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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:

溫度條件在1到45℃之間;

pH值(zhi)必(bi)須在2到11的范圍之內(nei);

有機物含(han)量(COD,mg/L)應該(gai)小(xiao)于1.5;

濁度(NTU)應(ying)該控制在1.0以下;

淤泥(ni)密度指數(shu)(SDI值)<4.0;

余氯含量<0.1mg/L(實際控制在0);

鐵含(han)量(mg/L):溶氧>5mg/L時,Fe<0.05;

二氧化(hua)硅(gui)含量(mg/L):濃(nong)水中SiO2<100;LSI:pHb-pHs<0;

Sr、Ba等易形成難(nan)溶鹽的離子:Ipb<0.8Ksp。

  后三(san)項通(tong)過添(tian)加阻(zu)垢劑可適當提高其值。

  若如果上述指標(biao)(biao)某一項或幾項不達標(biao)(biao)時,會(hui)對反滲透(tou)膜造成(cheng)以下影響:

1、RO反滲(shen)透膜受(shou)金屬氧化(hua)物污染;

2、膠體污染;

3、RO反滲透膜結(jie)垢;

4、懸(xuan)浮(fu)物污堵RO反滲(shen)透膜;

5、有機物(wu)及微生(sheng)物(wu)等污染(ran),導致出(chu)水(shui)COD升高(gao)。

進而(er)對整個反滲透裝置造成不良(liang)影響:

  降(jiang)低反(fan)滲(shen)透(tou)純凈水(shui)(shui)系統的產(chan)(chan)水(shui)(shui)量(liang);降(jiang)低反(fan)滲(shen)透(tou)純凈水(shui)(shui)系統的產(chan)(chan)水(shui)(shui)品質;增(zeng)加(jia)反(fan)滲(shen)透(tou)設備(bei)運行的能耗,包括(kuo)原水(shui)(shui)、電耗;增(zeng)加(jia)水(shui)(shui)處(chu)理的運行成本,包括(kuo)反(fan)滲(shen)透(tou)阻垢(gou)劑、樹脂(zhi)再生鹽、其他水(shui)(shui)處(chu)理藥(yao)劑等。

  反(fan)(fan)(fan)滲(shen)透預處理(li)(li)(li)在(zai)其中發揮著不(bu)(bu)可替代(dai)的作用(yong)。當預處理(li)(li)(li)沒有做好,反(fan)(fan)(fan)滲(shen)透進水水質嚴重不(bu)(bu)達標,且時間過長的情況下,會導(dao)致反(fan)(fan)(fan)滲(shen)透膜元件(jian)不(bu)(bu)可逆的物(wu)理(li)(li)(li)、化學(xue)損傷,大大縮短反(fan)(fan)(fan)滲(shen)透膜元件(jian)的使(shi)用(yong)壽命。

  反(fan)滲透預處理的目(mu)的是解決(jue)如(ru)下問題,以保證反(fan)滲透設備(bei)穩定運行和使用壽命。

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

  第二,防止(zhi)有機物(wu)質的污(wu)堵;

  第(di)三,防(fang)止微(wei)生物的污堵;

  第四,防止膠體(ti)物質及懸浮固體(ti)微粒污堵;

       第(di)五,保(bao)持反(fan)滲透裝(zhuang)置產水量穩定。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存原水(shui)(shui),用于(yu)沉淀(dian)水(shui)(shui)中的(de)(de)大泥沙(sha)顆粒及其它可沉淀(dian)物(wu)質。同時緩沖(chong)(chong)原水(shui)(shui)管中水(shui)(shui)壓(ya)(ya)不穩定(ding)對水(shui)(shui)處理(li)系(xi)統造成的(de)(de)沖(chong)(chong)擊。(如水(shui)(shui)壓(ya)(ya)過低或過高引起(qi)的(de)(de)壓(ya)(ya)力傳感(gan)的(de)(de)反應)。

原水泵

恒定系統供(gong)水壓力,穩定供(gong)水量。

多介質過濾器

采用多次過濾層(ceng)的(de)過濾器(qi),主要目的(de)是去除原水中(zhong)含(han)有的(de)泥沙、鐵(tie)銹、膠體物質、懸浮(fu)物等(deng)顆(ke)粒在20um以上(shang)的(de)物質,可選(xuan)用手動閥門控制(zhi)或者全自動控制(zhi)器(qi)進行反沖洗、正沖洗等(deng)一(yi)系列操(cao)作。保證設(she)備的(de)產水質量,延長設(she)備的(de)使用壽(shou)命。

