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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

2023-12-26

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：

溫度條(tiao)件在1到(dao)45℃之間;

pH值必須(xu)在(zai)2到11的范圍(wei)之內;

有機物含量(COD，mg/L)應該小(xiao)于1.5;

濁度(NTU)應(ying)該(gai)控制(zhi)在1.0以下;

淤泥密度指數(SDI值(zhi))<4.0;

余氯(lv)含量<0.1mg/L(實際控制在0);

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

二(er)氧化硅含量(mg/L)：濃(nong)水中SiO2<100;LSI：pHb-pHs<0;

Sr、Ba等易形成(cheng)難溶鹽的離(li)子(zi)：Ipb<0.8Ksp。

　　后(hou)三項通(tong)過添(tian)加阻(zu)垢(gou)劑可適當提(ti)高其值(zhi)。

　　若如果上述指標某一(yi)項或幾項不達標時(shi)，會(hui)對反(fan)滲透(tou)膜造成以下影響：

1、RO反滲透膜(mo)受(shou)金(jin)屬氧化物污染;

2、膠體污染;

3、RO反滲(shen)透(tou)膜結(jie)垢;

4、懸浮(fu)物污(wu)堵RO反滲透膜;

5、有機物(wu)及微生物(wu)等污染，導(dao)致出(chu)水COD升高。

進而對整個反滲透(tou)裝置造成(cheng)不良影響(xiang)：

　　降低反滲透(tou)純(chun)凈水系(xi)統的(de)產水量;降低反滲透(tou)純(chun)凈水系(xi)統的(de)產水品質;增加(jia)反滲透(tou)設備運(yun)行的(de)能耗，包(bao)括原水、電(dian)耗;增加(jia)水處(chu)理(li)的(de)運(yun)行成本(ben)，包(bao)括反滲透(tou)阻垢劑、樹脂(zhi)再生(sheng)鹽(yan)、其他水處(chu)理(li)藥劑等。

　　反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)預(yu)處(chu)理在(zai)其中發揮著不(bu)可替代的作(zuo)用(yong)。當預(yu)處(chu)理沒有做好，反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)進水水質嚴(yan)重不(bu)達標(biao)，且時間(jian)過長(chang)的情(qing)況下，會導致反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)膜元件(jian)不(bu)可逆(ni)的物理、化學損傷，大(da)大(da)縮短(duan)反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)膜元件(jian)的使用(yong)壽命。

　　反滲透(tou)預處(chu)理的目的是解決(jue)如下問題(ti)，以(yi)保證(zheng)反滲透(tou)設備穩定(ding)運(yun)行(xing)和使用壽(shou)命(ming)。

　　第(di)一(yi)，防止膜面結垢(包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁(lv)氧化(hua)物等);

　　第二(er)，防止有機(ji)物質(zhi)的污堵;

　　第三，防(fang)止微生物的污堵;

　　第四(si)，防止膠體(ti)物質及懸浮固體(ti)微粒污堵;

  &nbsp;    第五，保持反滲(shen)透(tou)裝置產水量穩定。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存原水(shui)(shui)(shui)(shui)，用于沉淀(dian)水(shui)(shui)(shui)(shui)中的大泥(ni)沙(sha)顆粒(li)及其它可(ke)沉淀(dian)物質。同時緩沖原水(shui)(shui)(shui)(shui)管中水(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)不(bu)穩定(ding)對(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)處理系(xi)統(tong)造成的沖擊。（如水(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)過低或過高引起(qi)的壓(ya)力傳感的反應）。

原水泵

恒定系統(tong)供(gong)水(shui)(shui)壓(ya)力，穩定供(gong)水(shui)(shui)量。

多介質過濾器

采用(yong)多次過濾(lv)層的(de)過濾(lv)器，主要目的(de)是去(qu)除原水中含有(you)的(de)泥(ni)沙、鐵銹、膠體物質(zhi)、懸浮物等顆粒在20um以上的(de)物質(zhi)，可選用(yong)手動閥門控制或者全自動控制器進行反(fan)沖(chong)洗、正(zheng)沖(chong)洗等一系列操作。保(bao)證(zheng)設(she)(she)備的(de)產水質(zhi)量(liang)，延長設(she)(she)備的(de)使用(yong)壽命。

