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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:

溫度條(tiao)件在1到45℃之間(jian);

pH值必須在2到(dao)11的范(fan)圍之內;

有(you)機物含量(COD,mg/L)應(ying)該小于1.5;

濁(zhuo)度(NTU)應該控(kong)制(zhi)在1.0以下(xia);

淤泥密度指(zhi)數(SDI值)<4.0;

余氯(lv)含量(liang)<0.1mg/L(實際控制在0);

鐵(tie)含量(liang)(mg/L):溶氧(yang)>5mg/L時,Fe<0.05;

二氧化硅含量(mg/L):濃水(shui)中(zhong)SiO2<100;LSI:pHb-pHs<0;

Sr、Ba等易形成難溶鹽的(de)離子(zi):Ipb<0.8Ksp。

  后三項通(tong)過添加阻垢劑(ji)可適當提高其(qi)值。

  若如(ru)果上述指標某(mou)一項或幾(ji)項不達標時,會(hui)對反滲透(tou)膜(mo)造成以下影響:

1、RO反滲透(tou)膜受(shou)金屬氧化物污(wu)染(ran);

2、膠體污染;

3、RO反滲透膜結(jie)垢;

4、懸浮物污堵RO反滲(shen)透膜;

5、有機物(wu)及微生(sheng)物(wu)等(deng)污染(ran),導致出水COD升(sheng)高。

進而對整個反滲透裝置造成(cheng)不良(liang)影響:

  降低反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)純凈(jing)水(shui)系統的產水(shui)量;降低反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)純凈(jing)水(shui)系統的產水(shui)品質;增加(jia)反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)設備運(yun)行(xing)(xing)的能耗(hao),包括原水(shui)、電耗(hao);增加(jia)水(shui)處(chu)(chu)理的運(yun)行(xing)(xing)成本,包括反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)阻垢(gou)劑、樹脂再生(sheng)鹽、其他水(shui)處(chu)(chu)理藥劑等。

  反滲透(tou)(tou)(tou)預(yu)(yu)處(chu)理在其(qi)中發揮著(zhu)不可替代的作用。當預(yu)(yu)處(chu)理沒有做好,反滲透(tou)(tou)(tou)進(jin)水水質嚴重不達標,且時(shi)間過長(chang)的情況下,會導致(zhi)反滲透(tou)(tou)(tou)膜元件(jian)不可逆的物(wu)理、化學損傷,大(da)大(da)縮短(duan)反滲透(tou)(tou)(tou)膜元件(jian)的使用壽命。

  反(fan)滲(shen)透預處理的目的是解決如(ru)下問題,以保證反(fan)滲(shen)透設備穩定(ding)運行和使用(yong)壽命(ming)。

  第一,防止膜面結垢(gou)(包括(kuo)CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁(lv)氧化物等);

  第二,防止(zhi)有機物(wu)質(zhi)的(de)污堵;

  第三,防止微(wei)生物的(de)污堵;

  第四,防止膠體(ti)物質(zhi)及懸浮(fu)固(gu)體(ti)微粒污堵;

       第(di)五,保持反(fan)滲透裝(zhuang)置(zhi)產(chan)水(shui)量穩定(ding)。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存原水,用于沉淀水中(zhong)的(de)大(da)泥沙(sha)顆粒及其它可沉淀物質(zhi)。同時(shi)緩沖原水管(guan)中(zhong)水壓不穩(wen)定對水處理系統(tong)造(zao)成的(de)沖擊。(如水壓過低或過高引(yin)起的(de)壓力傳感的(de)反應)。

原水泵

恒(heng)定(ding)(ding)系統供水(shui)壓力,穩定(ding)(ding)供水(shui)量。

多介質過濾器

采用多次過(guo)濾層的(de)過(guo)濾器(qi)(qi),主要目的(de)是去除(chu)原(yuan)水(shui)(shui)中(zhong)含有的(de)泥沙、鐵銹、膠體物(wu)質(zhi)(zhi)、懸浮物(wu)等顆粒在20um以上的(de)物(wu)質(zhi)(zhi),可選用手動(dong)閥門控制或者全自(zi)動(dong)控制器(qi)(qi)進行反(fan)沖洗、正沖洗等一(yi)系列操作。保證(zheng)設備(bei)的(de)產(chan)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)量(liang),延(yan)長(chang)設備(bei)的(de)使用壽命(ming)。

