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反滲透設備的進水水質要求與工藝流程各功能詳解

2023-11-29

一、水質要求

反滲透作為一種新型的純物理脫鹽工藝，由于反滲透膜元件的結構、材質、脫鹽機理等條件的限制，反滲透設備對進水有較高的條件要求：

溫(wen)度條(tiao)件在1到(dao)45℃之間;

pH值必須在2到11的范圍之(zhi)內;

有機物含量(COD，mg/L)應該小于1.5;

濁度(NTU)應該控制在1.0以(yi)下;

淤泥密度指數(shu)(SDI值)<4.0;

余氯含量<0.1mg/L(實際控(kong)制在0);

鐵(tie)含量(liang)(mg/L)：溶(rong)氧>5mg/L時，Fe<0.05;

二(er)氧化硅含量(mg/L)：濃水(shui)中SiO2<100;LSI：pHb-pHs<0;

Sr、Ba等(deng)易形成難溶(rong)鹽的離子：Ipb<0.8Ksp。

　　后三項通過添加(jia)阻垢劑(ji)可(ke)適(shi)當提高其(qi)值。

　　若如果(guo)上述指(zhi)標(biao)某一項或幾項不達標(biao)時，會對反滲(shen)透膜造成(cheng)以(yi)下影響：

1、RO反滲透膜受(shou)金(jin)屬氧(yang)化(hua)物污染(ran);

2、膠體污染;

3、RO反滲透膜結垢;

4、懸(xuan)浮物污(wu)堵RO反滲透(tou)膜;

5、有(you)機物及(ji)微(wei)生(sheng)物等污染，導(dao)致出水COD升高。

進(jin)而對整個(ge)反滲透裝(zhuang)置造成不(bu)良影響：

　　降(jiang)低反滲透(tou)(tou)純凈(jing)水(shui)系統(tong)的(de)(de)產水(shui)量(liang);降(jiang)低反滲透(tou)(tou)純凈(jing)水(shui)系統(tong)的(de)(de)產水(shui)品(pin)質;增加反滲透(tou)(tou)設(she)備運行的(de)(de)能耗，包括原水(shui)、電耗;增加水(shui)處(chu)理(li)的(de)(de)運行成本(ben)，包括反滲透(tou)(tou)阻垢劑、樹脂再生鹽、其(qi)他水(shui)處(chu)理(li)藥劑等。

　　反滲透(tou)(tou)預處理(li)在其(qi)中發(fa)揮著不(bu)可替(ti)代的(de)(de)作用(yong)。當預處理(li)沒有做(zuo)好，反滲透(tou)(tou)進水水質嚴重不(bu)達(da)標，且(qie)時間過長的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，會導致反滲透(tou)(tou)膜元(yuan)件不(bu)可逆(ni)的(de)(de)物理(li)、化(hua)學(xue)損(sun)傷，大大縮短反滲透(tou)(tou)膜元(yuan)件的(de)(de)使用(yong)壽命。

　　反(fan)滲透預處(chu)理的目(mu)的是解決如下問題，以保證反(fan)滲透設備穩定運(yun)行和使用壽命。

　　第一，防止膜(mo)面結垢(包括(kuo)CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化物等(deng));

　　第(di)二，防止(zhi)有機物質的污堵;

　　第三，防止(zhi)微生物(wu)的污堵;

　　第四，防(fang)止膠體物質及(ji)懸(xuan)浮固(gu)體微(wei)粒(li)污堵;

       第(di)五，保持反滲透裝置產水量穩定。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲(chu)存原水(shui)，用(yong)于沉淀水(shui)中的(de)大(da)泥(ni)沙顆粒及其它(ta)可沉淀物(wu)質。同時緩沖原水(shui)管(guan)中水(shui)壓(ya)不(bu)穩定對水(shui)處理系(xi)統(tong)造(zao)成的(de)沖擊(ji)。（如(ru)水(shui)壓(ya)過(guo)低或(huo)過(guo)高引起的(de)壓(ya)力傳感的(de)反(fan)應）。