活性炭過濾器

系(xi)統采用果(guo)殼(ke)活性(xing)炭(tan)過濾器，活性(xing)炭(tan)不但可吸(xi)附(fu)電(dian)解質離子，還(huan)可進行(xing)離子交換吸(xi)附(fu)。經活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)還(huan)可使高錳酸(suan)鉀耗(hao)氧(yang)量(liang)（COD）由15mg/L(O2）降至(zhi)2～7mg/L(O2），此(ci)外，由于(yu)吸(xi)附(fu)作用使表面被吸(xi)附(fu)復(fu)制的(de)濃(nong)度增加，因而還(huan)起到催化作用、去除水中的(de)色素、異味、大量(liang)生化有機物(wu)(wu)、降低水的(de)余氯值(zhi)及農藥污染(ran)物(wu)(wu)和除去水中的(de)三鹵化物(wu)(wu)（THM）以及其它的(de)污染(ran)物(wu)(wu)。同時，設(she)備具有自(zi)我維(wei)護系(xi)統，運行(xing)費用很低。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝置為了溶解固體形物的(de)(de)濃縮排放和淡水的(de)(de)利用，為防止濃水端(duan)特別是RO裝置最后一根膜組件濃水側(ce)出現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的(de)(de)濃度積大(da)于其平衡溶解度常數而結(jie)晶(jing)析出，損壞膜原件的(de)(de)應有特性，在(zai)進入反滲(shen)透膜組件之(zhi)前(qian)，應使用離子軟化裝置或投放適量的(de)(de)阻垢劑阻止碳酸鹽(yan)，SiO2，硫酸鹽(yan)的(de)(de)晶(jing)體析出.

精密過濾器

采用(yong)精(jing)密(mi)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)器對進水(shui)中殘留(liu)的(de)懸浮(fu)物、非曲(qu)直(zhi)粒(li)物及膠體等(deng)物質去(qu)除，使RO系統等(deng)后續設備運行更安(an)全、更可靠。濾(lv)(lv)(lv)芯為5um熔噴濾(lv)(lv)(lv)芯，目的(de)是(shi)把上(shang)級過(guo)濾(lv)(lv)(lv)單元(yuan)漏掉的(de)大(da)于5um的(de)雜質除去(qu)。防止(zhi)其進入反滲透裝置損壞(huai)膜(mo)的(de)表面，從而損壞(huai)膜(mo)的(de)脫鹽性能。

反滲透系統

反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)裝(zhuang)置是用(yong)足夠(gou)的(de)(de)(de)壓力使溶液中(zhong)的(de)(de)(de)溶劑（一般(ban)是水(shui)）通過反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)膜（或稱半透(tou)膜）而分(fen)(fen)離出來，因為這個(ge)過程(cheng)和自(zi)然滲(shen)(shen)(shen)透(tou)的(de)(de)(de)方向相(xiang)反(fan)，因此稱為反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)。反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)法(fa)能(neng)適應(ying)各類含(han)鹽量的(de)(de)(de)原(yuan)水(shui)，尤其是在高(gao)含(han)鹽量的(de)(de)(de)水(shui)處理工程(cheng)中(zhong)，能(neng)獲(huo)得很(hen)好的(de)(de)(de)技術經(jing)濟效益(yi)。反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)法(fa)的(de)(de)(de)脫鹽率(lv)提高(gao)，回收率(lv)高(gao)，運行穩定(ding)，占地面(mian)積小，操作簡便，反(fan)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)設備在除鹽的(de)(de)(de)同(tong)時，也將大(da)部分(fen)(fen)細菌(jun)、膠體及(ji)大(da)分(fen)(fen)子量的(de)(de)(de)有機物去除。

臭氧殺菌器/紫外線殺菌器（可選）

殺滅由二次污染產生的細菌徹(che)底保證成品(pin)水的衛生指標.

原(yuan)水 → 原(yuan)水箱(xiang) → 原(yuan)水泵 →多介質過濾器(qi)(qi) （石英砂過濾器(qi)(qi)）→活性(xing)炭過濾器(qi)(qi) →軟水處理器(qi)(qi)（添(tian)加(jia)阻垢(gou)劑裝置(zhi)） → 精密過濾器(qi)(qi) → 高壓泵 → 一(yi)級反滲透(tou)（RO）裝置(zhi) →紫外線殺菌裝置(zhi)（臭氧殺菌裝置(zhi)） → 用水點