活性炭過濾器

系(xi)統采用果殼活(huo)性(xing)炭過濾器,活(huo)性(xing)炭不但可(ke)(ke)吸(xi)(xi)附(fu)電解質(zhi)離(li)子,還可(ke)(ke)進行(xing)離(li)子交換吸(xi)(xi)附(fu)。經活(huo)性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)還可(ke)(ke)使(shi)高錳酸鉀耗(hao)氧(yang)量(COD)由15mg/L(O2)降(jiang)至2~7mg/L(O2),此(ci)外,由于吸(xi)(xi)附(fu)作用使(shi)表(biao)面被吸(xi)(xi)附(fu)復制的濃度增(zeng)加,因而還起到催化(hua)作用、去除水中的色素、異味(wei)、大量生化(hua)有(you)機物(wu)(wu)、降(jiang)低(di)水的余(yu)氯值及農藥污染物(wu)(wu)和除去水中的三鹵化(hua)物(wu)(wu)(THM)以及其它的污染物(wu)(wu)。同(tong)時,設(she)備具有(you)自(zi)我(wo)維護系(xi)統,運行(xing)費用很低(di)。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝(zhuang)置(zhi)為了溶(rong)解(jie)固體(ti)形物的(de)濃(nong)縮(suo)排放和淡水(shui)的(de)利用,為防止濃(nong)水(shui)端(duan)特(te)別是(shi)RO裝(zhuang)置(zhi)最(zui)后一根(gen)膜(mo)組件濃(nong)水(shui)側出現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的(de)濃(nong)度積大于其平(ping)衡溶(rong)解(jie)度常(chang)數而結晶析出,損(sun)壞(huai)膜(mo)原件的(de)應(ying)(ying)有特(te)性,在進入(ru)反滲透膜(mo)組件之前(qian),應(ying)(ying)使用離(li)子軟化裝(zhuang)置(zhi)或投放適(shi)量的(de)阻垢(gou)劑阻止碳酸鹽(yan),SiO2,硫酸鹽(yan)的(de)晶體(ti)析出.

精密過濾器

采用精密(mi)過(guo)濾器對進水中殘留的懸浮物、非曲直(zhi)粒物及膠體等(deng)物質去(qu)除(chu),使RO系統等(deng)后續設備運行(xing)更安全、更可靠。濾芯為5um熔噴濾芯,目的是(shi)把上級過(guo)濾單元漏掉的大于5um的雜質除(chu)去(qu)。防止其進入反(fan)滲透(tou)裝(zhuang)置損(sun)壞(huai)(huai)膜(mo)的表面,從而損(sun)壞(huai)(huai)膜(mo)的脫鹽性能。

反滲透系統

反滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)裝(zhuang)置是用足夠的(de)(de)(de)(de)(de)壓力(li)使溶(rong)液中的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)劑(一般(ban)是水(shui))通過反滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)膜(或稱(cheng)半透(tou)(tou)(tou)膜)而分離出來,因為這個過程(cheng)和自(zi)然滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)方向(xiang)相反,因此稱(cheng)為反滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)。反滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)法能適應(ying)各類含鹽(yan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)水(shui),尤(you)其是在(zai)高含鹽(yan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)處理工(gong)程(cheng)中,能獲得很好的(de)(de)(de)(de)(de)技術經濟效益。反滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)法的(de)(de)(de)(de)(de)脫鹽(yan)率(lv)提(ti)高,回(hui)收(shou)率(lv)高,運行穩定(ding),占地面積小,操(cao)作(zuo)簡便(bian),反滲(shen)(shen)透(tou)(tou)(tou)設備在(zai)除鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)同時,也將大(da)部分細菌(jun)、膠體及大(da)分子(zi)量(liang)的(de)(de)(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(wu)染產(chan)生(sheng)的細菌徹底保證成品水的衛(wei)生(sheng)指標.

