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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(zai)1到45℃之間;

pH值必須(xu)在2到(dao)11的范圍之(zhi)內(nei);

有機物(wu)含量(COD,mg/L)應該小于(yu)1.5;

濁(zhuo)度(du)(NTU)應該控(kong)制在1.0以下(xia);

淤泥密度(du)指數(SDI值)<4.0;

余氯含(han)量<0.1mg/L(實(shi)際控制在0);

鐵(tie)含量(mg/L):溶氧>5mg/L時,Fe<0.05;

二氧(yang)化硅(gui)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。

  后三項通過添加(jia)阻垢劑可適當提(ti)高(gao)其值。

  若如(ru)果上述指標某一項或幾項不達(da)標時,會(hui)對反(fan)滲(shen)透膜造成以下影響:

1、RO反滲(shen)透膜受金屬氧化(hua)物(wu)污染;

2、膠體污染;

3、RO反滲(shen)透膜結(jie)垢;

4、懸浮物(wu)污(wu)堵RO反滲(shen)透膜;

5、有機物及微生物等污染,導致出水(shui)COD升高。

進而對整個反(fan)滲透裝置造成不良影響(xiang):

  降低反(fan)滲(shen)透(tou)純(chun)凈水(shui)系統(tong)的產(chan)水(shui)量;降低反(fan)滲(shen)透(tou)純(chun)凈水(shui)系統(tong)的產(chan)水(shui)品質;增加反(fan)滲(shen)透(tou)設備運行的能(neng)耗,包(bao)括原水(shui)、電耗;增加水(shui)處(chu)理的運行成本,包(bao)括反(fan)滲(shen)透(tou)阻垢劑、樹脂再生鹽、其他水(shui)處(chu)理藥(yao)劑等。

  反滲透(tou)預處理(li)在其中(zhong)發揮著不可替(ti)代的(de)作用。當預處理(li)沒(mei)有做好,反滲透(tou)進水水質嚴重不達(da)標,且(qie)時間過長的(de)情況下,會導致反滲透(tou)膜元件(jian)不可逆(ni)的(de)物理(li)、化學(xue)損傷,大大縮(suo)短反滲透(tou)膜元件(jian)的(de)使用壽命。

  反(fan)滲(shen)透預處理的目的是解決如下問題,以(yi)保證(zheng)反(fan)滲(shen)透設備穩(wen)定運行和使用(yong)壽命(ming)。

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

  第(di)二,防(fang)止有(you)機(ji)物質的(de)污(wu)堵;

  第三(san),防止微(wei)生物的污堵;

  第(di)四,防(fang)止膠體物質及懸浮固體微粒污堵;

       第五,保持(chi)反滲透裝置產水量穩定。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存原水(shui)(shui),用于沉(chen)淀(dian)水(shui)(shui)中的大泥沙顆粒及其(qi)它可沉(chen)淀(dian)物(wu)質。同時(shi)緩(huan)沖原水(shui)(shui)管中水(shui)(shui)壓不穩(wen)定對水(shui)(shui)處理(li)系(xi)統造成(cheng)的沖擊。(如(ru)水(shui)(shui)壓過低(di)或過高(gao)引起的壓力傳感的反應)。

原水泵

恒定系統供水(shui)壓(ya)力,穩定供水(shui)量。

多介質過濾器

采用多次過濾層(ceng)的過濾器(qi)(qi),主要目的是去除原水中含有(you)的泥(ni)沙、鐵銹(xiu)、膠體(ti)物(wu)質、懸浮物(wu)等(deng)顆(ke)粒在20um以上的物(wu)質,可(ke)選用手動(dong)閥門(men)控(kong)制或者全自動(dong)控(kong)制器(qi)(qi)進(jin)行(xing)反沖(chong)洗(xi)、正(zheng)沖(chong)洗(xi)等(deng)一系列操作。保證設(she)備的產水質量,延長設(she)備的使(shi)用壽命。

