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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(wen)度條件在1到(dao)45℃之間;

pH值必須(xu)在(zai)2到11的范圍之(zhi)內;

有機物含(han)量(COD,mg/L)應該(gai)小于1.5;

濁(zhuo)度(du)(NTU)應該控制(zhi)在1.0以下;

淤泥密度指數(SDI值)<4.0;

余氯含量<0.1mg/L(實際控制(zhi)在0);

鐵含量(mg/L):溶氧>5mg/L時,Fe<0.05;

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

Sr、Ba等(deng)易形成(cheng)難溶(rong)鹽的離子:Ipb<0.8Ksp。

  后三項通過添加(jia)阻(zu)垢劑(ji)可適當(dang)提高其(qi)值(zhi)。

  若(ruo)如果上(shang)述指(zhi)標(biao)某一項(xiang)或幾(ji)項(xiang)不達標(biao)時(shi),會對反滲透膜造成以(yi)下(xia)影(ying)響(xiang):

1、RO反滲透(tou)膜受金(jin)屬氧化(hua)物污染;

2、膠體污染;

3、RO反滲透膜結垢;

4、懸浮物污(wu)堵(du)RO反滲透膜;

5、有機物及微生物等(deng)污染,導致出水COD升高。

進而對整個反滲透(tou)裝置造(zao)成不良(liang)影響:

  降低(di)反(fan)滲(shen)(shen)透(tou)純凈(jing)水系(xi)統(tong)的產(chan)水量;降低(di)反(fan)滲(shen)(shen)透(tou)純凈(jing)水系(xi)統(tong)的產(chan)水品質;增(zeng)加反(fan)滲(shen)(shen)透(tou)設備(bei)運行(xing)的能耗,包括(kuo)(kuo)原水、電(dian)耗;增(zeng)加水處(chu)理(li)的運行(xing)成本,包括(kuo)(kuo)反(fan)滲(shen)(shen)透(tou)阻垢劑、樹(shu)脂(zhi)再生鹽、其他水處(chu)理(li)藥劑等。

  反(fan)滲(shen)透(tou)預處(chu)(chu)理(li)在其中發揮著不可(ke)替(ti)代的作用。當(dang)預處(chu)(chu)理(li)沒有做好,反(fan)滲(shen)透(tou)進水水質嚴重(zhong)不達標,且時間(jian)過長的情況(kuang)下,會導致反(fan)滲(shen)透(tou)膜(mo)元件不可(ke)逆的物(wu)理(li)、化(hua)學損傷,大大縮短反(fan)滲(shen)透(tou)膜(mo)元件的使用壽(shou)命(ming)。

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

  第一,防止膜面(mian)結垢(包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵(tie)鋁氧化物等);

  第二,防(fang)止(zhi)有機物質的污堵(du);

  第(di)三(san),防止(zhi)微生物的污堵;

  第四,防(fang)止膠體(ti)物質及懸浮(fu)固體(ti)微粒污(wu)堵;

    &nbsp;  第五,保持(chi)反滲透裝置產水量穩定(ding)。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存原(yuan)水(shui)(shui),用于(yu)沉淀水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的大泥沙顆粒及其(qi)它可沉淀物質(zhi)。同時緩沖原(yuan)水(shui)(shui)管(guan)中(zhong)(zhong)水(shui)(shui)壓不穩(wen)定對水(shui)(shui)處(chu)理系統(tong)造成的沖擊。(如水(shui)(shui)壓過(guo)低或過(guo)高引起的壓力傳感的反應)。

原水泵

恒(heng)定系(xi)統供水(shui)(shui)壓力,穩定供水(shui)(shui)量(liang)。

多介質過濾器

采(cai)用(yong)多次過(guo)濾(lv)層的(de)(de)過(guo)濾(lv)器,主要目的(de)(de)是去除原水(shui)中含有(you)的(de)(de)泥沙、鐵銹、膠體物(wu)(wu)質、懸浮物(wu)(wu)等顆(ke)粒在20um以上的(de)(de)物(wu)(wu)質,可選用(yong)手動(dong)閥門控制或者全(quan)自動(dong)控制器進行(xing)反沖洗、正(zheng)沖洗等一系(xi)列操作(zuo)。保(bao)證設備的(de)(de)產水(shui)質量,延長設備的(de)(de)使用(yong)壽(shou)命。