純化水設備各單元功能：

1.1 預處理設備

預處理設備(bei)由原水加(jia)壓泵、石英(ying)砂過濾(lv)(lv)器(qi)、活性(xing)碳過濾(lv)(lv)器(qi)、及(ji)全自動軟水器(qi)及(ji)精濾(lv)(lv)器(qi)五個(ge)單元組(zu)成。

1.1.1 原(yuan)水加壓泵

原水(shui)為自(zi)(zi)來(lai)水(shui)時，自(zi)(zi)來(lai)水(shui)壓(ya)力(li)應大于石英砂(sha)過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)、活性碳過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)、全自(zi)(zi)動軟(ruan)水(shui)器(qi)及精濾(lv)器(qi)的水(shui)流總阻力(li)（水(shui)壓(ya)壓(ya)差），并能滿(man)足進入反滲透主機水(shui)壓(ya)要求，因此需(xu)要設置加壓(ya)泵，以(yi)達到水(shui)壓(ya)要求。

1.1.2 石英砂(sha)過濾器

因為自(zi)來(lai)水(shui)的(de)濁度(du)一般為3～5度(du)，水(shui)中還含(han)有少量的(de)懸浮物和泥沙。因此需要(yao)設置石英(ying)砂過(guo)濾器，降低水(shui)的(de)濁度(du)不超過(guo)1度(du)，防止堵塞反(fan)滲透膜。

1.1.3 活性碳過濾器

主(zhu)要去除(chu)水中游(you)離氯和有機物(wu)，防止游(you)離氯氧化反滲透膜。同時(shi)還可去除(chu)水中異(yi)味(wei)，提高飲(yin)用純凈水口感。

1.1.4 全自動(dong)軟水器

當工藝(yi)水(shui)經過全自(zi)動鈉離子交(jiao)換(huan)器(qi)時，水(shui)中的Ca2+、Mg2+等陽(yang)離子與交(jiao)換(huan)劑中的Na+進行離子交(jiao)換(huan)，降(jiang)低水(shui)的硬度，使水(shui)質得到(dao)軟化。

1.1.5 精濾(lv)器

該過(guo)濾器(qi)是自來水進入膜(mo)之前最后一(yi)道過(guo)濾裝置(zhi)，它可以有效的(de)(de)去(qu)(qu)除砂(sha)濾器(qi)、碳(tan)(tan)濾器(qi)未去(qu)(qu)除干(gan)凈的(de)(de)大于5μm的(de)(de)物質，可以截流住由砂(sha)濾器(qi)、碳(tan)(tan)濾器(qi)流失的(de)(de)碎砂(sha)及活性(xing)碳(tan)(tan)粉末等(deng)，從(cong)而有效的(de)(de)保(bao)護RO膜(mo)不受或少受污染。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水條(tiao)件

反滲透主機應在以下進水(shui)條(tiao)件(jian)下運行(xing)。檢(jian)查您的(de)(de)原水(shui)是否在此限(xian)度內是非(fei)常重要(yao)的(de)(de)。反滲透進水(shui)條(tiao)件(jian)不符(fu)合(he)此標(biao)準將會導(dao)致膜組元件(jian)的(de)(de)永久性不可恢復的(de)(de)污染和損壞。

最小(xiao)進(jin)水壓力：2.8KG/CM2

最小進水流量：1.5t/h

水溫：4oC～45oC

PH范圍：4～9

硬度：17mg/L（以CaCO3計）

濁度：≤1度

總溶解性固體含量：TDS<1000mg/L

鐵：<0.1mg/L

游離氯(lv)：<0.5mg/L

錳：<0.05mg/L

有機物(wu)：COD<1mg/L


反滲透(tou)膜的進(jin)水要求（表二(er)）：


常用膜的品種與型式項目

卷式(shi)（醋(cu)酸(suan)纖維素膜(mo)）

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)錳酸鉀法以O2計）

<1.5mg/L

<1.5mg/L

<1.5mg/L

游離氯（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

設備的(de)(de)額(e)定(ding)產水(shui)(shui)量是(shi)在假設進水(shui)(shui)溫度為25oC的(de)(de)情況下(xia)設定(ding)的(de)(de)。反滲透系統的(de)(de)產水(shui)(shui)量隨進水(shui)(shui)水(shui)(shui)溫降低(di)而(er)下(xia)降。一般情況下(xia)，水(shui)(shui)溫每降低(di)1oC，產水(shui)(shui)量將下(xia)降3%。