活性炭過濾器

系統(tong)采用(yong)果殼活(huo)(huo)性炭(tan)過濾器,活(huo)(huo)性炭(tan)不但可吸(xi)附(fu)(fu)電(dian)解(jie)質離子(zi),還可進行離子(zi)交換吸(xi)附(fu)(fu)。經活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)還可使(shi)高(gao)錳酸鉀(jia)耗(hao)氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由于吸(xi)附(fu)(fu)作用(yong)使(shi)表面(mian)被吸(xi)附(fu)(fu)復制(zhi)的濃(nong)度(du)增加,因(yin)而還起到催化(hua)作用(yong)、去除(chu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的色素、異味、大量生化(hua)有機物(wu)、降低水(shui)(shui)(shui)的余(yu)氯值及(ji)農藥(yao)污染物(wu)和除(chu)去水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的三鹵化(hua)物(wu)(THM)以及(ji)其它的污染物(wu)。同時,設備具(ju)有自我維(wei)護系統(tong),運行費用(yong)很(hen)低。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝置(zhi)為(wei)了溶(rong)解(jie)固(gu)體(ti)形物的(de)濃(nong)縮排放(fang)和淡水的(de)利用,為(wei)防止濃(nong)水端(duan)特別是RO裝置(zhi)最(zui)后一根膜(mo)組件濃(nong)水側(ce)出現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的(de)濃(nong)度(du)積(ji)大于其平衡溶(rong)解(jie)度(du)常數而結(jie)晶析(xi)出,損(sun)壞膜(mo)原件的(de)應(ying)有特性,在進入反(fan)滲(shen)透膜(mo)組件之前,應(ying)使(shi)用離子(zi)軟化裝置(zhi)或投(tou)放(fang)適量的(de)阻(zu)垢(gou)劑阻(zu)止碳酸鹽,SiO2,硫酸鹽的(de)晶體(ti)析(xi)出.

精密過濾器

采用精密過濾器對進(jin)(jin)水中殘留的(de)懸浮物、非曲(qu)直粒(li)物及膠體(ti)等物質(zhi)去(qu)(qu)除,使RO系統等后續設(she)備運行更安全、更可靠(kao)。濾芯為5um熔噴濾芯,目的(de)是把上級過濾單元漏掉(diao)的(de)大(da)于5um的(de)雜質(zhi)除去(qu)(qu)。防止其進(jin)(jin)入反滲透(tou)裝置損壞膜的(de)表面(mian),從(cong)而損壞膜的(de)脫鹽性能。

反滲透系統

反(fan)(fan)滲透裝置是用足夠的(de)壓力使溶液中(zhong)的(de)溶劑(一般(ban)是水)通過反(fan)(fan)滲透膜(或(huo)稱(cheng)半透膜)而分離出來,因為這(zhe)個過程和自然滲透的(de)方向相反(fan)(fan),因此稱(cheng)為反(fan)(fan)滲透。反(fan)(fan)滲透法能(neng)適(shi)應各類含鹽(yan)量的(de)原水,尤其是在高(gao)含鹽(yan)量的(de)水處理工程中(zhong),能(neng)獲得很好的(de)技術經濟效益(yi)。反(fan)(fan)滲透法的(de)脫鹽(yan)率提高(gao),回收率高(gao),運行(xing)穩定,占地面積小,操作簡便,反(fan)(fan)滲透設備在除鹽(yan)的(de)同時,也將大(da)部分細菌(jun)、膠(jiao)體及大(da)分子(zi)量的(de)有機物(wu)去除。

臭氧殺菌器/紫外線殺菌器(可選)

殺滅由(you)二次污(wu)染產生的細(xi)菌(jun)徹底(di)保證成(cheng)品水的衛生指標.

原水(shui) → 原水(shui)箱&nbsp;→ 原水(shui)泵 →多介質過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)(qi) (石(shi)英砂過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)(qi))→活性炭過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)(qi) →軟水(shui)處理(li)器(qi)(qi)(qi)(添加(jia)阻垢劑(ji)裝(zhuang)置(zhi)) → 精密過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)(qi)(qi) → 高壓泵 → 一級反滲透(RO)裝(zhuang)置(zhi) →紫(zi)外線殺菌裝(zhuang)置(zhi)(臭氧殺菌裝(zhuang)置(zhi)) → 用水(shui)點

純化水設備各單元功能:

