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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

2023-11-29

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：

溫度條件在1到45℃之間;

pH值必須在2到(dao)11的范(fan)圍(wei)之內;

有機物含量(COD，mg/L)應該小(xiao)于1.5;

濁度(NTU)應該控制在(zai)1.0以下;

淤泥密度指數(SDI值(zhi))<4.0;

余(yu)氯含量(liang)<0.1mg/L(實(shi)際控制在(zai)0);

鐵含(han)量(mg/L)：溶(rong)氧>5mg/L時，Fe<0.05;

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

Sr、Ba等易形成難溶鹽的離子：Ipb<0.8Ksp。

　　后三項通(tong)過添加阻垢劑可適當(dang)提高其值。

　　若如果上述指標(biao)某一項或幾項不達(da)標(biao)時，會對反滲透膜造(zao)成以下影(ying)響：

1、RO反滲透(tou)膜受金屬氧化物污染;

2、膠體污染;

3、RO反滲(shen)透膜結垢(gou);

4、懸浮(fu)物污堵RO反滲(shen)透膜;

5、有機物及(ji)微生(sheng)物等污染(ran)，導(dao)致出水COD升高。

進而對(dui)整個(ge)反滲透裝(zhuang)置造成(cheng)不良(liang)影響：

　　降低反(fan)滲(shen)透純(chun)凈水(shui)(shui)(shui)系統的產(chan)水(shui)(shui)(shui)量(liang);降低反(fan)滲(shen)透純(chun)凈水(shui)(shui)(shui)系統的產(chan)水(shui)(shui)(shui)品質;增加(jia)反(fan)滲(shen)透設備(bei)運(yun)行(xing)的能(neng)耗(hao)，包括原水(shui)(shui)(shui)、電耗(hao);增加(jia)水(shui)(shui)(shui)處理的運(yun)行(xing)成本(ben)，包括反(fan)滲(shen)透阻垢劑、樹脂再生(sheng)鹽、其(qi)他水(shui)(shui)(shui)處理藥劑等。

　　反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)(tou)預處理(li)在其(qi)中發(fa)揮(hui)著不可替代(dai)的作用。當預處理(li)沒(mei)有做好，反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)(tou)進水(shui)水(shui)質嚴重不達標，且時間過長的情況(kuang)下，會(hui)導致反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)(tou)膜(mo)元件不可逆的物理(li)、化(hua)學損傷，大大縮短反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)(tou)膜(mo)元件的使(shi)用壽命。

　　反滲(shen)透(tou)(tou)預處理的目的是(shi)解決如下問題，以保(bao)證反滲(shen)透(tou)(tou)設備(bei)穩定運(yun)行和使用壽命。

　　第一，防止膜面結垢(包括(kuo)CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化(hua)物(wu)等);

　　第(di)二，防止有機物質(zhi)的污堵;

　　第(di)三，防止微生(sheng)物的污堵;

　　第四，防止膠(jiao)體(ti)物(wu)質及懸浮固體(ti)微粒污堵(du);

      &nbsp;第(di)五，保持反滲(shen)透(tou)裝置產(chan)水(shui)量穩定。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存原水(shui)(shui)，用于沉淀(dian)水(shui)(shui)中(zhong)的大(da)泥沙顆粒及其它可沉淀(dian)物質。同時緩沖(chong)原水(shui)(shui)管中(zhong)水(shui)(shui)壓(ya)不(bu)穩(wen)定對水(shui)(shui)處理系統造成的沖(chong)擊。（如(ru)水(shui)(shui)壓(ya)過(guo)低(di)或過(guo)高引起的壓(ya)力傳感的反應）。

原水泵

恒定系統(tong)供水壓(ya)力，穩定供水量。

多介質過濾器

采用(yong)多次過濾層的過濾器，主要目的是去除原水(shui)中(zhong)含有的泥沙、鐵(tie)銹、膠體物質、懸浮(fu)物等顆粒在(zai)20um以上的物質，可選用(yong)手(shou)動閥門控制(zhi)或者(zhe)全自(zi)動控制(zhi)器進行反沖(chong)洗、正沖(chong)洗等一系列操作(zuo)。保證設備(bei)的產水(shui)質量，延長設備(bei)的使用(yong)壽命(ming)。