原(yuan)水(shui) → 原(yuan)水(shui)箱 → 原(yuan)水(shui)泵(beng) →多介質過濾器 (石英砂過濾器)→活性炭(tan)過濾器 →軟水(shui)處理器(添加阻(zu)垢劑裝置) → 精(jing)密(mi)過濾器 → 高壓(ya)泵(beng) ;→ 一(yi)級反滲(shen)透(tou)(RO)裝置 →紫外線殺(sha)菌裝置(臭氧殺(sha)菌裝置) → 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(li)設備(bei)由原(yuan)水(shui)加壓泵、石英砂過濾器(qi)、活性碳過濾器(qi)、及(ji)(ji)全自動軟水(shui)器(qi)及(ji)(ji)精(jing)濾器(qi)五(wu)個單元組(zu)成。

1.1.1 原水(shui)加壓(ya)泵

原水(shui)(shui)為自來水(shui)(shui)時,自來水(shui)(shui)壓(ya)力(li)應大于(yu)石英(ying)砂過濾(lv)器(qi)、活性碳過濾(lv)器(qi)、全自動軟水(shui)(shui)器(qi)及精濾(lv)器(qi)的水(shui)(shui)流總(zong)阻力(li)(水(shui)(shui)壓(ya)壓(ya)差),并能(neng)滿(man)足進入反滲透主機水(shui)(shui)壓(ya)要(yao)求(qiu),因此需要(yao)設置加(jia)壓(ya)泵,以(yi)達到水(shui)(shui)壓(ya)要(yao)求(qiu)。

1.1.2 石(shi)英砂過(guo)濾器(qi)

因為(wei)自來水的(de)濁度(du)(du)一(yi)般為(wei)3~5度(du)(du),水中還含有少量的(de)懸浮物和泥(ni)沙。因此需要設置石英砂(sha)過濾(lv)器(qi),降低(di)水的(de)濁度(du)(du)不(bu)超過1度(du)(du),防止堵塞反滲透(tou)膜。

1.1.3 活性碳過濾器

主要去(qu)(qu)除水(shui)(shui)中(zhong)游離(li)氯和有機物,防止游離(li)氯氧(yang)化(hua)反滲透膜。同(tong)時還可去(qu)(qu)除水(shui)(shui)中(zhong)異味(wei),提高飲用純凈水(shui)(shui)口感。

1.1.4 全自動軟水器

當工藝水經(jing)過全自動鈉離子交換器(qi)時,水中(zhong)的Ca2+、Mg2+等陽離子與(yu)交換劑中(zhong)的Na+進行離子交換,降低水的硬度(du),使水質得到軟化(hua)。

1.1.5 精(jing)濾器

該過濾(lv)器(qi)(qi)是自來水進入膜之前最后一道過濾(lv)裝(zhuang)置,它可以有效的(de)去(qu)除砂濾(lv)器(qi)(qi)、碳濾(lv)器(qi)(qi)未去(qu)除干凈的(de)大(da)于(yu)5μm的(de)物質,可以截(jie)流住由砂濾(lv)器(qi)(qi)、碳濾(lv)器(qi)(qi)流失的(de)碎砂及活性碳粉末等,從而有效的(de)保護RO膜不受或少受污染(ran)。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水(shui)條件

反(fan)滲(shen)(shen)透主機應在以下進水條件下運行。檢查您的原水是(shi)否在此(ci)限度內是(shi)非(fei)常重要的。反(fan)滲(shen)(shen)透進水條件不符合(he)此(ci)標(biao)準將會導(dao)致(zhi)膜組元件的永(yong)久性(xing)不可恢復的污染和損壞。

最(zui)小(xiao)進水(shui)壓(ya)力:2.8KG/CM2

最小(xiao)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

總溶解性固體含量:TDS<1000mg/L

鐵:<0.1mg/L

游(you)離氯:<0.5mg/L

錳:<0.05mg/L

有(you)機物:COD<1mg/L


反滲(shen)透膜的進(jin)水(shui)要求(表二):


常用膜的品種與型(xing)式項目(mu)

卷式(醋(cu)酸纖(xian)維素(su)膜)

中空(kong)纖維式(芳(fang)香聚酰胺)

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(gao)錳酸鉀(jia)法以O2計(ji))

<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(bei)的(de)(de)額定產水(shui)量是在假設進水(shui)溫度為25oC的(de)(de)情(qing)況下(xia)(xia)設定的(de)(de)。反滲(shen)透系統的(de)(de)產水(shui)量隨進水(shui)水(shui)溫降低(di)而下(xia)(xia)降。一(yi)般情(qing)況下(xia)(xia),水(shui)溫每(mei)降低(di)1oC,產水(shui)量將(jiang)下(xia)(xia)降3%。