1.1 預處理設備

預(yu)處理設備(bei)由原水(shui)加壓泵、石英(ying)砂(sha)過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)、活性碳過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)、及全(quan)自動軟水(shui)器(qi)及精濾(lv)(lv)(lv)器(qi)五個單(dan)元組成。

1.1.1 原水加壓泵(beng)

原(yuan)水(shui)(shui)為自來水(shui)(shui)時,自來水(shui)(shui)壓(ya)力應大于石英砂過(guo)濾(lv)器(qi)、活性碳過(guo)濾(lv)器(qi)、全自動軟水(shui)(shui)器(qi)及精濾(lv)器(qi)的水(shui)(shui)流(liu)總阻力(水(shui)(shui)壓(ya)壓(ya)差),并(bing)能滿足(zu)進入反滲透主機水(shui)(shui)壓(ya)要求(qiu),因(yin)此(ci)需要設置加壓(ya)泵,以(yi)達到水(shui)(shui)壓(ya)要求(qiu)。

1.1.2 石英砂過濾器

因(yin)(yin)為自來水(shui)(shui)的濁度一般(ban)為3~5度,水(shui)(shui)中還含有少量的懸浮物和(he)泥沙(sha)。因(yin)(yin)此(ci)需要設置石英砂(sha)過(guo)濾器,降低水(shui)(shui)的濁度不超過(guo)1度,防止堵塞反(fan)滲透膜。

1.1.3 活性碳過(guo)濾(lv)器

主要(yao)去除水中游離氯和有機物,防(fang)止游離氯氧化反滲透膜。同時(shi)還可去除水中異味(wei),提高飲用純凈水口感。

1.1.4 全自動(dong)軟水器

當工藝(yi)水(shui)經過全(quan)自(zi)動鈉離子交換器時,水(shui)中的(de)Ca2+、Mg2+等陽離子與交換劑中的(de)Na+進行離子交換,降低水(shui)的(de)硬度(du),使水(shui)質(zhi)得到軟化。

1.1.5 精(jing)濾(lv)器

該過(guo)濾器是(shi)自來水進入膜(mo)之前最(zui)后一道過(guo)濾裝置,它可以(yi)有效的去(qu)(qu)除砂濾器、碳濾器未(wei)去(qu)(qu)除干凈的大于5μm的物(wu)質,可以(yi)截流住由砂濾器、碳濾器流失的碎(sui)砂及活(huo)性碳粉末等,從而有效的保護RO膜(mo)不受(shou)或少受(shou)污染(ran)。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水條件(jian)

反滲透(tou)主機(ji)應在以(yi)下(xia)進水條件(jian)下(xia)運行。檢查(cha)您的原水是否在此(ci)(ci)限度內是非(fei)常重要的。反滲透(tou)進水條件(jian)不(bu)符合此(ci)(ci)標準將會導致膜組元件(jian)的永久性不(bu)可恢復的污染和損壞。

最小進(jin)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

有機物(wu):COD<1mg/L


反滲透膜的進(jin)水(shui)要求(qiu)(表二):


常(chang)用膜(mo)的品種(zhong)與型(xing)式項目

卷式(shi)(醋酸纖維(wei)素膜)

中空纖維式(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高錳酸鉀法以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

設備的(de)額定(ding)產(chan)(chan)水量(liang)(liang)是在假設進水溫(wen)度(du)為25oC的(de)情(qing)況下設定(ding)的(de)。反滲(shen)透系統的(de)產(chan)(chan)水量(liang)(liang)隨進水水溫(wen)降(jiang)(jiang)低(di)而下降(jiang)(jiang)。一般(ban)情(qing)況下,水溫(wen)每降(jiang)(jiang)低(di)1oC,產(chan)(chan)水量(liang)(liang)將下降(jiang)(jiang)3%。


2、部件名稱及作用

     高(gao)壓(ya)泵—高(gao)壓(ya)泵采(cai)用(yong)(yong)(yong)南方立式多(duo)級離(li)心(xin)式高(gao)壓(ya)水泵,這是RO主機(ji)的(de)一(yi)個重要組(zu)件,它的(de)作用(yong)(yong)(yong)是給RO膜(mo)輸送一(yi)定數量一(yi)定壓(ya)力(li)的(de)水源。使用(yong)(yong)(yong)中(zhong)應保證不得空轉,不得長期(qi)超負荷運行(xing),經(jing)常按要求排除(chu)空氣(qi),應保證電(dian)器部(bu)份的(de)干燥。


