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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(dao)45℃之間;

pH值必須在2到11的范圍之內;

有機(ji)物含量(COD,mg/L)應(ying)該小(xiao)于1.5;

濁(zhuo)度(du)(NTU)應該控制在1.0以下(xia);

淤(yu)泥密度指數(shu)(SDI值(zhi))<4.0;

余氯含量<0.1mg/L(實際控制在(zai)0);

鐵含量(mg/L):溶(rong)氧>5mg/L時,Fe<0.05;

二氧化硅含(han)量(liang)(mg/L):濃水中SiO2<100;LSI:pHb-pHs<0;

Sr、Ba等易形成(cheng)難溶鹽(yan)的離子:Ipb<0.8Ksp。

  后(hou)三項通過添加阻垢劑可適當提高其(qi)值。

  若如(ru)果上述指標某一(yi)項(xiang)或幾項(xiang)不達標時,會對反滲(shen)透(tou)膜造成以下影(ying)響:

1、RO反滲透膜受金屬氧化物污染;

2、膠體污染;

3、RO反滲透膜(mo)結垢;

4、懸浮物污堵RO反滲(shen)透(tou)膜;

5、有機物及微生物等污染(ran),導致出水COD升(sheng)高。

進而(er)對整個反(fan)滲(shen)透裝置造(zao)成不(bu)良(liang)影響:

  降低反滲透(tou)純凈水(shui)系(xi)統(tong)的產水(shui)量;降低反滲透(tou)純凈水(shui)系(xi)統(tong)的產水(shui)品質;增(zeng)加(jia)反滲透(tou)設備運(yun)行(xing)的能耗,包括(kuo)原水(shui)、電(dian)耗;增(zeng)加(jia)水(shui)處理的運(yun)行(xing)成本,包括(kuo)反滲透(tou)阻垢劑、樹脂(zhi)再(zai)生鹽(yan)、其他水(shui)處理藥劑等。

  反滲(shen)(shen)透預(yu)處理在其中發揮著(zhu)不可替代的(de)(de)作(zuo)用。當預(yu)處理沒有做好,反滲(shen)(shen)透進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質嚴重不達(da)標,且時間過長的(de)(de)情況下,會(hui)導致反滲(shen)(shen)透膜(mo)元件不可逆的(de)(de)物理、化學損傷,大大縮短反滲(shen)(shen)透膜(mo)元件的(de)(de)使(shi)用壽命。

  反(fan)滲透預(yu)處理的目的是(shi)解決如下(xia)問(wen)題,以保證反(fan)滲透設(she)備穩定(ding)運行和使用(yong)壽命。

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

  第二(er),防止有(you)機物(wu)質的(de)污堵;

  第三,防止微生物的(de)污堵;

  第四,防止膠體物(wu)質及(ji)懸浮(fu)固體微粒污堵;

       第五,保持反滲透(tou)裝置產水量穩定。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存原水(shui),用于沉淀水(shui)中的(de)大泥沙顆粒(li)及其它可沉淀物質(zhi)。同時緩(huan)沖原水(shui)管中水(shui)壓(ya)(ya)(ya)不穩定對水(shui)處理系統造(zao)成(cheng)的(de)沖擊(ji)。(如水(shui)壓(ya)(ya)(ya)過低或過高引起的(de)壓(ya)(ya)(ya)力傳感(gan)的(de)反應)。

原水泵

恒定(ding)系統(tong)供水(shui)壓力,穩定(ding)供水(shui)量。

多介質過濾器

采用(yong)多次過(guo)濾(lv)層的(de)(de)(de)過(guo)濾(lv)器,主要目的(de)(de)(de)是去除原(yuan)水中含有的(de)(de)(de)泥(ni)沙、鐵銹、膠(jiao)體物質、懸浮(fu)物等(deng)顆粒在20um以(yi)上的(de)(de)(de)物質,可選用(yong)手動閥門控制或者全(quan)自動控制器進行反沖洗、正沖洗等(deng)一系列操作(zuo)。保證設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)產(chan)水質量,延長設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)使用(yong)壽命。