原水泵

恒定系(xi)統供(gong)水(shui)壓力，穩定供(gong)水(shui)量(liang)。

多介質過濾器

采用(yong)多次(ci)過(guo)濾層的過(guo)濾器，主(zhu)要目(mu)的是去除原水中(zhong)含(han)有的泥(ni)沙、鐵銹、膠體物質、懸浮物等顆粒在20um以上的物質，可選用(yong)手(shou)動閥門(men)控制(zhi)或者全自動控制(zhi)器進行反沖洗(xi)、正沖洗(xi)等一系列操作。保證設(she)備的產水質量，延長設(she)備的使(shi)用(yong)壽命。

活性炭過濾器

系統(tong)(tong)采用(yong)(yong)(yong)果殼活性炭過(guo)濾器，活性炭不但可吸(xi)(xi)附電解質離子(zi)(zi)，還(huan)可進行離子(zi)(zi)交換吸(xi)(xi)附。經活性炭吸(xi)(xi)附還(huan)可使(shi)高錳酸鉀耗氧量（COD）由(you)(you)15mg/L(O2）降至(zhi)2～7mg/L(O2），此(ci)外，由(you)(you)于吸(xi)(xi)附作用(yong)(yong)(yong)使(shi)表(biao)面被(bei)吸(xi)(xi)附復制的濃度增加，因而還(huan)起到催化(hua)作用(yong)(yong)(yong)、去(qu)(qu)除水中(zhong)的色素、異味、大量生化(hua)有(you)機(ji)物(wu)、降低水的余氯值及(ji)農藥污染(ran)物(wu)和除去(qu)(qu)水中(zhong)的三(san)鹵(lu)化(hua)物(wu)（THM）以及(ji)其(qi)它的污染(ran)物(wu)。同時，設(she)備具有(you)自我維護系統(tong)(tong)，運行費用(yong)(yong)(yong)很低。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)為了(le)溶解固體(ti)形物的(de)(de)(de)濃縮排(pai)放和淡水(shui)的(de)(de)(de)利(li)用，為防止濃水(shui)端特別是RO裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)最(zui)后一根膜(mo)(mo)組件(jian)(jian)濃水(shui)側出(chu)現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的(de)(de)(de)濃度積大于其(qi)平(ping)衡溶解度常數而結(jie)晶析出(chu)，損壞(huai)膜(mo)(mo)原件(jian)(jian)的(de)(de)(de)應(ying)有特性，在進入反(fan)滲透膜(mo)(mo)組件(jian)(jian)之(zhi)前，應(ying)使用離(li)子軟化裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)或投放適(shi)量的(de)(de)(de)阻(zu)垢劑阻(zu)止碳酸鹽，SiO2，硫(liu)酸鹽的(de)(de)(de)晶體(ti)析出(chu).

精密過濾器

采用精密過濾器對進(jin)水中殘留的(de)懸浮(fu)物(wu)、非曲直(zhi)粒(li)物(wu)及(ji)膠體等物(wu)質去(qu)除(chu)，使RO系統等后續(xu)設備運行更(geng)安全、更(geng)可(ke)靠。濾芯(xin)為5um熔噴濾芯(xin)，目的(de)是把上級(ji)過濾單元漏掉的(de)大于5um的(de)雜質除(chu)去(qu)。防止(zhi)其進(jin)入反滲透裝置(zhi)損(sun)壞(huai)膜的(de)表面，從(cong)而損(sun)壞(huai)膜的(de)脫鹽性能(neng)。