活性炭過濾器

系(xi)統采用(yong)果(guo)殼(ke)活性炭(tan)過(guo)濾器,活性炭(tan)不但可吸附(fu)電解(jie)質離(li)子,還可進行(xing)離(li)子交換吸附(fu)。經(jing)活性炭(tan)吸附(fu)還可使高(gao)錳酸鉀(jia)耗氧(yang)量(liang)(COD)由(you)15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由(you)于吸附(fu)作用(yong)使表面被吸附(fu)復制的(de)濃(nong)度增加,因而還起到(dao)催(cui)化作用(yong)、去除(chu)水中的(de)色素、異味(wei)、大量(liang)生化有機物、降低水的(de)余氯值及(ji)農藥污染物和除(chu)去水中的(de)三鹵化物(THM)以及(ji)其它的(de)污染物。同時,設備具有自我維護系(xi)統,運行(xing)費用(yong)很低。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝置為了溶解固體(ti)(ti)形物的(de)濃縮排放和(he)淡水(shui)的(de)利(li)用,為防止濃水(shui)端特別是RO裝置最后一根膜(mo)(mo)組(zu)件濃水(shui)側出(chu)現(xian)CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的(de)濃度(du)積大于其(qi)平衡溶解度(du)常數而結晶(jing)(jing)析(xi)出(chu),損壞(huai)膜(mo)(mo)原件的(de)應(ying)有特性,在進入反(fan)滲透(tou)膜(mo)(mo)組(zu)件之(zhi)前(qian),應(ying)使用離子軟化裝置或投放適量的(de)阻垢劑阻止碳酸(suan)鹽,SiO2,硫酸(suan)鹽的(de)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)析(xi)出(chu).

精密過濾器

采(cai)用精密過濾(lv)(lv)器對進水中殘留的(de)懸浮物、非(fei)曲直粒物及膠體等(deng)物質去除(chu),使RO系統等(deng)后(hou)續設備運行(xing)更安全、更可靠。濾(lv)(lv)芯(xin)為(wei)5um熔(rong)噴濾(lv)(lv)芯(xin),目的(de)是把(ba)上級過濾(lv)(lv)單元漏掉的(de)大于(yu)5um的(de)雜質除(chu)去。防止其進入反滲透裝置損(sun)壞膜的(de)表面,從而損(sun)壞膜的(de)脫鹽性能。

反滲透系統

反滲(shen)(shen)透(tou)裝置是用足夠的(de)(de)(de)壓力使溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)劑(一般是水(shui)(shui))通(tong)過反滲(shen)(shen)透(tou)膜(或稱半透(tou)膜)而分(fen)離出來,因為這個(ge)過程(cheng)和(he)自然滲(shen)(shen)透(tou)的(de)(de)(de)方向相反,因此稱為反滲(shen)(shen)透(tou)。反滲(shen)(shen)透(tou)法(fa)(fa)能適應各類含鹽(yan)量的(de)(de)(de)原水(shui)(shui),尤其是在高(gao)含鹽(yan)量的(de)(de)(de)水(shui)(shui)處(chu)理工程(cheng)中(zhong),能獲得(de)很好的(de)(de)(de)技(ji)術經濟效益(yi)。反滲(shen)(shen)透(tou)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)脫鹽(yan)率(lv)提高(gao),回收率(lv)高(gao),運行穩定(ding),占地(di)面積小(xiao),操(cao)作簡便,反滲(shen)(shen)透(tou)設備在除鹽(yan)的(de)(de)(de)同時,也將大部分(fen)細(xi)菌、膠體及大分(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(sha)滅由二次污染產生的(de)細(xi)菌徹(che)底(di)保證成品(pin)水的(de)衛(wei)生指標.

原(yuan)水(shui) → 原(yuan)水(shui)箱 → 原(yuan)水(shui)泵 →多(duo)介質過濾(lv)(lv)器(qi) (石英砂過濾(lv)(lv)器(qi))→活性炭(tan)過濾(lv)(lv)器(qi) →軟水(shui)處(chu)理器(qi)(添加阻垢劑裝(zhuang)置(zhi)) → 精密過濾(lv)(lv)器(qi) → 高壓泵 → 一級反滲透(RO)裝(zhuang)置(zhi) →紫外線殺菌裝(zhuang)置(zhi)(臭氧殺菌裝(zhuang)置(zhi)) → 用水(shui)點(dian)