活性炭過濾器

系統(tong)(tong)采用果殼活性(xing)炭過濾器(qi),活性(xing)炭不但(dan)可(ke)吸附電解質(zhi)離子(zi),還(huan)(huan)可(ke)進行(xing)離子(zi)交換吸附。經活性(xing)炭吸附還(huan)(huan)可(ke)使高錳(meng)酸鉀耗氧(yang)量(COD)由(you)15mg/L(O2)降至(zhi)2~7mg/L(O2),此外(wai),由(you)于吸附作(zuo)用使表面被吸附復制的濃度(du)增加,因(yin)而還(huan)(huan)起到催(cui)化作(zuo)用、去除水中的色(se)素、異味、大量生化有機物(wu)、降低(di)水的余氯值(zhi)及農藥污(wu)染物(wu)和除去水中的三鹵化物(wu)(THM)以及其它(ta)的污(wu)染物(wu)。同時,設備具有自我(wo)維護系統(tong)(tong),運行(xing)費用很低(di)。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝(zhuang)置為了溶解固(gu)體形(xing)物的濃縮排(pai)放(fang)和淡水的利用(yong),為防(fang)止濃水端特(te)別是RO裝(zhuang)置最后一根(gen)膜(mo)組件(jian)濃水側(ce)出現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的濃度積大于其平衡溶解度常(chang)數而結晶析出,損壞膜(mo)原件(jian)的應有特(te)性,在進入反滲透膜(mo)組件(jian)之前,應使用(yong)離子軟化裝(zhuang)置或投放(fang)適量的阻垢劑阻止碳(tan)酸(suan)鹽,SiO2,硫酸(suan)鹽的晶體析出.

精密過濾器

采用精(jing)密(mi)過(guo)濾(lv)器對進水(shui)中(zhong)殘留(liu)的(de)(de)懸浮物(wu)、非曲直粒物(wu)及膠(jiao)體等物(wu)質去(qu)除,使RO系統等后續設備運行更(geng)安全、更(geng)可靠。濾(lv)芯為5um熔噴濾(lv)芯,目的(de)(de)是把上級過(guo)濾(lv)單元漏掉的(de)(de)大于(yu)5um的(de)(de)雜質除去(qu)。防止其進入(ru)反滲透裝置損壞膜(mo)的(de)(de)表面,從(cong)而損壞膜(mo)的(de)(de)脫(tuo)鹽性(xing)能。

反滲透系統

反(fan)(fan)滲透(tou)(tou)(tou)(tou)裝置是(shi)用足夠的(de)壓力使溶液中(zhong)的(de)溶劑(一般是(shi)水)通過反(fan)(fan)滲透(tou)(tou)(tou)(tou)膜(mo)(或稱半透(tou)(tou)(tou)(tou)膜(mo))而分(fen)離出(chu)來,因(yin)為這個過程和自(zi)然滲透(tou)(tou)(tou)(tou)的(de)方(fang)向相反(fan)(fan),因(yin)此稱為反(fan)(fan)滲透(tou)(tou)(tou)(tou)。反(fan)(fan)滲透(tou)(tou)(tou)(tou)法能適應各類含鹽量(liang)的(de)原(yuan)水,尤其是(shi)在(zai)高(gao)(gao)含鹽量(liang)的(de)水處理工程中(zhong),能獲得很好的(de)技術(shu)經(jing)濟效益。反(fan)(fan)滲透(tou)(tou)(tou)(tou)法的(de)脫鹽率(lv)提高(gao)(gao),回(hui)收率(lv)高(gao)(gao),運行穩(wen)定,占地面積小(xiao),操作簡便(bian),反(fan)(fan)滲透(tou)(tou)(tou)(tou)設備在(zai)除鹽的(de)同時,也將大(da)部分(fen)細菌、膠體及大(da)分(fen)子量(liang)的(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)(de)細菌徹底保(bao)證(zheng)成(cheng)品水的(de)(de)衛(wei)生指標.