反滲透系統

反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)裝置是(shi)(shi)用(yong)足(zu)夠的(de)壓力使(shi)溶液中的(de)溶劑（一般是(shi)(shi)水(shui)）通過(guo)反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)膜（或稱半透(tou)(tou)膜）而分離出來，因為這個過(guo)程(cheng)和自然滲(shen)(shen)透(tou)(tou)的(de)方(fang)向相反(fan)(fan)，因此稱為反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)。反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)法能適(shi)應各(ge)類含鹽(yan)量的(de)原水(shui)，尤其是(shi)(shi)在高含鹽(yan)量的(de)水(shui)處理工程(cheng)中，能獲(huo)得很(hen)好的(de)技術(shu)經濟效益(yi)。反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)法的(de)脫鹽(yan)率提高，回(hui)收率高，運行穩定，占(zhan)地面積(ji)小，操作簡便，反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)設備在除鹽(yan)的(de)同時，也將大部(bu)分細菌(jun)、膠體及大分子量的(de)有(you)機物去(qu)除。

臭氧殺菌器/紫外線殺菌器（可選）

殺滅由二次污(wu)染產生的細菌徹(che)底(di)保證(zheng)成品水的衛(wei)生指標.

原(yuan)水(shui) → 原(yuan)水(shui)箱 → 原(yuan)水(shui)泵 →多介質過(guo)濾器(qi)(qi)(qi)(qi) （石(shi)英砂過(guo)濾器(qi)(qi)(qi)(qi)）→活性炭過(guo)濾器(qi)(qi)(qi)(qi) →軟水(shui)處理器(qi)(qi)(qi)(qi)（添加阻垢劑裝置） → 精密(mi)過(guo)濾器(qi)(qi)(qi)(qi) → 高壓泵 → 一(yi)級(ji)反滲(shen)透（RO）裝置 →紫外(wai)線殺菌裝置（臭氧殺菌裝置） → 用(yong)水(shui)點

純化水設備各單元功能：

1.1 預處理設備

預處理(li)設(she)備由原水加壓(ya)泵、石英砂(sha)過濾(lv)器、活性碳過濾(lv)器、及全(quan)自動(dong)軟水器及精濾(lv)器五個單元組(zu)成(cheng)。

1.1.1 原水(shui)加壓(ya)泵

原水(shui)(shui)(shui)為自來水(shui)(shui)(shui)時，自來水(shui)(shui)(shui)壓(ya)力(li)應大于(yu)石英砂過濾(lv)器、活性碳(tan)過濾(lv)器、全(quan)自動(dong)軟水(shui)(shui)(shui)器及精濾(lv)器的水(shui)(shui)(shui)流總阻(zu)力(li)（水(shui)(shui)(shui)壓(ya)壓(ya)差），并能滿足進入反滲透主機(ji)水(shui)(shui)(shui)壓(ya)要求，因此需要設(she)置加壓(ya)泵(beng)，以達(da)到水(shui)(shui)(shui)壓(ya)要求。

1.1.2 石英砂(sha)過濾(lv)器

因為自(zi)來水的(de)(de)濁(zhuo)度(du)一(yi)般為3～5度(du)，水中還含有(you)少(shao)量的(de)(de)懸浮(fu)物和(he)泥(ni)沙。因此需要設(she)置石英(ying)砂過(guo)濾器(qi)，降(jiang)低(di)水的(de)(de)濁(zhuo)度(du)不超過(guo)1度(du)，防止堵塞(sai)反滲透(tou)膜。

1.1.3 活性(xing)碳(tan)過濾器

主要去除水(shui)中游離氯(lv)和有(you)機物，防(fang)止游離氯(lv)氧化反滲透(tou)膜。同(tong)時(shi)還可去除水(shui)中異味，提高飲用純(chun)凈(jing)水(shui)口(kou)感。

1.1.4 全自(zi)動軟(ruan)水器

當工(gong)藝水經(jing)過(guo)全自(zi)動鈉離(li)(li)子交(jiao)換(huan)器(qi)時，水中的(de)Ca2+、Mg2+等陽離(li)(li)子與交(jiao)換(huan)劑中的(de)Na+進(jin)行離(li)(li)子交(jiao)換(huan)，降(jiang)低水的(de)硬度(du)，使水質得到軟(ruan)化。