純化水設備各單元功能:

1.1 預處理設備

預處理設備由原水加壓泵、石英砂過濾器(qi)、活性碳過濾器(qi)、及全自動(dong)軟水器(qi)及精濾器(qi)五(wu)個單元組成。

1.1.1 原(yuan)水加壓泵

原水(shui)為(wei)自來(lai)水(shui)時,自來(lai)水(shui)壓(ya)力應大于石英(ying)砂過濾器、活性碳過濾器、全(quan)自動軟水(shui)器及精濾器的水(shui)流總阻力(水(shui)壓(ya)壓(ya)差),并能滿足(zu)進(jin)入反滲透主機水(shui)壓(ya)要求,因此需要設置加壓(ya)泵,以(yi)達到水(shui)壓(ya)要求。

1.1.2 石英砂過濾(lv)器

因為自來水(shui)的(de)(de)濁度(du)一(yi)般為3~5度(du),水(shui)中還含有少量的(de)(de)懸浮(fu)物和泥沙。因此需要設(she)置(zhi)石英(ying)砂過濾(lv)器,降低水(shui)的(de)(de)濁度(du)不超過1度(du),防止堵塞反滲透(tou)膜(mo)。

1.1.3 活性碳過濾(lv)器

主(zhu)要去除(chu)水中游離氯和有機物,防止游離氯氧化(hua)反滲透膜。同(tong)時還可去除(chu)水中異味,提高飲(yin)用純凈(jing)水口感(gan)。

1.1.4 全自動軟水器

當工藝(yi)水(shui)(shui)經(jing)過全(quan)自動(dong)鈉離子(zi)交換器時,水(shui)(shui)中(zhong)的(de)Ca2+、Mg2+等陽離子(zi)與交換劑中(zhong)的(de)Na+進行離子(zi)交換,降低水(shui)(shui)的(de)硬度,使水(shui)(shui)質得到軟化。

1.1.5 精濾(lv)器

該過(guo)濾(lv)器(qi)(qi)是(shi)自來(lai)水進(jin)入膜之前最后(hou)一(yi)道過(guo)濾(lv)裝置,它可以有效(xiao)的(de)去除(chu)砂(sha)濾(lv)器(qi)(qi)、碳(tan)(tan)濾(lv)器(qi)(qi)未去除(chu)干凈的(de)大于5μm的(de)物質,可以截流住(zhu)由(you)砂(sha)濾(lv)器(qi)(qi)、碳(tan)(tan)濾(lv)器(qi)(qi)流失的(de)碎砂(sha)及活性碳(tan)(tan)粉末等,從而(er)有效(xiao)的(de)保護RO膜不受(shou)或少受(shou)污染(ran)。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水條(tiao)件

反(fan)滲透主機應在(zai)以下進(jin)(jin)水條件(jian)下運行。檢查您的(de)(de)原水是(shi)(shi)否在(zai)此限度內是(shi)(shi)非常重要(yao)的(de)(de)。反(fan)滲透進(jin)(jin)水條件(jian)不符合(he)此標準將(jiang)會(hui)導致膜組元件(jian)的(de)(de)永久性不可(ke)恢復的(de)(de)污染和損壞。

最小(xiao)進水壓(ya)力:2.8KG/CM2

最小進水(shui)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(tie):<0.1mg/L

游離氯:<0.5mg/L

錳:<0.05mg/L

有機物:COD<1mg/L


反滲透膜(mo)的(de)進水(shui)要(yao)求(表二):


常(chang)用膜的品種與型式項目

卷式(醋(cu)酸纖(xian)維素(su)膜)

中空纖維式(芳香聚酰(xian)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高錳酸(suan)鉀法以O2計)

<1.5mg/L

<1.5mg/L

<1.5mg/L

游離氯(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)(de)額定(ding)產(chan)水(shui)(shui)量(liang)是在假(jia)設進水(shui)(shui)溫(wen)度(du)為(wei)25oC的(de)(de)情況(kuang)下設定(ding)的(de)(de)。反滲透系統的(de)(de)產(chan)水(shui)(shui)量(liang)隨(sui)進水(shui)(shui)水(shui)(shui)溫(wen)降(jiang)低而下降(jiang)。一般情況(kuang)下,水(shui)(shui)溫(wen)每降(jiang)低1oC,產(chan)水(shui)(shui)量(liang)將下降(jiang)3%。