活性炭過濾器

系統(tong)采用(yong)果殼活(huo)性(xing)炭(tan)過濾器，活(huo)性(xing)炭(tan)不(bu)但可(ke)吸(xi)(xi)附電解質離子，還可(ke)進行離子交換吸(xi)(xi)附。經活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附還可(ke)使高錳酸鉀耗(hao)氧量（COD）由(you)(you)15mg/L(O2）降至2～7mg/L(O2），此外，由(you)(you)于吸(xi)(xi)附作用(yong)使表(biao)面被吸(xi)(xi)附復制(zhi)的(de)濃度增加，因而還起(qi)到催化作用(yong)、去(qu)除水(shui)中的(de)色素(su)、異(yi)味、大量生化有機物(wu)(wu)(wu)、降低(di)水(shui)的(de)余氯值及農藥污染物(wu)(wu)(wu)和除去(qu)水(shui)中的(de)三鹵(lu)化物(wu)(wu)(wu)（THM）以及其它的(de)污染物(wu)(wu)(wu)。同時，設備具有自我維(wei)護系統(tong)，運行費用(yong)很(hen)低(di)。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝(zhuang)置為(wei)了(le)溶解固體形物的濃縮排放和淡(dan)水的利用(yong)，為(wei)防止(zhi)濃水端特(te)別(bie)是RO裝(zhuang)置最后一根膜組(zu)(zu)件濃水側出(chu)現(xian)CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的濃度積大于(yu)其平衡溶解度常數而結晶析出(chu)，損壞(huai)膜原(yuan)件的應有特(te)性，在進入反滲透膜組(zu)(zu)件之前，應使用(yong)離(li)子軟化裝(zhuang)置或投放適量的阻垢劑(ji)阻止(zhi)碳酸鹽(yan)，SiO2，硫(liu)酸鹽(yan)的晶體析出(chu).

精密過濾器

采(cai)用精密過濾(lv)器對進水中殘(can)留的(de)(de)(de)懸浮物(wu)、非曲直粒物(wu)及(ji)膠體等(deng)物(wu)質去除，使RO系統等(deng)后續設備運行更安全、更可靠。濾(lv)芯為5um熔噴濾(lv)芯，目的(de)(de)(de)是把上級過濾(lv)單(dan)元漏掉的(de)(de)(de)大于5um的(de)(de)(de)雜(za)質除去。防止其(qi)進入(ru)反滲透裝(zhuang)置損(sun)壞膜的(de)(de)(de)表面(mian)，從而損(sun)壞膜的(de)(de)(de)脫鹽(yan)性能。

反滲透系統

反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)裝置(zhi)是(shi)用足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)壓力使溶液中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶劑（一(yi)般是(shi)水）通過(guo)反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)膜(mo)(mo)（或(huo)稱(cheng)半透(tou)(tou)膜(mo)(mo)）而分離(li)出來，因(yin)為這個過(guo)程(cheng)和(he)自然滲(shen)(shen)透(tou)(tou)的(de)(de)(de)(de)方(fang)向相(xiang)反(fan)(fan)，因(yin)此稱(cheng)為反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)。反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)法能適(shi)應(ying)各類含(han)(han)鹽(yan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)原水，尤其是(shi)在高含(han)(han)鹽(yan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)水處理工(gong)程(cheng)中(zhong)(zhong)，能獲得(de)很好的(de)(de)(de)(de)技術經濟效益(yi)。反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)法的(de)(de)(de)(de)脫鹽(yan)率(lv)提高，回收率(lv)高，運行穩定，占地(di)面積小，操作簡(jian)便，反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)設(she)備在除鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)同時，也將大部分細菌、膠體及大分子量(liang)的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)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(de)細(xi)菌徹底保證(zheng)成品水的(de)衛生指標.

原水(shui) → 原水(shui)箱(xiang) → 原水(shui)泵 →多介(jie)質(zhi)過(guo)濾(lv)器 （石英(ying)砂過(guo)濾(lv)器）→活性炭過(guo)濾(lv)器 →軟水(shui)處理器（添(tian)加阻垢(gou)劑裝置(zhi)） → 精密過(guo)濾(lv)器 → 高壓(ya)泵 → 一級反(fan)滲透（RO）裝置(zhi) →紫(zi)外(wai)線殺菌(jun)裝置(zhi)（臭氧殺菌(jun)裝置(zhi)） → 用水(shui)點