1.1.5 精濾器

該過濾器(qi)(qi)(qi)是自(zi)來水進入(ru)膜之(zhi)前最(zui)后一道(dao)過濾裝置，它可以有效的去(qu)除砂濾器(qi)(qi)(qi)、碳(tan)濾器(qi)(qi)(qi)未去(qu)除干凈的大于5μm的物質，可以截流住由(you)砂濾器(qi)(qi)(qi)、碳(tan)濾器(qi)(qi)(qi)流失的碎砂及活性(xing)碳(tan)粉末等(deng)，從而有效的保護RO膜不受或少受污染。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水條件

反滲(shen)透(tou)主機(ji)應在以下進(jin)(jin)水(shui)條件下運(yun)行。檢(jian)查您(nin)的(de)(de)原水(shui)是否(fou)在此限度內是非常重要的(de)(de)。反滲(shen)透(tou)進(jin)(jin)水(shui)條件不(bu)符合此標準(zhun)將(jiang)會導致(zhi)膜組元件的(de)(de)永久性不(bu)可恢復的(de)(de)污染(ran)和損壞。

最(zui)小進水壓(ya)力：2.8KG/CM2

最小進(jin)水流量(liang)：1.5t/h

水溫：4oC～45oC

PH范圍：4～9

硬度：17mg/L（以CaCO3計）

濁度：≤1度

總(zong)溶解性固體含量(liang)：TDS<1000mg/L

鐵：<0.1mg/L

游離氯：<0.5mg/L

錳(meng)：<0.05mg/L

有機物：COD<1mg/L


反滲透膜的進水要求（表(biao)二(er)）：


常(chang)用膜的品種與型式項目

卷(juan)式（醋酸纖(xian)維素膜）

中空纖維式（芳香聚酰胺(an)）

卷式（復合膜）

渾濁度



0.5FTU

污染指數（FI）

<4

<3

<5

水溫

15-35oC

15-35oC

<45oC

PH值

5-6

3-11

2-11

CODMn高(gao)錳(meng)酸鉀法(fa)以O2計）

<1.5mg/L

<1.5mg/L

<1.5mg/L

游離氯(lv)（以Cl2計）

0.2~1mg/L

<0.1mg/L

<0.1mg/L

含鐵量（以fe計）

<0.05mg/L

<0.05mg/L

<0.05mg/L

圖片

1、進水水溫與產水量關系

設(she)(she)備的額定(ding)產(chan)水(shui)(shui)(shui)量是在假設(she)(she)進水(shui)(shui)(shui)溫度為25oC的情(qing)況下(xia)設(she)(she)定(ding)的。反滲透系統的產(chan)水(shui)(shui)(shui)量隨進水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)溫降(jiang)低而下(xia)降(jiang)。一般情(qing)況下(xia)，水(shui)(shui)(shui)溫每降(jiang)低1oC，產(chan)水(shui)(shui)(shui)量將(jiang)下(xia)降(jiang)3%。


2、部件名稱及作用

     高(gao)壓(ya)泵—高(gao)壓(ya)泵采用南(nan)方立式多級離(li)心式高(gao)壓(ya)水(shui)泵，這(zhe)是RO主機的(de)一(yi)個(ge)重要組件，它的(de)作(zuo)用是給(gei)RO膜輸送(song)一(yi)定(ding)數量一(yi)定(ding)壓(ya)力的(de)水(shui)源。使用中(zhong)應保(bao)證(zheng)(zheng)不(bu)得(de)空轉，不(bu)得(de)長期超(chao)負荷(he)運行，經(jing)常按要求(qiu)排除空氣，應保(bao)證(zheng)(zheng)電器部份的(de)干燥。


3、高壓(ya)(ya)泵出水(shui)節流閥(fa)—安裝在高壓(ya)(ya)泵后的不銹鋼截止(zhi)閥(fa)，其主要(yao)(yao)作(zuo)用(yong)是調(diao)(diao)(diao)節、控制(zhi)RO膜進水(shui)流量，它和濃水(shui)調(diao)(diao)(diao)節閥(fa)配合使用(yong)調(diao)(diao)(diao)整膜管內(nei)壓(ya)(ya)力和供水(shui)量。開機時應其部(bu)分關閉，待泵啟(qi)動(dong)后再(zai)慢(man)慢(man)打開，開度要(yao)(yao)適中，而后再(zai)調(diao)(diao)(diao)整各項(xiang)指標。


