一.膜系统中各项平衡关系
系统的流量压力平衡
反渗透系统的运行过程中，除了给水、产水及浓水三项径流中的盐量平衡之外，还时刻保持着简单压力平衡、简单流量平衡及压力-流量综合平衡三项平衡关系。由于水体基本不可压缩，系统中的给水流量为浓水流量与淡水流量之和，从而构成了系统中的简单流量平衡。如果忽略浓水阀门后端压力（包括排水管路压力损失及排水管路出口压力），系统中的给水压力为系统给浓水管路压降、元件给浓水流道压降与浓水阀门压降之和，从而构成了系统中的简单压力平衡。
如无变频调速或泵回阀门对水泵特性的调节，系统几个部分的流量与压力关系较为复杂：
①水泵始终运行于特定的流量-压力特性曲线的莫工作点之上，从而构成水泵的流量-压力关系，其特点是随工作流量上身升而工作压力下降。
②系统中的给浓水管路压降又分为弯路的局部压降与直路的沿程压降，而管路各处的流量-压降关系总呈现为：管路的压降与流量的平方呈正比。
③元件中的浓水流道的流量-压力关系较为复杂。一方面，给浓水平均流量越大，给浓水流道压降越大。另一方面，无论元件的透水压力大小、元件的透盐率高低或膜两侧渗透压差异，给浓水平均压力越高，产水流量越大，浓水流量越小，给浓水压降越小。
④无论浓水阀门为何种结构形式，其特定阀门开度均对应着特定的流量-压降特性曲线，不同的烦门开度形成特定的流量-压降曲线族，族中各曲线的特点是随阀门的流量上升而阀门的压降上升。
⑤系统的流量-压力综合平衡是实现系统中简单压力平衡与简单流量的同时，还必须满足水泵、管道、流道及浓阀各部分的流量-压力关系。
在无变频或阀门对水泵特性调节环境下，系统的流量-压力综合平衡或称系统收率与产水流量指标只依靠固有的水泵特性与可变的浓阀开度进行调节，属于“泵特性运行模式”。该运行控制模式下，根据浓水阀门的单项操作，系统给水的流量与压力只能沿着固有水泵的流量-压力特性曲线移动，水泵的输出压力随输出流量上升而递减，而管道、流道与阀门合成为水泵负载的压降随流量的上升而递增。正是由于水泵与负载的流量-压力曲线的交错特性，使得两特性曲线总在水泵固有的流量-压力特性曲线上有交汇点。
在泵特性运行模式下，只有浓水阀门的开度可调，其调节的目标或为特定系统收率或为特定产水流量，但两者不能兼顾。因此，泵特性运行模式系统几乎不可能按照系统设计的流量-压力工作运行。
相同的系统条件（1000mg/L，5。C，0a,2-1/6,ESPA2-4040）及75%系统收率，对应不同水泵规格，将产生不同的系统运行工况即不同的工作压力与产水流量。水泵规格较大时，产水流量与给水压力较大，产水含盐量较低；反之亦然。
如设变频调速或泵回阀门，且水泵及泵阀的调节范围足 足够宽，则“泵特性运行模式”中的后4项流量-压力关系依旧，而**项中水泵的流量-压力关系不再局限于固有的流量-压力特性曲线。在水泵特性与浓阀开度双项调节的合成作用之下，系统给水的流量-压力工作点理论上可以运行在流量与压力直角坐标系**象限中的任何位置，调节目标可同时实现特定系统收率与特定产水流量，即同时实现恒收率与恒流量。此种系统运行控制模式可称为“双恒量运行模式”。
在水泵电机上加装变频调速器，或在水泵相关管路上加装回流或截留阀门，均可实现系统的“双恒量运行模式”。因此，可以认为多数系统的多数情况下可以实现“双恒量运行模式”。但是，而当水泵未装任何控制装置时，特别是当频率达到50Hz、回流阀全关或截留阀全开即水泵组达到*大运行方式时，膜系统将从"双恒量运行模式”z自然转换为“泵特性运行模式”。因此，两类系统运行模式的特征均需加以分析。
二.系统功耗与功率平衡
如果水泵的输出功率为膜系统的输入功率，则该功率消耗于膜过程功耗、给浓水流道功耗、管道流程功耗、浓水阀门功耗甚至产水流道功耗等项内容。
①浓水阀功率损耗 浓水阀门是调节系统工作压力及系统收率的重要设备，如果忽略浓水阀门后端的排水管路压力损失以及排水管路的出口压力，系统的浓水压力与浓水流量的乘积就是浓水阀门上消耗的功率，该消耗功率转换的热量会使排放浓水的温度略有上升。由于海水淡化系统的回收率低，海水淡化系统中浓水阀门上的消耗功率接近系统输入功率的一半，致使海水淡化系统的工作效率很低，因此需要由能量回收装置代替浓水阀门以回收高压浓水中的能量。
②各管路功率消耗 系统给水管路、浓水管路甚至产水管路在通过给水、浓水及产水径流时，均会产生沿程压力损失与局部压力损失，压力损失与径流流量的乘积即为相应的管路功率损耗。给浓产水管路中各处功耗之和即为系统管路功耗。降低管路功耗的有效措施是加大管路直径，简化管路结构，或将连接各膜壳的管道结构改为壳联结构。
③膜过程功率损耗 系统中各元件的内部损耗又可分为膜过程功耗与流道损耗。膜过程中给浓水测压力与产水侧压力之差乘以产水流量即为膜过程损耗，该损耗包括了产水过膜损耗与客服渗透压差所需损耗。如果认为前者为各压力驱动膜过程的普遍损耗，则后者为脱盐的反渗透与纳滤膜过程的专有损耗；前者可以通过低压及超低压膜技术予以降低后者则决定于给浓水含量及元件脱盐率。
④各流道功率损耗 膜元件内部给浓水流道中流量与压降的乘积为给浓水流道功耗，产水流道中流量与压降的乘积为产水流道功耗。元件制备领域中的浓水隔网技术就是要平衡流道阻力与有效面积间的矛盾，且在形成流道的有效紊流前提下提高元件的抗污能力。元件中的淡水隔网技术就是要少占空间有要减小元件的淡水背压。
因此，系统收率不仅是系统的水利用率，也近似为系统的电利用率。
膜系统运行的压力与流量的原动力是水泵电机变频器的输入电能，从而变频器输入功率至给水泵输出功率之间的三大设备均存在特定效率。变频器效率为97%~98%，电动机效率为85%~90%，给水泵效率为40%~75%。电机容量与水泵规格越大，它们额定效率越高；而实际工作频率越低，它们的实际效率越低。因此，水泵规格选择越大，系统运行对于温度即污染等因素变化的调节能力越强，但电机与水泵的长期工作平均工作效率越低，系统运行的长期工作平均能耗越大。换言之，系统的“双恒量运行模式”的平均能耗大于“泵特性运行模式”。前者具有较大技术优势，但需以较高能耗为代价。
当给水泵配备回流或截留阀门时，其损耗为阀门两侧的流量与压差的乘积，在调节阀门开度以实现双恒量运行模式时，虽未降低电机与水泵的效率，但降低了水泵与阀门组合装置的效率。
总之，水泵规格越大，系统运行越灵活，如为泵特性运行模式则与设计运行工况距离越远，如为双恒量运行模式则系统运行能耗越大。