3、高壓(ya)泵出水(shui)節(jie)流閥(fa)(fa)—安裝在高壓(ya)泵后的不銹鋼截止閥(fa)(fa),其主要作用是調節(jie)、控(kong)制RO膜(mo)進(jin)水(shui)流量,它和(he)濃水(shui)調節(jie)閥(fa)(fa)配合使用調整(zheng)膜(mo)管內壓(ya)力和(he)供水(shui)量。開(kai)機時(shi)應其部分關閉(bi),待泵啟動后再慢慢打開(kai),開(kai)度要適中(zhong),而后再調整(zheng)各項指標。


4、RO膜殼—現采用的是不銹鋼膜殼,安裝兩端(duan)的端(duan)頭時(shi),應在橡膠O型圈上涂上一層(ceng)丙三(san)醇(甘油),這樣即方便(bian)拆卸,又可增加密(mi)封性。維修時(shi)應謹防(fang)損壞密(mi)封圈。


5、RO膜—RO膜是反滲透主機的(de)關鍵(jian)部件,對設(she)備的(de)產水量和品質起著決定性作用,本(ben)設(she)備一級(ji)選用美國海(hai)德能(neng)ESPA4-4040低壓復合膜,二級(ji)選用陶式膜。


6、電導(dao)率(lv)儀—其主要作用是顯示設備(bei)運行時純水的電導(dao)率(lv)情(qing)況(kuang),其計(ji)量單位為μs/cm。


7、濃水(shui)(shui)調節閥(fa)—該閥(fa)是反滲透主機(ji)的(de)(de)一個(ge)重要元件,它的(de)(de)主要作用是調節膜(mo)管內壓(ya)力(li),達到調節純水(shui)(shui)和濃水(shui)(shui)比例的(de)(de)目的(de)(de)。它與高壓(ya)泵節流閥(fa)配合使(shi)用,可更好的(de)(de)調整膜(mo)管內壓(ya)力(li)、純水(shui)(shui)產(chan)量等(deng)。設(she)備開啟前應將(jiang)該閥(fa)門打開一定(ding)程度,以(yi)防備設(she)備啟動時(shi)膜(mo)壓(ya)力(li)突然升高超過極(ji)限。


8、膜(mo)(mo)沖洗電磁閥—其主(zhu)要作用是定(ding)時(shi)開放,讓濃水(shui)大(da)流量通(tong)過,降低膜(mo)(mo)管(guan)(guan)內壓力,增加(jia)膜(mo)(mo)管(guan)(guan)內的流速,達到沖洗膜(mo)(mo)的目的,它是反滲(shen)透(tou)主(zhu)機的一個重要組成部(bu)分。


9、純(chun)(chun)水(shui)、濃(nong)(nong)水(shui)流(liu)量(liang)(liang)計(ji)—其(qi)作用是計(ji)量(liang)(liang)純(chun)(chun)水(shui)和濃(nong)(nong)水(shui)流(liu)量(liang)(liang),計(ji)量(liang)(liang)單位為(wei)加(jia)侖/分鐘(GPM)或升/分鐘(LPM)。通過(guo)這兩個流(liu)量(liang)(liang)計(ji),可以(yi)清楚地(di)掌握設備(bei)當時的產水(shui)量(liang)(liang)和濃(nong)(nong)水(shui)流(liu)量(liang)(liang),可以(yi)直觀地(di)觀看純(chun)(chun)水(shui)和濃(nong)(nong)水(shui)的比例(li),以(yi)利于我們按要求(qiu)比例(li)和產量(liang)(liang)調整系統(tong)狀況。


10、高壓(ya)泵前壓(ya)力表(0~10.5kg/cm2)—這塊表主要是(shi)顯(xian)示原水(shui)進(jin)入高壓(ya)泵前的壓(ya)力。該表與微孔(kong)膜精(jing)濾器進(jin)水(shui)壓(ya)力表配合觀察,可以判斷(duan)精(jing)濾器過濾芯(xin)是(shi)否(fou)失效或是(shi)否(fou)該清(qing)洗(xi)。壓(ya)力差很(hen)大時,說明濾芯(xin)應該清(qing)洗(xi),如清(qing)洗(xi)后(hou)仍達不到要求,則應更(geng)換。