4、RO膜殼—現采用的是不銹(xiu)鋼(gang)膜殼，安裝兩端(duan)的端(duan)頭(tou)時(shi)，應在橡膠O型圈上涂上一層丙三(san)醇（甘油），這樣即方便拆(chai)卸，又可增(zeng)加密封(feng)性。維修時(shi)應謹(jin)防損壞密封(feng)圈。


5、RO膜—RO膜是反滲透主機(ji)的(de)關鍵部件，對設備的(de)產水量(liang)和品質起著(zhu)決定性作(zuo)用(yong)(yong)，本設備一級選用(yong)(yong)美國海德能(neng)ESPA4-4040低壓復合膜，二級選用(yong)(yong)陶式膜。


6、電導率儀—其主要作(zuo)用是顯示設(she)備運行時(shi)純水(shui)的電導率情況，其計量單位為(wei)μs/cm。


7、濃(nong)水調(diao)節(jie)閥—該閥是反滲透主機的(de)(de)一個重(zhong)要(yao)元件，它(ta)的(de)(de)主要(yao)作用是調(diao)節(jie)膜管內壓力，達到調(diao)節(jie)純水和濃(nong)水比例的(de)(de)目的(de)(de)。它(ta)與高(gao)壓泵節(jie)流閥配合使用，可(ke)更好的(de)(de)調(diao)整膜管內壓力、純水產量等。設(she)備(bei)(bei)開(kai)啟前應將該閥門打(da)開(kai)一定(ding)程度(du)，以防備(bei)(bei)設(she)備(bei)(bei)啟動時(shi)膜壓力突然升(sheng)高(gao)超過極限。


8、膜(mo)沖洗電磁閥—其主要作用是(shi)定時開放，讓濃水大(da)流(liu)量通過，降低(di)膜(mo)管內壓力，增加膜(mo)管內的流(liu)速，達到沖洗膜(mo)的目的，它(ta)是(shi)反滲透主機的一個重要組(zu)成部分。


9、純(chun)水(shui)(shui)(shui)(shui)、濃(nong)水(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)(liang)計—其作用是(shi)計量(liang)(liang)純(chun)水(shui)(shui)(shui)(shui)和濃(nong)水(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)(liang)，計量(liang)(liang)單(dan)位為加侖/分(fen)鐘(zhong)（GPM）或升/分(fen)鐘(zhong)（LPM）。通過這兩個流(liu)量(liang)(liang)計，可以(yi)清楚地掌握設備當(dang)時的產(chan)水(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)和濃(nong)水(shui)(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)(liang)，可以(yi)直(zhi)觀(guan)地觀(guan)看純(chun)水(shui)(shui)(shui)(shui)和濃(nong)水(shui)(shui)(shui)(shui)的比例(li)(li)，以(yi)利(li)于(yu)我們按要求比例(li)(li)和產(chan)量(liang)(liang)調整系統狀況。


10、高壓(ya)泵前(qian)壓(ya)力表(biao)（0～10.5kg/cm2）—這塊表(biao)主要是顯示原水(shui)進入高壓(ya)泵前(qian)的壓(ya)力。該(gai)表(biao)與微孔膜精(jing)濾(lv)器進水(shui)壓(ya)力表(biao)配合觀察，可以判斷(duan)精(jing)濾(lv)器過濾(lv)芯是否失效或是否該(gai)清(qing)洗(xi)。壓(ya)力差(cha)很大(da)時，說明濾(lv)芯應(ying)(ying)該(gai)清(qing)洗(xi)，如(ru)清(qing)洗(xi)后仍達不到(dao)要求，則應(ying)(ying)更(geng)換。


