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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

2023-05-29

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:

溫度(du)條件在(zai)1到45℃之間;

pH值必須在2到(dao)11的范圍之(zhi)內(nei);

有機物含量(COD,mg/L)應該小于1.5;

濁度(du)(NTU)應該控制在1.0以下(xia);

淤泥密度(du)指數(SDI值)<4.0;

余氯含量(liang)<0.1mg/L(實際控制在0);

鐵含量(mg/L):溶氧(yang)>5mg/L時,Fe<0.05;

二(er)氧(yang)化(hua)硅含量(mg/L):濃水中SiO2<100;LSI:pHb-pHs<0;

Sr、Ba等(deng)易形成難溶鹽的離子:Ipb<0.8Ksp。

  后三項通過(guo)添加阻(zu)垢劑可適當(dang)提(ti)高其值(zhi)。

  若如(ru)果(guo)上述指標某一(yi)項(xiang)或幾項(xiang)不達標時(shi),會對反滲透(tou)膜造成(cheng)以下影響:

1、RO反滲透膜受(shou)金屬氧(yang)化物污染;

2、膠體污染;

3、RO反(fan)滲透膜結垢;

4、懸浮物污堵RO反滲透膜;

5、有機物(wu)及微生物(wu)等污(wu)染,導致出水COD升高。

進(jin)而(er)對(dui)整個反滲透裝置造(zao)成不良影(ying)響:

  降(jiang)低反(fan)滲透純凈水系統的產水量;降(jiang)低反(fan)滲透純凈水系統的產水品質;增(zeng)加反(fan)滲透設備運行的能耗,包(bao)括原(yuan)水、電耗;增(zeng)加水處理(li)的運行成(cheng)本,包(bao)括反(fan)滲透阻垢劑、樹(shu)脂(zhi)再生鹽、其他水處理(li)藥劑等。

  反(fan)滲(shen)透(tou)預處理在其(qi)中發揮(hui)著不(bu)可(ke)替代的(de)作(zuo)用(yong)。當(dang)預處理沒有做好,反(fan)滲(shen)透(tou)進水水質嚴(yan)重(zhong)不(bu)達標,且時間過長的(de)情況下(xia),會(hui)導致反(fan)滲(shen)透(tou)膜元件(jian)不(bu)可(ke)逆的(de)物理、化(hua)學損(sun)傷(shang),大(da)大(da)縮短(duan)反(fan)滲(shen)透(tou)膜元件(jian)的(de)使用(yong)壽命。

  反滲透預處理的目的是解(jie)決如下(xia)問題,以保(bao)證反滲透設備穩定運行和使用壽(shou)命。

  第一,防止膜面結垢(包(bao)括(kuo)CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧(yang)化物等(deng));

  第二(er),防(fang)止有機物質的污堵(du);

  第三,防(fang)止微生物的污堵;

  第(di)四,防止膠(jiao)體(ti)物質及懸浮固體(ti)微粒(li)污堵;

       ;第五(wu),保持反滲透裝置(zhi)產水量穩(wen)定。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存(cun)原水(shui),用于沉淀(dian)水(shui)中(zhong)的大泥沙顆粒及其它可沉淀(dian)物質。同時緩沖原水(shui)管中(zhong)水(shui)壓(ya)不穩定對水(shui)處理系(xi)統造(zao)成的沖擊。(如水(shui)壓(ya)過(guo)低或過(guo)高引起的壓(ya)力傳感的反應)。

原水泵

恒定(ding)系統(tong)供水壓力,穩定(ding)供水量。

多介質過濾器

采用多(duo)次過(guo)濾層的(de)過(guo)濾器,主要目的(de)是去除(chu)原水中(zhong)含有的(de)泥沙(sha)、鐵銹、膠體物質(zhi)(zhi)、懸浮物等顆粒(li)在20um以上(shang)的(de)物質(zhi)(zhi),可選用手動(dong)閥門控制或(huo)者全自動(dong)控制器進(jin)行反沖洗、正(zheng)沖洗等一(yi)系列操作。保證設備(bei)的(de)產水質(zhi)(zhi)量,延長設備(bei)的(de)使用壽命(ming)。