11、膜(mo)前和濃(nong)水(shui)(shui)壓(ya)力(li)(li)表(biao)(0~28kg/cm2)—膜(mo)前壓(ya)力(li)(li)表(biao)顯示水(shui)(shui)進入膜(mo)時(shi)的水(shui)(shui)壓(ya)情況,濃(nong)水(shui)(shui)壓(ya)力(li)(li)表(biao)顯示最后一根(gen)膜(mo)出(chu)口到濃(nong)水(shui)(shui)調節閥前的壓(ya)力(li)(li)。兩塊(kuai)表(biao)配(pei)合觀察,可以知道壓(ya)差(cha)情況,這一點在(zai)實際(ji)運行(xing)中是很重要的。調整運行(xing)參(can)數時(shi),應以膜(mo)壓(ya)力(li)(li)表(biao)為依據調整系統壓(ya)力(li)(li),尤其是當系統壓(ya)力(li)(li)在(zai)上(shang)限時(shi),且膜(mo)壓(ya)差(cha)大(da)較大(da)時(shi),更應該注意這一點。


12、低壓壓力(li)開(kai)關—低壓壓力(li)開(kai)關的功(gong)能是(shi)按系(xi)統工藝要求而設(she)置(zhi)的水壓值來(lai)控制(zhi)主機運行或停止的保險裝(zhuang)置(zhi)。當(dang)進水供水壓力(li)低于系(xi)統設(she)定值時(shi),壓力(li)開(kai)關會自動將主機關閉,以(yi)避免高壓泵在(zai)缺水或無水時(shi)空轉,造成泵的損(sun)壞(huai)。該(gai)設(she)備(bei)使(shi)用的是(shi)內部已設(she)置(zhi)好參(can)數的壓力(li)開(kai)關。它的最低值大致設(she)置(zhi)在(zai)0.35kg/cm2左右。


13、電(dian)器控(kong)(kong)制箱—反滲透(tou)主機的(de)進水電(dian)磁(ci)閥(fa)、低壓(ya)壓(ya)力開(kai)關、沖洗(xi)電(dian)磁(ci)閥(fa)及(ji)高壓(ya)泵的(de)啟停,均由(you)DDG403b微電(dian)腦(nao)控(kong)(kong)制器控(kong)(kong)制,控(kong)(kong)制器輸入電(dian)源220伏。電(dian)控(kong)(kong)箱設有(you)開(kai)關、熔斷器、微電(dian)腦(nao)控(kong)(kong)制器、接觸器、熱保護器及(ji)等元器件(jian)。

                            圖片

14、低壓配電裝置

該(gai)裝置(zhi)輸(shu)入電(dian)源380伏,輸(shu)出設有(you)四個(ge)15安三相空氣開(kai)(kai)關(guan)及一(yi)個(ge)10安單相空氣開(kai)(kai)關(guan),構成輸(shu)出電(dian)源380伏四個(ge)回路,分別對(dui)原水(shui)加(jia)壓(ya)泵(beng)(beng)、1#高壓(ya)泵(beng)(beng)、2#高壓(ya)泵(beng)(beng)及清洗泵(beng)(beng)供電(dian)。另一(yi)個(ge)回路220伏,對(dui)砂濾、碳濾及全(quan)自動(dong)軟(ruan)水(shui)器供電(dian)。為(wei)使(shi)原水(shui)加(jia)壓(ya)泵(beng)(beng)與反滲透(tou)主(zhu)機同時啟動(dong),低壓(ya)配電(dian)裝置(zhi)內設有(you)接觸器和熱繼電(dian)器,用(yong)控制線連接反滲透(tou)主(zhu)機啟動(dong)元器件。



純化水相關單位換算:

長度:1英寸=2.54厘(li)米

壓力(li):0.1MPa=1kg=14.1psi

流量(liang):1加侖=3.785升

電(dian)導率單位:μS/cm

電(dian)阻率單位:MΩ·CM

電導率=1/電阻率