2、部件名稱及作用

     高(gao)壓(ya)泵(beng)—高(gao)壓(ya)泵(beng)采用南(nan)方立式多級離心式高(gao)壓(ya)水泵(beng),這是RO主機(ji)的一個重要組件,它的作用是給RO膜(mo)輸送(song)一定數量一定壓(ya)力的水源(yuan)。使用中應保(bao)(bao)證不得空(kong)轉,不得長期超(chao)負荷運行,經常(chang)按要求排除空(kong)氣,應保(bao)(bao)證電器部份的干(gan)燥。


3、高(gao)壓(ya)泵出水節流閥—安(an)裝在高(gao)壓(ya)泵后的不銹鋼截止閥,其主要(yao)作用是(shi)調(diao)節、控制RO膜進水流量,它和(he)濃水調(diao)節閥配合使用調(diao)整(zheng)膜管內(nei)壓(ya)力和(he)供水量。開機時應其部分關閉(bi),待(dai)泵啟(qi)動后再(zai)慢慢打開,開度(du)要(yao)適(shi)中,而后再(zai)調(diao)整(zheng)各項(xiang)指標(biao)。


4、RO膜(mo)殼—現采用的是不銹鋼膜(mo)殼,安裝(zhuang)兩(liang)端的端頭時(shi)(shi),應在橡膠O型(xing)圈上涂上一層(ceng)丙三(san)醇(chun)(甘(gan)油),這樣即方便拆卸,又可(ke)增(zeng)加密封性。維修時(shi)(shi)應謹防(fang)損壞密封圈。


5、RO膜—RO膜是反滲透主機的(de)關(guan)鍵部件,對設備的(de)產(chan)水量和品(pin)質起著決定性作用,本(ben)設備一級(ji)選用美(mei)國海德能ESPA4-4040低壓復合膜,二級(ji)選用陶(tao)式膜。


6、電導率儀—其(qi)主(zhu)要作用是顯示設備運(yun)行時純水的電導率情況,其(qi)計量單位為μs/cm。


7、濃水調節(jie)閥(fa)—該閥(fa)是反滲透(tou)主(zhu)機(ji)的一個重要(yao)元(yuan)件,它的主(zhu)要(yao)作用是調節(jie)膜(mo)管內(nei)壓(ya)力,達(da)到調節(jie)純水和(he)濃水比例的目的。它與高壓(ya)泵(beng)節(jie)流閥(fa)配合使用,可更好的調整(zheng)膜(mo)管內(nei)壓(ya)力、純水產量等。設(she)備開(kai)啟(qi)前應(ying)將該閥(fa)門(men)打開(kai)一定程度,以(yi)防備設(she)備啟(qi)動時膜(mo)壓(ya)力突然(ran)升高超(chao)過極限。


8、膜沖洗電磁閥—其主要(yao)作(zuo)用(yong)是定時開放,讓濃水大流量(liang)通(tong)過,降低膜管內(nei)壓(ya)力(li),增加膜管內(nei)的流速,達(da)到沖洗膜的目(mu)的,它是反(fan)滲透(tou)主機的一個重要(yao)組成部(bu)分。


9、純(chun)水、濃水流量(liang)(liang)(liang)計—其作用是(shi)計量(liang)(liang)(liang)純(chun)水和濃水流量(liang)(liang)(liang),計量(liang)(liang)(liang)單位為加侖/分(fen)(fen)鐘(GPM)或(huo)升/分(fen)(fen)鐘(LPM)。通過這(zhe)兩(liang)個流量(liang)(liang)(liang)計,可以(yi)清楚地掌握設備(bei)當時(shi)的產水量(liang)(liang)(liang)和濃水流量(liang)(liang)(liang),可以(yi)直觀地觀看純(chun)水和濃水的比(bi)例(li)(li),以(yi)利于我們按(an)要求比(bi)例(li)(li)和產量(liang)(liang)(liang)調(diao)整系統狀況。


10、高壓(ya)(ya)泵前(qian)壓(ya)(ya)力(li)(li)表(0~10.5kg/cm2)—這塊表主要(yao)(yao)是顯(xian)示原水(shui)進入高壓(ya)(ya)泵前(qian)的壓(ya)(ya)力(li)(li)。該表與(yu)微孔膜精濾(lv)器(qi)(qi)進水(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)表配合觀察,可以判斷精濾(lv)器(qi)(qi)過(guo)濾(lv)芯是否失效或是否該清洗。壓(ya)(ya)力(li)(li)差很(hen)大(da)時,說明濾(lv)芯應(ying)該清洗,如清洗后仍達(da)不到要(yao)(yao)求(qiu),則應(ying)更(geng)換。