原水 → 原水箱(xiang) → 原水泵 →多介質(zhi)過(guo)濾(lv)器 (石英砂(sha)過(guo)濾(lv)器)→活性炭(tan)過(guo)濾(lv)器 →軟水處理(li)器(添加阻(zu)垢劑裝置(zhi)) → 精(jing)密過(guo)濾(lv)器 → 高(gao)壓(ya)泵 → 一級反滲透(RO)裝置(zhi) →紫外線殺菌裝置(zhi)(臭(chou)氧殺菌裝置(zhi)) → ;用(yong)水點(dian)

純化水設備各單元功能:

1.1 預處理設備

預處理設(she)備由(you)原水加壓泵、石(shi)英砂過(guo)濾器、活性碳過(guo)濾器、及全(quan)自動軟水器及精濾器五個單元組成。

1.1.1 原水加壓泵

原水(shui)為自來水(shui)時,自來水(shui)壓(ya)力(li)應大于(yu)石英砂(sha)過(guo)濾(lv)器、活性碳過(guo)濾(lv)器、全自動軟水(shui)器及精濾(lv)器的水(shui)流總阻力(li)(水(shui)壓(ya)壓(ya)差),并(bing)能滿(man)足進入反滲透主(zhu)機水(shui)壓(ya)要求,因此需要設置加(jia)壓(ya)泵,以達到水(shui)壓(ya)要求。

1.1.2 石英砂(sha)過(guo)濾(lv)器(qi)

因為自來水(shui)的濁度(du)(du)一般(ban)為3~5度(du)(du),水(shui)中還含有少量的懸(xuan)浮(fu)物和泥沙。因此需(xu)要(yao)設置石英砂(sha)過濾(lv)器,降低水(shui)的濁度(du)(du)不(bu)超過1度(du)(du),防(fang)止堵(du)塞(sai)反(fan)滲透膜。

1.1.3 活性(xing)碳過(guo)濾器

主要去除水中游離(li)氯(lv)和有(you)機物,防(fang)止游離(li)氯(lv)氧(yang)化反滲(shen)透膜(mo)。同時還可去除水中異味(wei),提高飲用純凈水口(kou)感。

1.1.4 全自動軟(ruan)水器

當(dang)工藝水經過全(quan)自動鈉離(li)子(zi)交換(huan)器時,水中的(de)Ca2+、Mg2+等陽離(li)子(zi)與(yu)交換(huan)劑(ji)中的(de)Na+進行(xing)離(li)子(zi)交換(huan),降低(di)水的(de)硬度,使水質(zhi)得到(dao)軟化。

1.1.5 精濾(lv)器

該(gai)過濾(lv)器(qi)是自來水進(jin)入膜之前最(zui)后一(yi)道過濾(lv)裝(zhuang)置,它可(ke)以(yi)有效的去除(chu)砂濾(lv)器(qi)、碳(tan)濾(lv)器(qi)未(wei)去除(chu)干凈的大于5μm的物質,可(ke)以(yi)截(jie)流住由砂濾(lv)器(qi)、碳(tan)濾(lv)器(qi)流失的碎砂及活性碳(tan)粉末等,從而有效的保護RO膜不受或少(shao)受污染。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水條件

反(fan)滲透主(zhu)機(ji)應在(zai)以下進水(shui)條件(jian)(jian)下運行。檢查(cha)您的(de)原(yuan)水(shui)是否在(zai)此限度(du)內(nei)是非常(chang)重要的(de)。反(fan)滲透進水(shui)條件(jian)(jian)不(bu)符合此標(biao)準將會導致膜組元件(jian)(jian)的(de)永久(jiu)性(xing)不(bu)可恢復(fu)的(de)污(wu)染(ran)和損壞(huai)。

最小進水壓力:2.8KG/CM2

最(zui)小進(jin)水流量:1.5t/h

水溫(wen):4oC~45oC

PH范圍:4~9

硬(ying)度(du):17mg/L(以(yi)CaCO3計)

濁度:≤1度

總(zong)溶解(jie)性固體含(han)量:TDS<1000mg/L

鐵(tie):<0.1mg/L

游(you)離氯:<0.5mg/L

錳:<0.05mg/L

有機(ji)物:COD<1mg/L


反滲(shen)透膜的進水(shui)要(yao)求(表二(er)):


常用(yong)膜的(de)品種與型(xing)式(shi)項目

卷式(醋酸纖維素(su)膜)

中空纖維式(shi)(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(gao)錳(meng)酸鉀法以O2計(ji))

<1.5mg/L

<1.5mg/L

<1.5mg/L

游離(li)氯(以Cl2計(ji))

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)的額定產水(shui)(shui)(shui)(shui)量是在假設進水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)度為25oC的情(qing)況下設定的。反滲透系統的產水(shui)(shui)(shui)(shui)量隨進水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)降(jiang)低而下降(jiang)。一般(ban)情(qing)況下,水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)每降(jiang)低1oC,產水(shui)(shui)(shui)(shui)量將(jiang)下降(jiang)3%。