純化水設備各單元功能：

1.1 預處理設備

預(yu)處理設備由原水(shui)(shui)加壓泵(beng)、石英(ying)砂(sha)過濾(lv)器、活(huo)性碳(tan)過濾(lv)器、及全自(zi)動軟水(shui)(shui)器及精濾(lv)器五個單元組成(cheng)。

1.1.1 原水加壓泵

原水為自來水時，自來水壓力(li)應大于石英砂過(guo)濾(lv)器、活性碳(tan)過(guo)濾(lv)器、全自動軟水器及精濾(lv)器的(de)水流總(zong)阻力(li)（水壓壓差），并能滿足進入反滲透(tou)主機水壓要(yao)求(qiu)，因此需要(yao)設置(zhi)加壓泵，以達(da)到水壓要(yao)求(qiu)。

1.1.2 石英(ying)砂過濾器

因為(wei)自來水(shui)的(de)濁(zhuo)(zhuo)度(du)(du)一般為(wei)3～5度(du)(du)，水(shui)中還含有少量的(de)懸浮物和(he)泥沙。因此需要(yao)設置石英砂過(guo)濾(lv)器，降低水(shui)的(de)濁(zhuo)(zhuo)度(du)(du)不超過(guo)1度(du)(du)，防(fang)止堵(du)塞反滲透(tou)膜。

1.1.3 活性碳過(guo)濾器

主要去除水(shui)(shui)中游離氯(lv)和(he)有(you)機物，防(fang)止(zhi)游離氯(lv)氧(yang)化反滲(shen)透膜。同時還可去除水(shui)(shui)中異味，提高(gao)飲用純凈水(shui)(shui)口感(gan)。

1.1.4 全自動軟(ruan)水器

當工藝水(shui)經過全(quan)自動鈉(na)離子交(jiao)(jiao)換(huan)器時(shi)，水(shui)中(zhong)的Ca2+、Mg2+等陽離子與(yu)交(jiao)(jiao)換(huan)劑中(zhong)的Na+進行離子交(jiao)(jiao)換(huan)，降低(di)水(shui)的硬(ying)度，使水(shui)質得(de)到軟化。

1.1.5 精濾(lv)器

該過濾(lv)器(qi)是自來水進入膜(mo)之前最后一道過濾(lv)裝(zhuang)置，它(ta)可以有(you)效(xiao)的(de)(de)去(qu)除(chu)砂(sha)濾(lv)器(qi)、碳濾(lv)器(qi)未(wei)去(qu)除(chu)干凈(jing)的(de)(de)大于(yu)5μm的(de)(de)物質，可以截(jie)流(liu)住由(you)砂(sha)濾(lv)器(qi)、碳濾(lv)器(qi)流(liu)失(shi)的(de)(de)碎(sui)砂(sha)及活性碳粉末等(deng)，從而有(you)效(xiao)的(de)(de)保(bao)護RO膜(mo)不受或少受污染。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進(jin)水條件

反滲透主機應在以下進水條(tiao)件下運行。檢查您(nin)的原水是(shi)否在此(ci)(ci)限度內是(shi)非常重要的。反滲透進水條(tiao)件不(bu)符合此(ci)(ci)標準(zhun)將會導致膜組元件的永久性不(bu)可恢復(fu)的污染和損(sun)壞。

最(zui)小進水壓力(li)：2.8KG/CM2

最小進(jin)水流量(liang)：1.5t/h

水溫(wen)：4oC～45oC

PH范圍：4～9

硬(ying)度(du)：17mg/L（以CaCO3計）

濁度：≤1度

總溶解(jie)性固體含量：TDS<1000mg/L

鐵(tie)：<0.1mg/L

游(you)離氯：<0.5mg/L

錳：<0.05mg/L

有機物：COD<1mg/L


反滲透膜的進水要求（表(biao)二）：


常用膜(mo)的品種與型式項目(mu)

卷式（醋酸纖維素(su)膜）

中空(kong)纖維式（芳香聚酰(xian)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(yi)O2計）

<1.5mg/L

<1.5mg/L

<1.5mg/L

游離氯（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(de)額定產(chan)水(shui)量是(shi)在假設進(jin)水(shui)溫度為25oC的(de)情況下(xia)(xia)設定的(de)。反滲透系統的(de)產(chan)水(shui)量隨進(jin)水(shui)水(shui)溫降(jiang)低(di)而下(xia)(xia)降(jiang)。一般情況下(xia)(xia)，水(shui)溫每(mei)降(jiang)低(di)1oC，產(chan)水(shui)量將(jiang)下(xia)(xia)降(jiang)3%。