2、部件名稱及作用

     高(gao)壓泵(beng)—高(gao)壓泵(beng)采用(yong)南(nan)方立式(shi)多(duo)級離心式(shi)高(gao)壓水(shui)泵(beng)，這是RO主機(ji)的(de)(de)一個(ge)重要組件，它的(de)(de)作用(yong)是給RO膜(mo)輸送一定(ding)數量一定(ding)壓力的(de)(de)水(shui)源。使用(yong)中(zhong)應保證不得(de)(de)空轉，不得(de)(de)長期超負荷運行，經常按要求排除空氣，應保證電器部(bu)份(fen)的(de)(de)干(gan)燥。


3、高壓泵(beng)(beng)出水(shui)節(jie)流閥—安(an)裝在高壓泵(beng)(beng)后的(de)不銹鋼截止閥，其主要(yao)作用是(shi)調節(jie)、控制RO膜(mo)進水(shui)流量，它和濃水(shui)調節(jie)閥配合使用調整膜(mo)管內壓力(li)和供水(shui)量。開(kai)機時應其部分關(guan)閉，待泵(beng)(beng)啟(qi)動后再慢慢打(da)開(kai)，開(kai)度要(yao)適中，而后再調整各項指標。


4、RO膜殼—現(xian)采用的(de)是不銹鋼膜殼，安裝兩端的(de)端頭時，應在橡(xiang)膠O型圈上(shang)涂上(shang)一層丙三(san)醇（甘油(you)），這樣即方便(bian)拆卸，又可增加密(mi)封性。維(wei)修時應謹防(fang)損壞密(mi)封圈。


5、RO膜—RO膜是反滲透主機的關鍵部件，對(dui)設(she)備的產(chan)水量和品(pin)質起著(zhu)決定性作用(yong)(yong)，本設(she)備一級(ji)選用(yong)(yong)美國海德能ESPA4-4040低壓復合(he)膜，二級(ji)選用(yong)(yong)陶式膜。


6、電導率(lv)儀—其主(zhu)要作用是顯示設備運行時純水的電導率(lv)情況，其計量(liang)單位為μs/cm。


7、濃水調(diao)節閥—該閥是反滲(shen)透主機的(de)一(yi)個重要元件，它(ta)的(de)主要作用(yong)是調(diao)節膜(mo)管(guan)內(nei)壓力(li)，達到調(diao)節純水和濃水比(bi)例(li)的(de)目的(de)。它(ta)與高壓泵節流閥配合使用(yong)，可更好的(de)調(diao)整膜(mo)管(guan)內(nei)壓力(li)、純水產量等。設備開啟前(qian)應(ying)將該閥門(men)打(da)開一(yi)定程度，以防備設備啟動時膜(mo)壓力(li)突然升(sheng)高超過極限。


8、膜(mo)(mo)沖(chong)洗電磁閥—其主要作用(yong)是定時開放，讓濃(nong)水大(da)流量通過，降低膜(mo)(mo)管內壓力，增加膜(mo)(mo)管內的(de)流速(su)，達到沖(chong)洗膜(mo)(mo)的(de)目的(de)，它是反滲透主機的(de)一個(ge)重(zhong)要組(zu)成部分。


9、純水(shui)(shui)、濃水(shui)(shui)流量計(ji)—其(qi)作用是計(ji)量純水(shui)(shui)和濃水(shui)(shui)流量，計(ji)量單位(wei)為加侖/分鐘（GPM）或升/分鐘（LPM）。通過這兩個流量計(ji)，可(ke)以清楚地(di)掌握設備當時的(de)產(chan)水(shui)(shui)量和濃水(shui)(shui)流量，可(ke)以直觀地(di)觀看(kan)純水(shui)(shui)和濃水(shui)(shui)的(de)比例(li)，以利于我們按(an)要求比例(li)和產(chan)量調整系統狀況。


10、高壓(ya)(ya)泵(beng)前(qian)壓(ya)(ya)力(li)(li)表(biao)（0～10.5kg/cm2）—這塊表(biao)主要是顯示原(yuan)水進入高壓(ya)(ya)泵(beng)前(qian)的壓(ya)(ya)力(li)(li)。該表(biao)與微孔膜精濾(lv)器進水壓(ya)(ya)力(li)(li)表(biao)配合觀察，可以判斷精濾(lv)器過濾(lv)芯(xin)是否失效或是否該清洗。壓(ya)(ya)力(li)(li)差很大時，說明濾(lv)芯(xin)應該清洗，如清洗后仍達(da)不到要求，則應更換。