2、部件名稱及作用

&nbsp;    高(gao)壓(ya)泵—高(gao)壓(ya)泵采用南方(fang)立式(shi)多級(ji)離(li)心(xin)式(shi)高(gao)壓(ya)水泵,這是RO主(zhu)機的(de)一(yi)個重要組件,它的(de)作用是給RO膜(mo)輸送(song)一(yi)定(ding)(ding)數量一(yi)定(ding)(ding)壓(ya)力(li)的(de)水源(yuan)。使用中應(ying)保(bao)證(zheng)不得空(kong)轉,不得長期超負荷運(yun)行,經常按要求排除空(kong)氣,應(ying)保(bao)證(zheng)電器部(bu)份的(de)干(gan)燥。


3、高壓泵(beng)出水節流閥—安裝(zhuang)在高壓泵(beng)后的不(bu)銹鋼截止閥,其主要作用(yong)是調節、控制RO膜(mo)進水流量,它和(he)濃(nong)水調節閥配(pei)合使(shi)用(yong)調整(zheng)膜(mo)管內(nei)壓力和(he)供(gong)水量。開機時(shi)應(ying)其部分關(guan)閉,待(dai)泵(beng)啟動后再(zai)慢慢打開,開度(du)要適中,而后再(zai)調整(zheng)各項指標。


4、RO膜殼—現采(cai)用的(de)是不銹鋼膜殼,安裝兩端(duan)(duan)的(de)端(duan)(duan)頭時,應在橡膠O型圈上(shang)涂(tu)上(shang)一層丙三醇(甘(gan)油),這樣即方便拆卸,又(you)可增加密(mi)封(feng)(feng)性。維修(xiu)時應謹防損壞密(mi)封(feng)(feng)圈。


5、RO膜—RO膜是反滲透主機(ji)的關鍵部件,對設備的產(chan)水量和品(pin)質起著決定(ding)性(xing)作(zuo)用,本設備一級選(xuan)(xuan)用美國海(hai)德能ESPA4-4040低壓復合膜,二級選(xuan)(xuan)用陶式膜。


6、電導率儀—其主要(yao)作用是顯(xian)示(shi)設備運行時純水(shui)的電導率情況,其計量單位(wei)為μs/cm。


7、濃(nong)水調(diao)(diao)節(jie)(jie)閥—該閥是(shi)反滲透主機的(de)一(yi)個重要元件(jian),它(ta)的(de)主要作用是(shi)調(diao)(diao)節(jie)(jie)膜管內壓(ya)力(li),達(da)到(dao)調(diao)(diao)節(jie)(jie)純水和濃(nong)水比例的(de)目的(de)。它(ta)與高壓(ya)泵節(jie)(jie)流閥配合(he)使(shi)用,可(ke)更好的(de)調(diao)(diao)整膜管內壓(ya)力(li)、純水產量等。設備(bei)開啟前應將(jiang)該閥門打(da)開一(yi)定程度,以(yi)防備(bei)設備(bei)啟動時膜壓(ya)力(li)突然(ran)升高超過極限。


8、膜(mo)沖洗電磁閥—其主(zhu)要作用是定時(shi)開放,讓濃水(shui)大流(liu)量通過(guo),降低膜(mo)管內壓力,增加膜(mo)管內的流(liu)速,達到沖洗膜(mo)的目的,它是反滲透主(zhu)機(ji)的一(yi)個重要組成部(bu)分。


9、純(chun)水、濃水流(liu)(liu)量計(ji)—其作(zuo)用是計(ji)量純(chun)水和(he)(he)(he)濃水流(liu)(liu)量,計(ji)量單位為加侖/分(fen)鐘(zhong)(zhong)(GPM)或(huo)升/分(fen)鐘(zhong)(zhong)(LPM)。通過這兩個流(liu)(liu)量計(ji),可(ke)以(yi)(yi)清楚(chu)地(di)(di)掌握設備當時的產(chan)水量和(he)(he)(he)濃水流(liu)(liu)量,可(ke)以(yi)(yi)直(zhi)觀地(di)(di)觀看純(chun)水和(he)(he)(he)濃水的比例,以(yi)(yi)利于我們按要求比例和(he)(he)(he)產(chan)量調整系(xi)統狀況。