11、膜(mo)(mo)前和濃水壓(ya)力(li)(li)表（0～28kg/cm2）—膜(mo)(mo)前壓(ya)力(li)(li)表顯(xian)(xian)示(shi)(shi)水進(jin)入膜(mo)(mo)時(shi)(shi)的水壓(ya)情況(kuang)，濃水壓(ya)力(li)(li)表顯(xian)(xian)示(shi)(shi)最后(hou)一根膜(mo)(mo)出口到(dao)濃水調節閥前的壓(ya)力(li)(li)。兩塊表配合觀察，可以知道(dao)壓(ya)差情況(kuang)，這一點(dian)在實際運行中是(shi)很重要的。調整運行參數時(shi)(shi)，應以膜(mo)(mo)壓(ya)力(li)(li)表為依(yi)據(ju)調整系統壓(ya)力(li)(li)，尤其是(shi)當(dang)系統壓(ya)力(li)(li)在上限時(shi)(shi)，且膜(mo)(mo)壓(ya)差大較大時(shi)(shi)，更(geng)應該注意這一點(dian)。


12、低壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)—低壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)的(de)(de)功能是按系(xi)統工(gong)藝要求而設(she)置(zhi)(zhi)的(de)(de)水壓(ya)(ya)(ya)值來控制主機(ji)運行(xing)或(huo)停止的(de)(de)保險(xian)裝置(zhi)(zhi)。當進水供(gong)水壓(ya)(ya)(ya)力(li)低于系(xi)統設(she)定(ding)值時，壓(ya)(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)會自動將主機(ji)關(guan)閉(bi)，以避免高壓(ya)(ya)(ya)泵(beng)在缺水或(huo)無水時空(kong)轉(zhuan)，造成泵(beng)的(de)(de)損壞(huai)。該設(she)備使用(yong)的(de)(de)是內部已設(she)置(zhi)(zhi)好參數(shu)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)。它的(de)(de)最低值大致設(she)置(zhi)(zhi)在0.35kg/cm2左(zuo)右(you)。


13、電(dian)(dian)器(qi)(qi)控制箱(xiang)(xiang)—反滲(shen)透主機的進水電(dian)(dian)磁閥、低壓壓力(li)開關(guan)、沖洗(xi)電(dian)(dian)磁閥及(ji)高壓泵(beng)的啟(qi)停(ting)，均由(you)DDG403b微(wei)電(dian)(dian)腦(nao)(nao)控制器(qi)(qi)控制，控制器(qi)(qi)輸入電(dian)(dian)源220伏(fu)。電(dian)(dian)控箱(xiang)(xiang)設有開關(guan)、熔(rong)斷器(qi)(qi)、微(wei)電(dian)(dian)腦(nao)(nao)控制器(qi)(qi)、接觸器(qi)(qi)、熱保(bao)護器(qi)(qi)及(ji)等元器(qi)(qi)件。

圖片

14、低壓配電裝置

該裝(zhuang)置輸(shu)入(ru)電源380伏，輸(shu)出設有四個15安三相空氣開關(guan)及(ji)一(yi)個10安單相空氣開關(guan)，構成輸(shu)出電源380伏四個回(hui)路(lu)，分別對原水(shui)加(jia)壓泵(beng)(beng)、1#高壓泵(beng)(beng)、2#高壓泵(beng)(beng)及(ji)清洗泵(beng)(beng)供(gong)電。另一(yi)個回(hui)路(lu)220伏，對砂濾(lv)(lv)、碳濾(lv)(lv)及(ji)全自動軟水(shui)器供(gong)電。為使原水(shui)加(jia)壓泵(beng)(beng)與反滲透主(zhu)機(ji)同(tong)時啟動，低壓配電裝(zhuang)置內設有接(jie)觸器和熱繼電器，用控制(zhi)線連接(jie)反滲透主(zhu)機(ji)啟動元器件。


純化水相關單位換算：

長(chang)度：1英(ying)寸=2.54厘米

壓(ya)力：0.1MPa=1kg=14.1psi

流量：1加(jia)侖=3.785升(sheng)

電導率單位：μS/cm

電阻率單位：MΩ·CM

電導率=1/電阻率