11、膜(mo)(mo)前(qian)和濃水(shui)壓(ya)力(li)表(biao)（0～28kg/cm2）—膜(mo)(mo)前(qian)壓(ya)力(li)表(biao)顯示水(shui)進入膜(mo)(mo)時(shi)的(de)水(shui)壓(ya)情況，濃水(shui)壓(ya)力(li)表(biao)顯示最后一根膜(mo)(mo)出口到濃水(shui)調節(jie)閥前(qian)的(de)壓(ya)力(li)。兩塊表(biao)配合觀察，可(ke)以知道壓(ya)差情況，這(zhe)一點在實(shi)際運(yun)行(xing)中是很(hen)重要的(de)。調整(zheng)運(yun)行(xing)參數(shu)時(shi)，應(ying)以膜(mo)(mo)壓(ya)力(li)表(biao)為依據調整(zheng)系統壓(ya)力(li)，尤其是當系統壓(ya)力(li)在上(shang)限(xian)時(shi)，且(qie)膜(mo)(mo)壓(ya)差大較大時(shi)，更應(ying)該注(zhu)意這(zhe)一點。


12、低壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)開(kai)關(guan)(guan)—低壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)開(kai)關(guan)(guan)的(de)功(gong)能是(shi)(shi)按系統工藝要求(qiu)而設置(zhi)(zhi)的(de)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)值(zhi)來控制主機運行或停止的(de)保(bao)險裝置(zhi)(zhi)。當進水(shui)供水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)低于系統設定(ding)值(zhi)時，壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)開(kai)關(guan)(guan)會自動(dong)將主機關(guan)(guan)閉(bi)，以避免高壓(ya)(ya)(ya)泵在缺水(shui)或無水(shui)時空轉，造成(cheng)泵的(de)損壞。該設備(bei)使用的(de)是(shi)(shi)內部已(yi)設置(zhi)(zhi)好參(can)數的(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)開(kai)關(guan)(guan)。它的(de)最低值(zhi)大致設置(zhi)(zhi)在0.35kg/cm2左右。


13、電(dian)(dian)(dian)器(qi)控(kong)制箱—反滲(shen)透主(zhu)機的(de)進水電(dian)(dian)(dian)磁(ci)閥(fa)、低壓(ya)壓(ya)力開(kai)關(guan)、沖(chong)洗電(dian)(dian)(dian)磁(ci)閥(fa)及高壓(ya)泵的(de)啟停，均(jun)由DDG403b微(wei)電(dian)(dian)(dian)腦控(kong)制器(qi)控(kong)制，控(kong)制器(qi)輸入電(dian)(dian)(dian)源220伏(fu)。電(dian)(dian)(dian)控(kong)箱設(she)有開(kai)關(guan)、熔斷器(qi)、微(wei)電(dian)(dian)(dian)腦控(kong)制器(qi)、接觸器(qi)、熱保護器(qi)及等元(yuan)器(qi)件。

                            圖片

14、低壓配電裝置

該裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)輸(shu)入電(dian)源380伏，輸(shu)出設有四個(ge)15安三(san)相(xiang)空氣開(kai)關(guan)及一個(ge)10安單相(xiang)空氣開(kai)關(guan)，構(gou)成(cheng)輸(shu)出電(dian)源380伏四個(ge)回路，分別對原水(shui)(shui)加壓(ya)(ya)泵、1#高(gao)壓(ya)(ya)泵、2#高(gao)壓(ya)(ya)泵及清洗泵供電(dian)。另一個(ge)回路220伏，對砂濾(lv)、碳濾(lv)及全(quan)自動軟(ruan)水(shui)(shui)器(qi)(qi)供電(dian)。為使(shi)原水(shui)(shui)加壓(ya)(ya)泵與反滲透主機同時啟動，低壓(ya)(ya)配電(dian)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)內(nei)設有接觸(chu)器(qi)(qi)和熱繼電(dian)器(qi)(qi)，用控制線連接反滲透主機啟動元器(qi)(qi)件。


純化水相關單位換算：

長(chang)度(du)：1英寸=2.54厘(li)米

壓力：0.1MPa=1kg=14.1psi

流量：1加侖=3.785升

電導(dao)率單位：μS/cm

電阻(zu)率單位(wei)：MΩ·CM

電導率=1/電阻率