活性炭過濾器

系統采用果殼活(huo)(huo)性炭過(guo)濾器,活(huo)(huo)性炭不但(dan)可(ke)吸附(fu)(fu)電解質離(li)子,還(huan)可(ke)進行離(li)子交(jiao)換(huan)吸附(fu)(fu)。經活(huo)(huo)性炭吸附(fu)(fu)還(huan)可(ke)使(shi)高錳(meng)酸鉀(jia)耗(hao)氧(yang)量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由于吸附(fu)(fu)作(zuo)(zuo)用使(shi)表面(mian)被(bei)吸附(fu)(fu)復(fu)制(zhi)的濃度增加,因而還(huan)起(qi)到催(cui)化作(zuo)(zuo)用、去(qu)除水中的色素、異味(wei)、大量生化有機物、降低(di)水的余氯值及農(nong)藥污染(ran)物和除去(qu)水中的三鹵化物(THM)以及其它的污染(ran)物。同時,設備具有自我維護(hu)系統,運(yun)行費用很低(di)。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝(zhuang)置為(wei)了溶(rong)解固體(ti)形(xing)物的(de)(de)濃(nong)縮排放和淡(dan)水(shui)的(de)(de)利用,為(wei)防止(zhi)濃(nong)水(shui)端(duan)特別是RO裝(zhuang)置最后一(yi)根膜組(zu)件(jian)(jian)濃(nong)水(shui)側(ce)出現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的(de)(de)濃(nong)度積大(da)于其(qi)平衡溶(rong)解度常數而結晶(jing)析出,損(sun)壞膜原件(jian)(jian)的(de)(de)應有特性(xing),在進(jin)入反滲透(tou)膜組(zu)件(jian)(jian)之前,應使用離子軟化裝(zhuang)置或(huo)投(tou)放適(shi)量的(de)(de)阻垢劑阻止(zhi)碳酸(suan)鹽,SiO2,硫酸(suan)鹽的(de)(de)晶(jing)體(ti)析出.

精密過濾器

采用精(jing)密過(guo)濾(lv)器對(dui)進(jin)水中殘留的(de)懸(xuan)浮(fu)物(wu)、非曲直粒物(wu)及膠體等(deng)物(wu)質去除,使RO系(xi)統等(deng)后續設備運行(xing)更(geng)安(an)全、更(geng)可(ke)靠(kao)。濾(lv)芯為5um熔噴(pen)濾(lv)芯,目的(de)是(shi)把上(shang)級過(guo)濾(lv)單元漏(lou)掉的(de)大于5um的(de)雜質除去。防(fang)止其(qi)進(jin)入反滲(shen)透裝置損壞膜的(de)表面,從而損壞膜的(de)脫(tuo)鹽性能。

反滲透系統

反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)裝置是用(yong)足(zu)夠的(de)壓力使溶(rong)(rong)液中(zhong)的(de)溶(rong)(rong)劑(一般是水(shui)(shui))通過反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)膜(mo)(或稱半(ban)透(tou)膜(mo))而分離出來,因(yin)為這個過程和自然滲(shen)(shen)透(tou)的(de)方向相反(fan)(fan),因(yin)此稱為反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)。反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)法(fa)能(neng)適應各(ge)類含(han)鹽(yan)量的(de)原水(shui)(shui),尤其是在高(gao)(gao)含(han)鹽(yan)量的(de)水(shui)(shui)處(chu)理工程中(zhong),能(neng)獲得(de)很好的(de)技術經(jing)濟效益。反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)法(fa)的(de)脫鹽(yan)率(lv)提高(gao)(gao),回收率(lv)高(gao)(gao),運行(xing)穩(wen)定,占地(di)面(mian)積小(xiao),操(cao)作簡便,反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)設備(bei)在除鹽(yan)的(de)同時,也將大部分細菌、膠體及大分子(zi)量的(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底保證成品水的衛生指標.

原(yuan)(yuan)水(shui) → 原(yuan)(yuan)水(shui)箱 → 原(yuan)(yuan)水(shui)泵(beng) →多介質(zhi)過濾器(qi)(qi) (石英砂過濾器(qi)(qi))→活性炭過濾器(qi)(qi) →軟水(shui)處理器(qi)(qi)(添加(jia)阻垢劑裝置(zhi)(zhi)) → 精(jing)密(mi)過濾器(qi)(qi) → 高(gao)壓泵(beng) → 一級反滲透(RO)裝置(zhi)(zhi) →紫外線殺菌裝置(zhi)(zhi)(臭氧(yang)殺菌裝置(zhi)(zhi))&nbsp;→ 用(yong)水(shui)點

純化水設備各單元功能:

1.1 預處理設備

預處理設(she)備由原(yuan)水加壓泵、石英砂過(guo)濾(lv)(lv)器、活(huo)性(xing)碳過(guo)濾(lv)(lv)器、及全自(zi)動軟水器及精濾(lv)(lv)器五個單元組成。

1.1.1 原水加(jia)壓泵

原(yuan)水為自來水時,自來水壓(ya)(ya)力(li)應大(da)于(yu)石(shi)英砂過濾器、活性(xing)碳(tan)過濾器、全自動軟(ruan)水器及精濾器的(de)水流(liu)總阻力(li)(水壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)差),并能滿足進(jin)入反(fan)滲(shen)透(tou)主機水壓(ya)(ya)要(yao)求(qiu),因此需要(yao)設置加壓(ya)(ya)泵,以達到(dao)水壓(ya)(ya)要(yao)求(qiu)。

1.1.2 石(shi)英砂過濾器

因為(wei)自來水的濁度一(yi)般為(wei)3~5度,水中還含(han)有(you)少量的懸浮物(wu)和(he)泥沙。因此需(xu)要設置石英砂(sha)過濾器,降低水的濁度不超過1度,防(fang)止(zhi)堵塞反滲(shen)透膜。

1.1.3 活性碳過濾器

主要去除水(shui)中游離氯和有機物,防止游離氯氧化反滲透膜。同時(shi)還(huan)可去除水(shui)中異(yi)味(wei),提高飲用(yong)純凈(jing)水(shui)口感。

1.1.4 全自(zi)動軟水器(qi)

當工(gong)藝水(shui)經過全(quan)自動鈉離子(zi)交換(huan)器時,水(shui)中的Ca2+、Mg2+等陽離子(zi)與(yu)交換(huan)劑中的Na+進行(xing)離子(zi)交換(huan),降低水(shui)的硬(ying)度,使水(shui)質得(de)到軟化。

1.1.5 精(jing)濾器

該(gai)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(yi)有(you)效的(de)(de)去(qu)除砂(sha)濾(lv)器(qi)(qi)、碳(tan)濾(lv)器(qi)(qi)未去(qu)除干凈的(de)(de)大于5μm的(de)(de)物質,可以(yi)截流(liu)住由砂(sha)濾(lv)器(qi)(qi)、碳(tan)濾(lv)器(qi)(qi)流(liu)失的(de)(de)碎砂(sha)及(ji)活(huo)性(xing)碳(tan)粉末(mo)等,從而有(you)效的(de)(de)保護RO膜不(bu)受(shou)或少受(shou)污染。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水條(tiao)件

反滲透(tou)(tou)主機應在以下進水(shui)條(tiao)件(jian)下運行(xing)。檢查您(nin)的原水(shui)是否在此限(xian)度(du)內(nei)是非(fei)常(chang)重要(yao)的。反滲透(tou)(tou)進水(shui)條(tiao)件(jian)不符合此標(biao)準將會(hui)導致膜(mo)組元件(jian)的永久性不可恢復的污染(ran)和(he)損(sun)壞。

最(zui)小進水壓力(li):2.8KG/CM2

最小進水(shui)流量:1.5t/h

水(shui)溫:4oC~45oC

PH范圍:4~9

硬(ying)度:17mg/L(以(yi)CaCO3計)

濁度:≤1度

總溶解性固體含量:TDS<1000mg/L

鐵:<0.1mg/L

游離氯:<0.5mg/L

錳:<0.05mg/L

有機物:COD<1mg/L


反(fan)滲(shen)透膜(mo)的進水要求(表(biao)二(er)):


常用膜的品種與型式項目

卷式(醋(cu)酸纖維素膜(mo))

中(zhong)空纖維式(芳香聚酰胺)

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高錳(meng)酸鉀法(fa)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(she)備的(de)額定產水(shui)量(liang)是在假設(she)進水(shui)溫度為25oC的(de)情(qing)況(kuang)下設(she)定的(de)。反滲(shen)透系統的(de)產水(shui)量(liang)隨進水(shui)水(shui)溫降(jiang)低而下降(jiang)。一般情(qing)況(kuang)下,水(shui)溫每降(jiang)低1oC,產水(shui)量(liang)將下降(jiang)3%。