2、部件名稱及作用

     高壓(ya)泵(beng)—高壓(ya)泵(beng)采用(yong)(yong)南方立式多級離心式高壓(ya)水泵(beng)，這是RO主(zhu)機的一個(ge)重要組件，它的作用(yong)(yong)是給RO膜輸送一定數(shu)量(liang)一定壓(ya)力的水源。使(shi)用(yong)(yong)中應保(bao)(bao)證(zheng)不得空轉(zhuan)，不得長期超負荷運行，經常按要求(qiu)排除空氣，應保(bao)(bao)證(zheng)電(dian)器部份的干燥。


3、高壓泵出水節(jie)(jie)流閥(fa)(fa)—安裝在高壓泵后(hou)的不銹(xiu)鋼(gang)截止閥(fa)(fa)，其(qi)主要作用是調(diao)(diao)節(jie)(jie)、控制RO膜(mo)進水流量，它和(he)濃水調(diao)(diao)節(jie)(jie)閥(fa)(fa)配合使用調(diao)(diao)整(zheng)膜(mo)管內(nei)壓力和(he)供水量。開機時應其(qi)部(bu)分關閉，待泵啟(qi)動后(hou)再慢慢打(da)開，開度(du)要適中，而后(hou)再調(diao)(diao)整(zheng)各項指標。


4、RO膜(mo)殼—現采(cai)用的是不銹鋼膜(mo)殼，安裝兩(liang)端的端頭(tou)時，應(ying)在橡膠O型圈(quan)上涂上一(yi)層丙三醇（甘油(you)），這樣即方便拆卸，又可增加(jia)密封性。維(wei)修時應(ying)謹防(fang)損壞密封圈(quan)。


5、RO膜(mo)(mo)—RO膜(mo)(mo)是反滲透主機的(de)關鍵部件(jian)，對設備的(de)產水量和品(pin)質起著決(jue)定性作用(yong)，本設備一級選用(yong)美國(guo)海德能ESPA4-4040低壓復合膜(mo)(mo)，二級選用(yong)陶式(shi)膜(mo)(mo)。


6、電導率儀—其主要作用(yong)是顯示設(she)備(bei)運行時純(chun)水(shui)的電導率情(qing)況，其計量單位(wei)為μs/cm。


7、濃(nong)水(shui)調節閥(fa)—該閥(fa)是反滲透主機(ji)的一個重要元件，它的主要作(zuo)用是調節膜(mo)管內壓力，達到(dao)調節純水(shui)和濃(nong)水(shui)比例的目(mu)的。它與高(gao)壓泵節流閥(fa)配合使用，可更好的調整膜(mo)管內壓力、純水(shui)產量等(deng)。設(she)備開啟(qi)前應將該閥(fa)門(men)打開一定程度，以防備設(she)備啟(qi)動時膜(mo)壓力突然升高(gao)超過極限。


8、膜(mo)沖洗電磁閥—其主要(yao)作用是定時開放(fang)，讓(rang)濃水大流量通(tong)過(guo)，降低(di)膜(mo)管內(nei)壓力，增加(jia)膜(mo)管內(nei)的(de)(de)流速，達到沖洗膜(mo)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)，它是反滲透(tou)主機(ji)的(de)(de)一個(ge)重(zhong)要(yao)組(zu)成部分。


9、純水(shui)、濃(nong)水(shui)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計—其作(zuo)用是計量(liang)(liang)純水(shui)和(he)濃(nong)水(shui)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)，計量(liang)(liang)單位為(wei)加侖/分鐘（GPM）或升/分鐘（LPM）。通過這兩個流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計，可(ke)以(yi)(yi)清楚地(di)掌(zhang)握設備當時的產水(shui)量(liang)(liang)和(he)濃(nong)水(shui)流(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)，可(ke)以(yi)(yi)直觀(guan)地(di)觀(guan)看純水(shui)和(he)濃(nong)水(shui)的比例(li)，以(yi)(yi)利(li)于我們(men)按要(yao)求比例(li)和(he)產量(liang)(liang)調整系統狀(zhuang)況。