活性炭過濾器

系統(tong)采用果殼活性(xing)(xing)炭(tan)過濾器,活性(xing)(xing)炭(tan)不但可(ke)(ke)吸(xi)附電解質離(li)子,還(huan)可(ke)(ke)進行(xing)離(li)子交換(huan)吸(xi)附。經(jing)活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附還(huan)可(ke)(ke)使(shi)高錳酸鉀耗氧量(liang)(COD)由(you)15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由(you)于(yu)吸(xi)附作用使(shi)表面被吸(xi)附復(fu)制的(de)濃度(du)增加,因而還(huan)起到催化(hua)作用、去除水中(zhong)的(de)色素、異味、大(da)量(liang)生化(hua)有機物、降低(di)水的(de)余氯值及農藥污(wu)染(ran)物和除去水中(zhong)的(de)三鹵化(hua)物(THM)以及其(qi)它的(de)污(wu)染(ran)物。同(tong)時,設備(bei)具有自我(wo)維護系統(tong),運行(xing)費用很低(di)。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝(zhuang)置(zhi)為了(le)溶解固(gu)體(ti)(ti)形物的濃(nong)縮排放和淡水的利用,為防止(zhi)(zhi)濃(nong)水端特別是(shi)RO裝(zhuang)置(zhi)最后一根膜(mo)組(zu)(zu)件(jian)濃(nong)水側(ce)出(chu)(chu)現(xian)CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的濃(nong)度積大于其平衡溶解度常數而結晶析出(chu)(chu),損壞(huai)膜(mo)原件(jian)的應(ying)(ying)有特性,在進入反滲透膜(mo)組(zu)(zu)件(jian)之前,應(ying)(ying)使用離(li)子軟(ruan)化裝(zhuang)置(zhi)或投放適(shi)量的阻垢劑(ji)阻止(zhi)(zhi)碳酸鹽,SiO2,硫酸鹽的晶體(ti)(ti)析出(chu)(chu).

精密過濾器

采用(yong)精密過濾(lv)(lv)器對進(jin)(jin)水中殘留(liu)的(de)懸浮物、非曲直粒物及膠體等物質去除,使RO系(xi)統等后續設(she)備運行更安(an)全、更可靠(kao)。濾(lv)(lv)芯為(wei)5um熔噴濾(lv)(lv)芯,目的(de)是(shi)把(ba)上(shang)級過濾(lv)(lv)單元(yuan)漏掉的(de)大于(yu)5um的(de)雜質除去。防止其進(jin)(jin)入反滲透裝置損壞膜(mo)的(de)表面,從而損壞膜(mo)的(de)脫(tuo)鹽性能。

反滲透系統

反滲透(tou)(tou)(tou)裝置是(shi)用(yong)足夠的(de)(de)(de)壓力使溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)劑(ji)(一般是(shi)水)通過反滲透(tou)(tou)(tou)膜(或稱(cheng)(cheng)半透(tou)(tou)(tou)膜)而分(fen)離出來,因(yin)為這個過程(cheng)(cheng)和自(zi)然滲透(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)方向相反,因(yin)此(ci)稱(cheng)(cheng)為反滲透(tou)(tou)(tou)。反滲透(tou)(tou)(tou)法能適應(ying)各類含鹽(yan)量(liang)的(de)(de)(de)原水,尤其是(shi)在(zai)高(gao)含鹽(yan)量(liang)的(de)(de)(de)水處理工程(cheng)(cheng)中(zhong),能獲得很好的(de)(de)(de)技術(shu)經濟效益。反滲透(tou)(tou)(tou)法的(de)(de)(de)脫鹽(yan)率(lv)提高(gao),回收率(lv)高(gao),運(yun)行穩定(ding),占地面積小,操作簡(jian)便,反滲透(tou)(tou)(tou)設備在(zai)除鹽(yan)的(de)(de)(de)同(tong)時,也將大部分(fen)細(xi)菌、膠體及大分(fen)子量(liang)的(de)(de)(de)有(you)機(ji)物去除。

臭氧殺菌器/紫外線殺菌器(可選)

殺滅(mie)由二次污染(ran)產生(sheng)的細菌徹(che)底保證成品水的衛(wei)生(sheng)指標(biao).