2、部件名稱及作用

     高壓(ya)泵(beng)—高壓(ya)泵(beng)采用(yong)南方(fang)立式多級離心(xin)式高壓(ya)水泵(beng),這是RO主機的一個重要組(zu)件,它(ta)的作用(yong)是給RO膜輸送一定數量一定壓(ya)力的水源。使(shi)用(yong)中應(ying)保(bao)證不得空轉,不得長期超負(fu)荷運行(xing),經常按要求排除空氣(qi),應(ying)保(bao)證電器部份的干燥。


3、高(gao)壓泵出水節流閥—安(an)裝在高(gao)壓泵后(hou)的不銹鋼(gang)截止閥,其主要作用是調(diao)節、控制RO膜進水流量,它和濃水調(diao)節閥配(pei)合使用調(diao)整(zheng)膜管內壓力(li)和供(gong)水量。開(kai)機時(shi)應(ying)其部(bu)分(fen)關(guan)閉,待泵啟動后(hou)再慢(man)慢(man)打開(kai),開(kai)度(du)要適中,而(er)后(hou)再調(diao)整(zheng)各項指(zhi)標(biao)。


4、RO膜殼—現采(cai)用的(de)是不(bu)銹鋼(gang)膜殼,安裝兩(liang)端的(de)端頭時(shi),應在橡(xiang)膠(jiao)O型(xing)圈上涂上一層丙三醇(chun)(甘油),這樣(yang)即方便(bian)拆卸(xie),又可增(zeng)加密封性。維修(xiu)時(shi)應謹(jin)防損壞密封圈。


5、RO膜(mo)—RO膜(mo)是反滲透(tou)主(zhu)機(ji)的關鍵部件,對設備(bei)的產水量(liang)和品質起著決定(ding)性(xing)作(zuo)用,本(ben)設備(bei)一級選(xuan)用美國(guo)海(hai)德能ESPA4-4040低壓(ya)復(fu)合膜(mo),二級選(xuan)用陶(tao)式膜(mo)。


6、電導率儀—其(qi)主要作用(yong)是顯示設備運行時純水的電導率情況,其(qi)計量單(dan)位為μs/cm。


7、濃水(shui)調(diao)(diao)(diao)節(jie)閥(fa)—該(gai)(gai)閥(fa)是反(fan)滲(shen)透(tou)主(zhu)機的一(yi)個(ge)重要元(yuan)件,它的主(zhu)要作(zuo)用是調(diao)(diao)(diao)節(jie)膜管(guan)內(nei)壓(ya)力,達到調(diao)(diao)(diao)節(jie)純(chun)水(shui)和濃水(shui)比例的目的。它與高壓(ya)泵節(jie)流閥(fa)配(pei)合使(shi)用,可(ke)更好的調(diao)(diao)(diao)整膜管(guan)內(nei)壓(ya)力、純(chun)水(shui)產量等。設(she)備開啟前應將(jiang)該(gai)(gai)閥(fa)門(men)打開一(yi)定程度(du),以防(fang)備設(she)備啟動時(shi)膜壓(ya)力突然升高超(chao)過極(ji)限。


8、膜沖(chong)洗電磁閥—其主要(yao)作(zuo)用是定時開放,讓(rang)濃水大(da)流(liu)量(liang)通過,降低膜管(guan)內壓力,增加膜管(guan)內的(de)流(liu)速,達到(dao)沖(chong)洗膜的(de)目的(de),它是反滲透主機的(de)一個重要(yao)組成部分。


9、純(chun)水(shui)(shui)(shui)、濃(nong)水(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang)計—其(qi)作用(yong)是計量(liang)純(chun)水(shui)(shui)(shui)和(he)濃(nong)水(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang),計量(liang)單位為加侖/分鐘(zhong)(GPM)或升/分鐘(zhong)(LPM)。通過這兩個流(liu)量(liang)計,可以清楚地掌握設備(bei)當時的產水(shui)(shui)(shui)量(liang)和(he)濃(nong)水(shui)(shui)(shui)流(liu)量(liang),可以直觀地觀看純(chun)水(shui)(shui)(shui)和(he)濃(nong)水(shui)(shui)(shui)的比例,以利于我們按要求比例和(he)產量(liang)調整系統狀況。