11、膜前(qian)(qian)和濃水壓(ya)(ya)力表(biao)(0~28kg/cm2)—膜前(qian)(qian)壓(ya)(ya)力表(biao)顯示水進入膜時(shi)的水壓(ya)(ya)情況,濃水壓(ya)(ya)力表(biao)顯示最后(hou)一根膜出口到濃水調節閥前(qian)(qian)的壓(ya)(ya)力。兩塊表(biao)配合觀(guan)察(cha),可以知道壓(ya)(ya)差(cha)情況,這(zhe)一點在(zai)實際(ji)運行中是(shi)(shi)很(hen)重要的。調整運行參數(shu)時(shi),應以膜壓(ya)(ya)力表(biao)為依據(ju)調整系(xi)統壓(ya)(ya)力,尤其是(shi)(shi)當(dang)系(xi)統壓(ya)(ya)力在(zai)上限時(shi),且膜壓(ya)(ya)差(cha)大較大時(shi),更應該注(zhu)意(yi)這(zhe)一點。


12、低壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)開關(guan)—低壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)開關(guan)的功能是按系統工藝要(yao)求而設(she)置的水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)值(zhi)來控制主(zhu)機運(yun)行或(huo)停止的保險裝置。當進水(shui)(shui)供水(shui)(shui)壓(ya)(ya)(ya)力(li)低于系統設(she)定值(zhi)時,壓(ya)(ya)(ya)力(li)開關(guan)會(hui)自動將主(zhu)機關(guan)閉(bi),以避免高壓(ya)(ya)(ya)泵在(zai)缺(que)水(shui)(shui)或(huo)無(wu)水(shui)(shui)時空轉,造成泵的損壞。該(gai)設(she)備使(shi)用的是內部已設(she)置好參數的壓(ya)(ya)(ya)力(li)開關(guan)。它(ta)的最低值(zhi)大致(zhi)設(she)置在(zai)0.35kg/cm2左右。


13、電(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)控(kong)制箱(xiang)—反滲透主機的進水電(dian)(dian)磁閥、低壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力開關、沖洗電(dian)(dian)磁閥及高壓(ya)(ya)泵的啟停,均(jun)由DDG403b微(wei)(wei)電(dian)(dian)腦(nao)控(kong)制器(qi)(qi)(qi)控(kong)制,控(kong)制器(qi)(qi)(qi)輸入(ru)電(dian)(dian)源220伏。電(dian)(dian)控(kong)箱(xiang)設有開關、熔斷器(qi)(qi)(qi)、微(wei)(wei)電(dian)(dian)腦(nao)控(kong)制器(qi)(qi)(qi)、接觸器(qi)(qi)(qi)、熱保(bao)護器(qi)(qi)(qi)及等元器(qi)(qi)(qi)件。

圖片

14、低壓配電裝置

該裝置輸入(ru)電(dian)源(yuan)(yuan)380伏(fu),輸出(chu)設有(you)四個(ge)(ge)(ge)15安三相空氣(qi)開(kai)關及(ji)(ji)一個(ge)(ge)(ge)10安單相空氣(qi)開(kai)關,構成(cheng)輸出(chu)電(dian)源(yuan)(yuan)380伏(fu)四個(ge)(ge)(ge)回(hui)路,分別對原水加(jia)壓泵(beng)(beng)、1#高(gao)(gao)壓泵(beng)(beng)、2#高(gao)(gao)壓泵(beng)(beng)及(ji)(ji)清洗泵(beng)(beng)供電(dian)。另一個(ge)(ge)(ge)回(hui)路220伏(fu),對砂(sha)濾、碳濾及(ji)(ji)全自(zi)動(dong)軟(ruan)水器(qi)供電(dian)。為使原水加(jia)壓泵(beng)(beng)與反滲透主(zhu)機同時(shi)啟動(dong),低(di)壓配電(dian)裝置內設有(you)接觸器(qi)和熱繼電(dian)器(qi),用控制線連(lian)接反滲透主(zhu)機啟動(dong)元器(qi)件。



純化水相關單位換算:

長(chang)度:1英(ying)寸=2.54厘米

壓力(li):0.1MPa=1kg=14.1psi

流(liu)量:1加侖(lun)=3.785升

電導率單位:μS/cm

電(dian)阻率單(dan)位:MΩ·CM

電導率=1/電阻率