原(yuan)水(shui)(shui) → 原(yuan)水(shui)(shui)箱 → 原(yuan)水(shui)(shui)泵 →多介質過濾(lv)(lv)(lv)器(qi) (石英(ying)砂過濾(lv)(lv)(lv)器(qi))→活性(xing)炭過濾(lv)(lv)(lv)器(qi) →軟水(shui)(shui)處(chu)理器(qi)(添加阻垢劑裝(zhuang)置(zhi)) → 精密過濾(lv)(lv)(lv)器(qi) → 高(gao)壓(ya)泵 → 一級反滲透(tou)(RO)裝(zhuang)置(zhi) →紫(zi)外線殺(sha)菌(jun)裝(zhuang)置(zhi)(臭氧殺(sha)菌(jun)裝(zhuang)置(zhi)) → 用水(shui)(shui)點

純化水設備各單元功能:

1.1 預處理設備

預處理(li)設備由原水(shui)加壓泵、石英砂過(guo)濾器、活(huo)性碳過(guo)濾器、及全自動軟水(shui)器及精濾器五(wu)個單元組成。

1.1.1 原水加壓(ya)泵

原(yuan)水(shui)為自(zi)來水(shui)時,自(zi)來水(shui)壓(ya)力應大于石英砂過(guo)濾器(qi)(qi)、活性碳過(guo)濾器(qi)(qi)、全自(zi)動軟水(shui)器(qi)(qi)及精濾器(qi)(qi)的水(shui)流(liu)總阻(zu)力(水(shui)壓(ya)壓(ya)差),并能(neng)滿足進(jin)入反滲透(tou)主機水(shui)壓(ya)要(yao)求(qiu),因此需要(yao)設置加壓(ya)泵,以達到水(shui)壓(ya)要(yao)求(qiu)。

1.1.2 石(shi)英砂過(guo)濾器

因(yin)為自來水的(de)濁(zhuo)(zhuo)度(du)一般為3~5度(du),水中還含有少量的(de)懸浮物和泥沙。因(yin)此需要設(she)置石英砂過濾(lv)器,降低(di)水的(de)濁(zhuo)(zhuo)度(du)不超過1度(du),防止堵塞反滲透(tou)膜(mo)。

1.1.3 活性(xing)碳過濾器

主(zhu)要去除水中游離氯和有(you)機物,防止游離氯氧化反滲透(tou)膜(mo)。同(tong)時還可去除水中異味(wei),提高飲用純(chun)凈水口感。

1.1.4 全自動(dong)軟水器

當工藝水(shui)經過全自動鈉(na)離(li)子交(jiao)換(huan)(huan)器時(shi),水(shui)中(zhong)的(de)Ca2+、Mg2+等(deng)陽離(li)子與交(jiao)換(huan)(huan)劑中(zhong)的(de)Na+進行離(li)子交(jiao)換(huan)(huan),降低水(shui)的(de)硬度(du),使(shi)水(shui)質得到軟化。

1.1.5 精濾(lv)器(qi)

該過濾(lv)器(qi)是自來(lai)水進入膜之前最后(hou)一道過濾(lv)裝置,它可(ke)以有效(xiao)(xiao)的(de)去除砂濾(lv)器(qi)、碳濾(lv)器(qi)未去除干凈的(de)大于5μm的(de)物質(zhi),可(ke)以截(jie)流住(zhu)由砂濾(lv)器(qi)、碳濾(lv)器(qi)流失(shi)的(de)碎砂及活(huo)性碳粉末等(deng),從(cong)而有效(xiao)(xiao)的(de)保護RO膜不受或少(shao)受污染。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水(shui)條件

反滲透主機應在以下(xia)進水(shui)(shui)條(tiao)件下(xia)運行。檢查您的原(yuan)水(shui)(shui)是否在此(ci)限(xian)度內是非常重要的。反滲透進水(shui)(shui)條(tiao)件不符(fu)合此(ci)標(biao)準將會(hui)導致膜組元件的永久性不可恢(hui)復的污染和損壞(huai)。

最小進水壓力: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(zong)溶解(jie)性固體含量(liang):TDS<1000mg/L

鐵:<0.1mg/L

游離(li)氯(lv):<0.5mg/L

錳:<0.05mg/L

有機物:COD<1mg/L


反滲透膜的進水要求(表二):


常用膜(mo)的(de)品種與型式(shi)項目(mu)

卷(juan)式(醋酸纖(xian)維素(su)膜(mo))

中空纖維式(芳(fang)香聚(ju)酰胺)

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高錳酸鉀法(fa)以(yi)O2計)

<1.5mg/L

<1.5mg/L

<1.5mg/L

游離(li)氯(以(yi)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)額定產(chan)水(shui)量是在假設進水(shui)溫(wen)度為(wei)25oC的(de)情況下(xia)(xia)設定的(de)。反滲透系統(tong)的(de)產(chan)水(shui)量隨進水(shui)水(shui)溫(wen)降(jiang)低(di)而下(xia)(xia)降(jiang)。一(yi)般情況下(xia)(xia),水(shui)溫(wen)每降(jiang)低(di)1oC,產(chan)水(shui)量將下(xia)(xia)降(jiang)3%。