10、高(gao)壓(ya)(ya)(ya)泵前(qian)壓(ya)(ya)(ya)力表（0～10.5kg/cm2）—這塊表主要是(shi)顯示(shi)原水(shui)進入高(gao)壓(ya)(ya)(ya)泵前(qian)的(de)壓(ya)(ya)(ya)力。該(gai)表與微孔膜精(jing)濾(lv)(lv)器進水(shui)壓(ya)(ya)(ya)力表配合觀察，可以(yi)判(pan)斷精(jing)濾(lv)(lv)器過濾(lv)(lv)芯是(shi)否失效或是(shi)否該(gai)清(qing)(qing)洗。壓(ya)(ya)(ya)力差很(hen)大時，說(shuo)明濾(lv)(lv)芯應該(gai)清(qing)(qing)洗，如清(qing)(qing)洗后仍達不到要求，則(ze)應更換。


11、膜(mo)前和(he)濃(nong)水壓力(li)表（0～28kg/cm2）—膜(mo)前壓力(li)表顯(xian)示(shi)水進(jin)入膜(mo)時(shi)的(de)(de)(de)水壓情況(kuang)，濃(nong)水壓力(li)表顯(xian)示(shi)最后一(yi)根(gen)膜(mo)出口到濃(nong)水調節閥前的(de)(de)(de)壓力(li)。兩(liang)塊表配合觀察，可以知道壓差(cha)情況(kuang)，這一(yi)點在(zai)實際(ji)運行中(zhong)是很重(zhong)要的(de)(de)(de)。調整運行參數(shu)時(shi)，應以膜(mo)壓力(li)表為依據調整系(xi)統壓力(li)，尤其是當系(xi)統壓力(li)在(zai)上限時(shi)，且膜(mo)壓差(cha)大較大時(shi)，更應該注意這一(yi)點。


12、低(di)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)—低(di)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)的(de)功(gong)能是(shi)按系統工藝要求而設置(zhi)(zhi)的(de)水(shui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)值來控(kong)制主機運(yun)行或停(ting)止的(de)保險裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。當進水(shui)供水(shui)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)低(di)于(yu)系統設定值時，壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)會自動將主機關(guan)閉，以避免(mian)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)泵在(zai)缺水(shui)或無水(shui)時空轉(zhuan)，造(zao)成泵的(de)損壞(huai)。該設備使用的(de)是(shi)內(nei)部已設置(zhi)(zhi)好參(can)數的(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)開(kai)(kai)關(guan)。它(ta)的(de)最低(di)值大致設置(zhi)(zhi)在(zai)0.35kg/cm2左右。


13、電器(qi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)箱(xiang)—反滲透主機的(de)進(jin)水電磁(ci)閥、低(di)壓(ya)壓(ya)力(li)開(kai)關、沖洗(xi)電磁(ci)閥及(ji)高(gao)壓(ya)泵的(de)啟停(ting)，均(jun)由DDG403b微電腦控(kong)(kong)(kong)制(zhi)器(qi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，控(kong)(kong)(kong)制(zhi)器(qi)輸入電源220伏。電控(kong)(kong)(kong)箱(xiang)設有(you)開(kai)關、熔斷器(qi)、微電腦控(kong)(kong)(kong)制(zhi)器(qi)、接觸器(qi)、熱保護器(qi)及(ji)等元器(qi)件。

圖片

14、低壓配電裝置

該裝(zhuang)置(zhi)輸(shu)入電源380伏，輸(shu)出設(she)有(you)四個(ge)15安三(san)相空氣開(kai)關及(ji)一(yi)(yi)個(ge)10安單相空氣開(kai)關，構(gou)成輸(shu)出電源380伏四個(ge)回(hui)路，分別對原(yuan)水加壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)、1#高(gao)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)、2#高(gao)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)及(ji)清洗泵(beng)(beng)供電。另(ling)一(yi)(yi)個(ge)回(hui)路220伏，對砂(sha)濾(lv)、碳(tan)濾(lv)及(ji)全自(zi)動(dong)軟水器供電。為使原(yuan)水加壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)與反滲透(tou)主機同(tong)時啟動(dong)，低壓(ya)(ya)配電裝(zhuang)置(zhi)內設(she)有(you)接觸(chu)器和熱繼電器，用控制線連接反滲透(tou)主機啟動(dong)元器件(jian)。


純化水相關單位換算：

長度(du)：1英(ying)寸=2.54厘米

壓力：0.1MPa=1kg=14.1psi

流量：1加(jia)侖(lun)=3.785升

電導率(lv)單位：μS/cm

電阻率單(dan)位：MΩ·CM

電導率=1/電阻率