130t,全部导入中水池，关闭了原来自来水的补充，节约了用水；
（三）该方案原理简单，运行可靠，投资和运行费用低，性价比高。
六、反渗透浓缩水在其他领域的应用
反渗透浓缩水的产生和排放不仅影响了水的回收率，造成了水资源的浪费，而且还对环境产生了不利影响。反渗透浓缩液的排放处理不仅面临环境问题，也面临着排放处理费用问题。
因此，将反渗透浓缩水进行再利用以提高水的利用率、减少浓缩水的排放，成为降低反渗透过程成本、减轻浓缩水对环境不利影响的重要途径。
1、浓水的主要特点是含盐量比较大，由于反渗透进水严格，因此浓水的色度，浊度，以及有机物的含量都比较低。根据反渗透浓水的特点，可加入阻垢剂后回用反渗透系统，调节浓水和进水比例，达到循环利用。
2、如浓水中某贵重离子含量较高，可对该离子进一步浓缩提纯。
3、詹金坤还验证了反渗透浓水作为超滤反洗水的可行性，也是一种反渗透浓水利用的新方法。
4、导入中水系统做为清洗水。
5、对于海水淡化的浓缩液一般排放到海里，但需要考虑其较高的盐浓度及其含有的化学药品如阻垢剂等对海洋生态的影响。在内陆的苦咸水淡化工厂也面临着更大的排放问题。对反渗透浓缩液典型的处置方法包括地面水排放、深井注射、喷灌、热蒸发等。
七、反渗透浓缩技术的展望
1、近年来，由于反渗透技术的不断发展，利用反渗透技术取代蒸发浓缩技术的研究也在不断深入，有望在不久的将来彻底取代蒸发浓缩技术。
2、由于反渗透浓缩技术不能在生产过程中实现产品化，大多采用反渗透浓缩技术只能是整个产品生产的一个工序，因此实现反渗透浓缩技术的产业化今后的路还很漫长。
3、相信随着社会的进步以及膜材料和膜装置以及工艺过程等方面的发展,更多的学者及科研工作都会不断促进行反渗透膜浓缩技术的商业化进程，应用反渗透浓缩技术将逐渐扩大，这必将会给浓缩工业技术开启一项新的发展领域。
八、结束语
总而言之，随着反渗透技术的发展，反渗透浓缩水的使用范围也不断扩大，在空调制冷及其他领域的再利用，将成为今后节能降耗的重要发展方向。所以，要更加深入的研究反渗透浓缩水技术，提高技术的使用效果。