2、部件名稱及作用

     高(gao)壓(ya)泵(beng)—高(gao)壓(ya)泵(beng)采用(yong)南方立(li)式多級(ji)離心式高(gao)壓(ya)水泵(beng),這是RO主(zhu)機的一個重要組(zu)件,它(ta)的作(zuo)用(yong)是給RO膜(mo)輸送一定(ding)數量一定(ding)壓(ya)力的水源。使用(yong)中應保證不得(de)(de)空轉,不得(de)(de)長期超負荷(he)運行,經常按要求排除空氣,應保證電器(qi)部份(fen)的干燥。


3、高壓(ya)(ya)泵出水節流閥—安(an)裝在(zai)高壓(ya)(ya)泵后(hou)的不銹鋼(gang)截止閥,其主要作用是調節、控制RO膜進水流量(liang),它(ta)和(he)濃水調節閥配合使(shi)用調整膜管內壓(ya)(ya)力(li)和(he)供(gong)水量(liang)。開機(ji)時(shi)應其部分關(guan)閉,待泵啟(qi)動后(hou)再慢慢打開,開度要適中,而后(hou)再調整各項指標(biao)。


4、RO膜(mo)殼—現(xian)采用的是不銹(xiu)鋼膜(mo)殼,安裝兩(liang)端的端頭時,應(ying)在(zai)橡膠O型圈(quan)上(shang)涂(tu)上(shang)一層丙三醇(chun)(甘(gan)油),這(zhe)樣即方(fang)便拆卸,又可增加(jia)密封性。維(wei)修時應(ying)謹防損壞密封圈(quan)。


5、RO膜(mo)(mo)—RO膜(mo)(mo)是反滲透主機的(de)關鍵部件,對設備的(de)產水量和(he)品質起(qi)著決定性作用,本設備一級選用美(mei)國海德能ESPA4-4040低壓復合(he)膜(mo)(mo),二級選用陶式膜(mo)(mo)。


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


7、濃水調節(jie)(jie)閥—該閥是(shi)反滲透主機的(de)(de)(de)一個(ge)重要元件,它(ta)的(de)(de)(de)主要作用(yong)是(shi)調節(jie)(jie)膜(mo)管(guan)內壓(ya)力,達到調節(jie)(jie)純(chun)水和濃水比例(li)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)。它(ta)與(yu)高壓(ya)泵節(jie)(jie)流(liu)閥配合使用(yong),可更好的(de)(de)(de)調整(zheng)膜(mo)管(guan)內壓(ya)力、純(chun)水產量(liang)等。設備開啟(qi)前應(ying)將該閥門打開一定程度,以(yi)防備設備啟(qi)動時膜(mo)壓(ya)力突然升高超過極限。


8、膜沖洗電磁閥(fa)—其(qi)主要作用(yong)是定時開(kai)放,讓(rang)濃水大流(liu)量(liang)通(tong)過(guo),降低膜管內壓力(li),增加(jia)膜管內的(de)(de)流(liu)速,達到沖洗膜的(de)(de)目的(de)(de),它是反滲(shen)透主機的(de)(de)一個重要組成部(bu)分。


9、純(chun)水(shui)、濃水(shui)流量(liang)(liang)(liang)計(ji)—其作(zuo)用(yong)是(shi)計(ji)量(liang)(liang)(liang)純(chun)水(shui)和(he)濃水(shui)流量(liang)(liang)(liang),計(ji)量(liang)(liang)(liang)單位為加侖(lun)/分鐘(GPM)或升(sheng)/分鐘(LPM)。通過這兩個流量(liang)(liang)(liang)計(ji),可以(yi)(yi)清楚地掌握設備當時的產水(shui)量(liang)(liang)(liang)和(he)濃水(shui)流量(liang)(liang)(liang),可以(yi)(yi)直觀(guan)地觀(guan)看純(chun)水(shui)和(he)濃水(shui)的比(bi)例(li),以(yi)(yi)利于我們(men)按要求比(bi)例(li)和(he)產量(liang)(liang)(liang)調(diao)整系統(tong)狀況。