2、部件名稱及作用

     高(gao)壓泵—高(gao)壓泵采用南(nan)方立式多級離心式高(gao)壓水泵,這是(shi)RO主機的(de)(de)一(yi)個重要組(zu)件(jian),它的(de)(de)作用是(shi)給RO膜(mo)輸送一(yi)定(ding)數量一(yi)定(ding)壓力的(de)(de)水源。使(shi)用中應保證(zheng)不(bu)得空轉,不(bu)得長期超負荷運行,經常按要求(qiu)排除空氣,應保證(zheng)電器部份的(de)(de)干(gan)燥。


3、高(gao)(gao)壓泵(beng)出水(shui)(shui)節流閥—安(an)裝在高(gao)(gao)壓泵(beng)后的不銹鋼截止閥,其主要作用是調(diao)節、控制RO膜(mo)進水(shui)(shui)流量,它和濃水(shui)(shui)調(diao)節閥配合(he)使用調(diao)整(zheng)膜(mo)管(guan)內壓力和供水(shui)(shui)量。開(kai)機時應(ying)其部分關閉(bi),待泵(beng)啟(qi)動(dong)后再(zai)慢(man)慢(man)打開(kai),開(kai)度要適中,而后再(zai)調(diao)整(zheng)各項指標。


4、RO膜殼(ke)—現采用的是不銹鋼膜殼(ke),安裝兩端(duan)的端(duan)頭時,應在橡膠(jiao)O型圈上(shang)涂上(shang)一層丙三(san)醇(甘油),這樣即方便拆卸,又可增(zeng)加密封(feng)(feng)性。維修時應謹防損壞(huai)密封(feng)(feng)圈。


5、RO膜—RO膜是反(fan)滲(shen)透(tou)主機的關鍵部件,對設(she)(she)備的產(chan)水量和(he)品質起著決定性(xing)作用(yong),本設(she)(she)備一級選用(yong)美國海德能ESPA4-4040低(di)壓復合膜,二(er)級選用(yong)陶(tao)式膜。


6、電導率(lv)儀—其主要作用是顯示設(she)備運行時純水的電導率(lv)情(qing)況,其計(ji)量單(dan)位為(wei)μs/cm。


7、濃水調節閥—該閥是反滲透主機的(de)一個(ge)重要元件,它(ta)的(de)主要作(zuo)用(yong)是調節膜(mo)管內壓(ya)力,達到調節純(chun)水和濃水比例的(de)目的(de)。它(ta)與高(gao)壓(ya)泵節流閥配合使用(yong),可(ke)更好的(de)調整(zheng)膜(mo)管內壓(ya)力、純(chun)水產量(liang)等。設備(bei)開啟前應將該閥門打開一定程度(du),以(yi)防備(bei)設備(bei)啟動時膜(mo)壓(ya)力突然(ran)升高(gao)超過極(ji)限。


8、膜(mo)沖洗電磁閥—其主要作用是(shi)定時開(kai)放,讓濃水大(da)流(liu)量(liang)通過,降低膜(mo)管內壓力,增加膜(mo)管內的流(liu)速,達(da)到沖洗膜(mo)的目的,它是(shi)反滲透主機的一個重要組(zu)成部分。


9、純水(shui)(shui)(shui)、濃(nong)水(shui)(shui)(shui)流量計(ji)—其作用是計(ji)量純水(shui)(shui)(shui)和濃(nong)水(shui)(shui)(shui)流量,計(ji)量單位為加侖/分鐘(GPM)或升/分鐘(LPM)。通過這(zhe)兩個流量計(ji),可以(yi)清楚(chu)地掌握設(she)備當時的產水(shui)(shui)(shui)量和濃(nong)水(shui)(shui)(shui)流量,可以(yi)直(zhi)觀地觀看純水(shui)(shui)(shui)和濃(nong)水(shui)(shui)(shui)的比例,以(yi)利于(yu)我們按要(yao)求(qiu)比例和產量調整系統狀況。


10、高(gao)壓(ya)(ya)泵前壓(ya)(ya)力(li)(li)表(0~10.5kg/cm2)—這塊(kuai)表主(zhu)要是顯示原(yuan)水(shui)進(jin)入高(gao)壓(ya)(ya)泵前的壓(ya)(ya)力(li)(li)。該(gai)(gai)表與微孔(kong)膜精濾器進(jin)水(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)表配合(he)觀察,可以判斷精濾器過濾芯(xin)是否(fou)失效或是否(fou)該(gai)(gai)清洗(xi)。壓(ya)(ya)力(li)(li)差很大時,說明濾芯(xin)應該(gai)(gai)清洗(xi),如清洗(xi)后仍達不到要求,則(ze)應更換。