10、高壓(ya)(ya)泵(beng)前(qian)壓(ya)(ya)力表(biao)(0~10.5kg/cm2)—這塊表(biao)主(zhu)要(yao)是顯示原水進入高壓(ya)(ya)泵(beng)前(qian)的(de)壓(ya)(ya)力。該(gai)(gai)(gai)表(biao)與微(wei)孔膜精濾(lv)器進水壓(ya)(ya)力表(biao)配合觀(guan)察(cha),可以判(pan)斷精濾(lv)器過濾(lv)芯是否(fou)失(shi)效(xiao)或是否(fou)該(gai)(gai)(gai)清洗(xi)(xi)。壓(ya)(ya)力差很大(da)時,說明濾(lv)芯應該(gai)(gai)(gai)清洗(xi)(xi),如清洗(xi)(xi)后仍達不到要(yao)求,則應更(geng)換。


11、膜(mo)前和濃(nong)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表(0~28kg/cm2)—膜(mo)前壓(ya)(ya)(ya)力(li)表顯(xian)示(shi)(shi)水(shui)進入膜(mo)時(shi)(shi)(shi)的水(shui)壓(ya)(ya)(ya)情況,濃(nong)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表顯(xian)示(shi)(shi)最后(hou)一根膜(mo)出口到濃(nong)水(shui)調(diao)節閥前的壓(ya)(ya)(ya)力(li)。兩塊表配合觀察,可(ke)以(yi)知(zhi)道(dao)壓(ya)(ya)(ya)差情況,這(zhe)(zhe)一點(dian)在(zai)實際運行(xing)中(zhong)是很重要的。調(diao)整運行(xing)參(can)數時(shi)(shi)(shi),應(ying)以(yi)膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表為(wei)依(yi)據調(diao)整系(xi)統壓(ya)(ya)(ya)力(li),尤其是當系(xi)統壓(ya)(ya)(ya)力(li)在(zai)上限時(shi)(shi)(shi),且膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)差大較大時(shi)(shi)(shi),更應(ying)該注(zhu)意這(zhe)(zhe)一點(dian)。


12、低(di)壓(ya)壓(ya)力(li)(li)開關(guan)—低(di)壓(ya)壓(ya)力(li)(li)開關(guan)的功能是按系統工藝要(yao)求而設置的水壓(ya)值(zhi)來控制主(zhu)機(ji)運行或停止的保險裝(zhuang)置。當(dang)進水供(gong)水壓(ya)力(li)(li)低(di)于系統設定值(zhi)時,壓(ya)力(li)(li)開關(guan)會自動(dong)將主(zhu)機(ji)關(guan)閉,以避免高壓(ya)泵在缺水或無水時空轉,造(zao)成泵的損壞(huai)。該設備使用的是內部(bu)已設置好(hao)參數(shu)的壓(ya)力(li)(li)開關(guan)。它的最低(di)值(zhi)大致設置在0.35kg/cm2左右。


13、電(dian)器(qi)控(kong)(kong)制(zhi)箱—反滲透主機(ji)的進水電(dian)磁閥(fa)、低壓壓力開關、沖洗電(dian)磁閥(fa)及高壓泵(beng)的啟停(ting),均由DDG403b微電(dian)腦(nao)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)控(kong)(kong)制(zhi),控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)輸(shu)入電(dian)源220伏。電(dian)控(kong)(kong)箱設有開關、熔斷(duan)器(qi)、微電(dian)腦(nao)控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)、接觸器(qi)、熱保護器(qi)及等元器(qi)件。

                            圖片

14、低壓配電裝置

該裝(zhuang)置(zhi)輸入電(dian)源(yuan)380伏(fu),輸出(chu)設(she)有四(si)個(ge)15安三相空氣開(kai)關及(ji)一個(ge)10安單相空氣開(kai)關,構成輸出(chu)電(dian)源(yuan)380伏(fu)四(si)個(ge)回路,分別對原水(shui)加壓泵、1#高壓泵、2#高壓泵及(ji)清洗泵供(gong)電(dian)。另一個(ge)回路220伏(fu),對砂(sha)濾、碳濾及(ji)全自動軟水(shui)器(qi)供(gong)電(dian)。為(wei)使原水(shui)加壓泵與反(fan)滲透主機同時啟動,低壓配(pei)電(dian)裝(zhuang)置(zhi)內設(she)有接觸器(qi)和熱繼電(dian)器(qi),用(yong)控(kong)制線連接反(fan)滲透主機啟動元器(qi)件。



純化水相關單位換算:

長度:1英(ying)寸(cun)=2.54厘米

壓力:0.1MPa=1kg=14.1psi

流量:1加侖=3.785升

電導率單(dan)位:μS/cm

電阻(zu)率(lv)單位:MΩ·CM

電導率=1/電阻率