10、高壓(ya)(ya)泵(beng)前(qian)(qian)壓(ya)(ya)力表(0~10.5kg/cm2)—這塊表主(zhu)要是顯示原水進入高壓(ya)(ya)泵(beng)前(qian)(qian)的壓(ya)(ya)力。該表與微孔(kong)膜精濾(lv)(lv)器(qi)(qi)進水壓(ya)(ya)力表配合觀察,可以判斷精濾(lv)(lv)器(qi)(qi)過濾(lv)(lv)芯(xin)是否失(shi)效或是否該清洗(xi)(xi)。壓(ya)(ya)力差很大時,說明(ming)濾(lv)(lv)芯(xin)應(ying)該清洗(xi)(xi),如(ru)清洗(xi)(xi)后仍達不(bu)到(dao)要求,則(ze)應(ying)更換(huan)。


11、膜前和濃(nong)水(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)表(0~28kg/cm2)—膜前壓(ya)(ya)力(li)(li)表顯示水(shui)進入(ru)膜時的(de)水(shui)壓(ya)(ya)情況,濃(nong)水(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)表顯示最后(hou)一(yi)根膜出口到濃(nong)水(shui)調(diao)節閥前的(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)。兩(liang)塊表配(pei)合觀察,可以知道壓(ya)(ya)差情況,這一(yi)點(dian)在實(shi)際運行中是很重要的(de)。調(diao)整(zheng)運行參數時,應以膜壓(ya)(ya)力(li)(li)表為(wei)依據調(diao)整(zheng)系統壓(ya)(ya)力(li)(li),尤其是當系統壓(ya)(ya)力(li)(li)在上限時,且膜壓(ya)(ya)差大較大時,更應該注(zhu)意這一(yi)點(dian)。


12、低(di)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)—低(di)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)的(de)(de)(de)功能是按系(xi)統工藝要(yao)求而(er)設(she)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)水壓(ya)(ya)值來控制主機運行或停止(zhi)的(de)(de)(de)保險裝置(zhi)(zhi)。當進水供水壓(ya)(ya)力(li)低(di)于系(xi)統設(she)定值時,壓(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)會自動將(jiang)主機關(guan)閉,以避免高壓(ya)(ya)泵在缺水或無(wu)水時空轉,造成泵的(de)(de)(de)損壞(huai)。該設(she)備使(shi)用的(de)(de)(de)是內部已設(she)置(zhi)(zhi)好參數的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)。它的(de)(de)(de)最低(di)值大致設(she)置(zhi)(zhi)在0.35kg/cm2左右。


13、電器(qi)控(kong)制(zhi)(zhi)箱(xiang)—反滲透主機的(de)進水電磁(ci)閥、低壓(ya)壓(ya)力開關、沖洗電磁(ci)閥及(ji)高壓(ya)泵的(de)啟停,均(jun)由DDG403b微(wei)(wei)電腦控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)控(kong)制(zhi)(zhi),控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)輸入電源220伏。電控(kong)箱(xiang)設(she)有開關、熔斷(duan)器(qi)、微(wei)(wei)電腦控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)、接觸器(qi)、熱保(bao)護器(qi)及(ji)等元器(qi)件。

圖片

14、低壓配電裝置

該裝(zhuang)置輸(shu)入(ru)電(dian)源380伏,輸(shu)出設有四(si)個15安三(san)相空(kong)(kong)氣(qi)開(kai)關(guan)及一個10安單相空(kong)(kong)氣(qi)開(kai)關(guan),構(gou)成輸(shu)出電(dian)源380伏四(si)個回(hui)路,分(fen)別對原水(shui)(shui)加壓(ya)泵(beng)(beng)(beng)(beng)、1#高(gao)壓(ya)泵(beng)(beng)(beng)(beng)、2#高(gao)壓(ya)泵(beng)(beng)(beng)(beng)及清(qing)洗(xi)泵(beng)(beng)(beng)(beng)供電(dian)。另一個回(hui)路220伏,對砂濾(lv)、碳(tan)濾(lv)及全自動(dong)軟水(shui)(shui)器供電(dian)。為使原水(shui)(shui)加壓(ya)泵(beng)(beng)(beng)(beng)與反滲(shen)透主機同時啟動(dong),低(di)壓(ya)配電(dian)裝(zhuang)置內設有接觸器和熱繼電(dian)器,用控制線(xian)連(lian)接反滲(shen)透主機啟動(dong)元器件(jian)。



純化水相關單位換算:

長度:1英寸=2.54厘米(mi)

壓(ya)力:0.1MPa=1kg=14.1psi

流量:1加侖=3.785升

電導率單位:μS/cm

電(dian)阻率單位:MΩ·CM

電導率=1/電阻率