11、膜(mo)前(qian)和濃(nong)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表(0~28kg/cm2)—膜(mo)前(qian)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表顯示(shi)水(shui)進入膜(mo)時(shi)的水(shui)壓(ya)(ya)(ya)情況(kuang),濃(nong)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表顯示(shi)最后(hou)一(yi)根膜(mo)出(chu)口到濃(nong)水(shui)調節(jie)閥前(qian)的壓(ya)(ya)(ya)力(li)。兩(liang)塊表配合觀察(cha),可以知道壓(ya)(ya)(ya)差情況(kuang),這一(yi)點(dian)在(zai)實際運行(xing)中是很重要的。調整(zheng)運行(xing)參數時(shi),應以膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表為依(yi)據調整(zheng)系(xi)統壓(ya)(ya)(ya)力(li),尤其是當(dang)系(xi)統壓(ya)(ya)(ya)力(li)在(zai)上限時(shi),且膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)差大(da)較大(da)時(shi),更應該注意這一(yi)點(dian)。


12、低(di)壓(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力開(kai)關—低(di)壓(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力開(kai)關的(de)(de)功(gong)能(neng)是按系統(tong)工藝要求而設(she)置(zhi)的(de)(de)水壓(ya)(ya)(ya)(ya)值來控制主機(ji)運行(xing)或停止的(de)(de)保(bao)險裝置(zhi)。當(dang)進水供水壓(ya)(ya)(ya)(ya)力低(di)于系統(tong)設(she)定值時,壓(ya)(ya)(ya)(ya)力開(kai)關會自動將主機(ji)關閉,以避免高壓(ya)(ya)(ya)(ya)泵(beng)在缺水或無水時空轉,造成泵(beng)的(de)(de)損壞。該設(she)備(bei)使用(yong)的(de)(de)是內(nei)部已設(she)置(zhi)好參數(shu)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力開(kai)關。它的(de)(de)最低(di)值大致設(she)置(zhi)在0.35kg/cm2左右。


13、電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)控(kong)制箱—反滲(shen)透主(zhu)機(ji)的進(jin)水電(dian)(dian)(dian)磁閥(fa)、低壓壓力開(kai)關、沖洗(xi)電(dian)(dian)(dian)磁閥(fa)及高(gao)壓泵的啟停,均由DDG403b微(wei)電(dian)(dian)(dian)腦(nao)控(kong)制器(qi)(qi)控(kong)制,控(kong)制器(qi)(qi)輸入(ru)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)220伏。電(dian)(dian)(dian)控(kong)箱設有(you)開(kai)關、熔斷(duan)器(qi)(qi)、微(wei)電(dian)(dian)(dian)腦(nao)控(kong)制器(qi)(qi)、接觸器(qi)(qi)、熱保(bao)護器(qi)(qi)及等元器(qi)(qi)件。

                            圖片

14、低壓配電裝置

該裝(zhuang)置(zhi)輸入電(dian)源380伏(fu)(fu),輸出(chu)設(she)有四個(ge)(ge)15安三(san)相空氣開關及一(yi)個(ge)(ge)10安單(dan)相空氣開關,構成輸出(chu)電(dian)源380伏(fu)(fu)四個(ge)(ge)回路,分別對原(yuan)水加(jia)壓泵(beng)、1#高(gao)(gao)壓泵(beng)、2#高(gao)(gao)壓泵(beng)及清洗泵(beng)供電(dian)。另(ling)一(yi)個(ge)(ge)回路220伏(fu)(fu),對砂濾、碳(tan)濾及全(quan)自動軟水器(qi)供電(dian)。為使原(yuan)水加(jia)壓泵(beng)與(yu)反滲透主(zhu)機(ji)(ji)同(tong)時啟(qi)動,低壓配電(dian)裝(zhuang)置(zhi)內設(she)有接(jie)觸器(qi)和熱(re)繼電(dian)器(qi),用控制線連接(jie)反滲透主(zhu)機(ji)(ji)啟(qi)動元器(qi)件(jian)。



純化水相關單位換算:

長度:1英(ying)寸=2.54厘米(mi)

壓力:0.1MPa=1kg=14.1psi

流量:1加侖=3.785升

電導率單位:μS/cm

電阻率(lv)單(dan)位:MΩ·CM

電導率=1/電阻率