10、高壓泵前(qian)壓力(li)表(0~10.5kg/cm2)—這塊表主要是顯示原水(shui)進(jin)入高壓泵前(qian)的壓力(li)。該(gai)表與微(wei)孔膜(mo)精(jing)濾(lv)器(qi)進(jin)水(shui)壓力(li)表配(pei)合觀察(cha),可以判斷精(jing)濾(lv)器(qi)過濾(lv)芯(xin)是否失(shi)效(xiao)或(huo)是否該(gai)清洗。壓力(li)差(cha)很大時(shi),說明濾(lv)芯(xin)應該(gai)清洗,如清洗后仍達不(bu)到要求(qiu),則應更換。


11、膜前(qian)和濃(nong)(nong)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表(0~28kg/cm2)—膜前(qian)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表顯示水(shui)進入(ru)膜時的(de)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)情況,濃(nong)(nong)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表顯示最后一根(gen)膜出口到濃(nong)(nong)水(shui)調(diao)節閥前(qian)的(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)。兩塊表配合觀察,可以(yi)(yi)知道壓(ya)(ya)(ya)差(cha)情況,這一點在(zai)實際(ji)運(yun)行中是(shi)很重(zhong)要的(de)。調(diao)整(zheng)運(yun)行參數(shu)時,應以(yi)(yi)膜壓(ya)(ya)(ya)力(li)表為依據調(diao)整(zheng)系統(tong)壓(ya)(ya)(ya)力(li),尤(you)其是(shi)當系統(tong)壓(ya)(ya)(ya)力(li)在(zai)上限時,且(qie)膜壓(ya)(ya)(ya)差(cha)大較大時,更應該(gai)注意這一點。


12、低(di)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)開(kai)關(guan)—低(di)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)開(kai)關(guan)的(de)(de)功能是(shi)按系(xi)統工藝要求而設置的(de)(de)水(shui)(shui)壓(ya)(ya)值(zhi)來(lai)控制主(zhu)機運行或(huo)停止的(de)(de)保險裝(zhuang)置。當(dang)進水(shui)(shui)供水(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)低(di)于系(xi)統設定(ding)值(zhi)時,壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)開(kai)關(guan)會(hui)自動將主(zhu)機關(guan)閉,以避免高壓(ya)(ya)泵在缺水(shui)(shui)或(huo)無水(shui)(shui)時空轉,造成(cheng)泵的(de)(de)損壞。該設備(bei)使用的(de)(de)是(shi)內部已設置好參數的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)開(kai)關(guan)。它的(de)(de)最低(di)值(zhi)大致設置在0.35kg/cm2左右(you)。


13、電(dian)器控(kong)制(zhi)箱—反(fan)滲透(tou)主機(ji)的進水電(dian)磁(ci)閥、低壓(ya)壓(ya)力開(kai)關、沖洗(xi)電(dian)磁(ci)閥及(ji)高壓(ya)泵的啟停,均由DDG403b微電(dian)腦控(kong)制(zhi)器控(kong)制(zhi),控(kong)制(zhi)器輸入電(dian)源220伏。電(dian)控(kong)箱設有開(kai)關、熔斷器、微電(dian)腦控(kong)制(zhi)器、接觸(chu)器、熱保(bao)護器及(ji)等元器件。

圖片

14、低壓配電裝置

該裝(zhuang)置輸入電(dian)源380伏(fu)(fu),輸出設有四(si)個15安三相空氣開關(guan)及(ji)一個10安單相空氣開關(guan),構成(cheng)輸出電(dian)源380伏(fu)(fu)四(si)個回路,分(fen)別對原(yuan)(yuan)水加壓(ya)(ya)泵、1#高(gao)壓(ya)(ya)泵、2#高(gao)壓(ya)(ya)泵及(ji)清洗泵供電(dian)。另一個回路220伏(fu)(fu),對砂濾(lv)、碳濾(lv)及(ji)全自動(dong)軟水器(qi)供電(dian)。為使原(yuan)(yuan)水加壓(ya)(ya)泵與反滲(shen)(shen)透(tou)主機同(tong)時啟(qi)動(dong),低壓(ya)(ya)配電(dian)裝(zhuang)置內設有接(jie)觸器(qi)和熱繼(ji)電(dian)器(qi),用控制線連(lian)接(jie)反滲(shen)(shen)透(tou)主機啟(qi)動(dong)元器(qi)件。



純化水相關單位換算:

長度:1英寸=2.54厘米

壓力:0.1MPa=1kg=14.1psi

流(liu)量:1加(jia)侖=3.785升

電導(dao)率單(dan)位:μS/cm

電阻率(lv)單位:MΩ·CM

電導率=1/電阻率