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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11的(de)范(fan)圍之內;

有(you)機(ji)物含量(COD,mg/L)應該小于1.5;

濁度(du)(NTU)應該(gai)控制在1.0以下;

淤泥密(mi)度指(zhi)數(SDI值)<4.0;

余氯(lv)含量<0.1mg/L(實際控制在(zai)0);

鐵含量(mg/L):溶氧>5mg/L時,Fe<0.05;

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

Sr、Ba等易形(xing)成難溶(rong)鹽(yan)的離子:Ipb<0.8Ksp。

  后三項通過添(tian)加阻(zu)垢劑可適當提(ti)高其值。

  若如果上(shang)述指標某一項或幾項不達(da)標時,會對反滲(shen)透膜(mo)造成以下影(ying)響(xiang):

1、RO反(fan)滲透膜受金屬氧化物污染;

2、膠體污染;

3、RO反滲透膜結垢;

4、懸浮物污堵RO反(fan)滲透膜;

5、有機(ji)物(wu)及微生物(wu)等(deng)污染,導致出水COD升高(gao)。

進而對整個反滲透裝置造成不(bu)良(liang)影(ying)響:

  降低(di)(di)反滲透純(chun)凈(jing)水(shui)(shui)系統的(de)(de)產(chan)水(shui)(shui)量;降低(di)(di)反滲透純(chun)凈(jing)水(shui)(shui)系統的(de)(de)產(chan)水(shui)(shui)品(pin)質;增(zeng)加反滲透設(she)備運行(xing)的(de)(de)能(neng)耗,包括原水(shui)(shui)、電耗;增(zeng)加水(shui)(shui)處理的(de)(de)運行(xing)成本,包括反滲透阻垢(gou)劑、樹脂再生鹽(yan)、其他水(shui)(shui)處理藥劑等。

  反滲透(tou)(tou)預處理在其(qi)中發揮著不可(ke)替代的(de)作用。當預處理沒有做好,反滲透(tou)(tou)進水水質嚴重不達標,且時間過長的(de)情(qing)況下(xia),會導致反滲透(tou)(tou)膜(mo)元件不可(ke)逆的(de)物(wu)理、化學損傷,大大縮(suo)短反滲透(tou)(tou)膜(mo)元件的(de)使用壽命。

  反滲透(tou)預處理(li)的目的是(shi)解決如(ru)下問題(ti),以保證反滲透(tou)設備穩定運(yun)行(xing)和使(shi)用壽命。

  第一(yi),防(fang)止膜面結垢(gou)(包(bao)括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵(tie)鋁氧(yang)化物(wu)等);

  第二,防止有(you)機物質的污堵;

  第三,防止微生物(wu)的污堵;

  第(di)四,防止膠體(ti)物質(zhi)及(ji)懸浮固體(ti)微粒污(wu)堵;

       第五,保持反(fan)滲透裝置(zhi)產水(shui)量穩(wen)定。

Tips

二、工藝流程

原水罐

儲存原水(shui)(shui),用(yong)于沉淀(dian)水(shui)(shui)中(zhong)的大泥沙顆粒及其它可沉淀(dian)物(wu)質。同時緩(huan)沖原水(shui)(shui)管中(zhong)水(shui)(shui)壓不穩定對(dui)水(shui)(shui)處理(li)系統造成(cheng)的沖擊。(如水(shui)(shui)壓過低或過高引起的壓力傳(chuan)感的反應)。

原水泵

恒定(ding)系統供(gong)水壓(ya)力,穩定(ding)供(gong)水量。

多介質過濾器

采用多次過濾層(ceng)的過濾器,主要目(mu)的是(shi)去除原水(shui)中含有的泥(ni)沙(sha)、鐵(tie)銹、膠體物(wu)(wu)質、懸浮物(wu)(wu)等顆粒在20um以上的物(wu)(wu)質,可選用手動(dong)閥門(men)控制或者全自(zi)動(dong)控制器進(jin)行(xing)反沖(chong)洗、正沖(chong)洗等一(yi)系列操作(zuo)。保(bao)證設備的產(chan)水(shui)質量,延(yan)長設備的使用壽命。

活性炭過濾器

系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)果殼(ke)活性(xing)炭過濾(lv)器,活性(xing)炭不但可吸附(fu)電解質離(li)子,還(huan)可進行離(li)子交換吸附(fu)。經活性(xing)炭吸附(fu)還(huan)可使高錳酸鉀耗氧(yang)量(COD)由(you)15mg/L(O2)降至(zhi)2~7mg/L(O2),此外,由(you)于吸附(fu)作用(yong)使表(biao)面(mian)被(bei)吸附(fu)復制(zhi)的(de)濃(nong)度增加(jia),因(yin)而(er)還(huan)起到催化作用(yong)、去除水(shui)中的(de)色(se)素、異(yi)味、大量生化有(you)機物、降低水(shui)的(de)余氯值及農藥污染物和除去水(shui)中的(de)三鹵化物(THM)以及其它的(de)污染物。同時,設備具有(you)自我維護系(xi)統(tong),運行費用(yong)很低。

離子軟化系統/加藥系統

R/O裝置為(wei)了溶(rong)(rong)解(jie)固體(ti)形物的(de)濃(nong)(nong)縮(suo)排放(fang)和淡水的(de)利用(yong),為(wei)防止濃(nong)(nong)水端特別是RO裝置最(zui)后一(yi)根膜組件(jian)(jian)濃(nong)(nong)水側(ce)出(chu)現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的(de)濃(nong)(nong)度積(ji)大于其平衡溶(rong)(rong)解(jie)度常數而結晶析出(chu),損壞膜原件(jian)(jian)的(de)應(ying)有(you)特性(xing),在(zai)進(jin)入反滲透膜組件(jian)(jian)之前,應(ying)使(shi)用(yong)離(li)子(zi)軟化裝置或投放(fang)適量的(de)阻垢劑阻止碳(tan)酸(suan)鹽,SiO2,硫酸(suan)鹽的(de)晶體(ti)析出(chu).

精密過濾器

采用精(jing)密(mi)過濾(lv)器對進水(shui)中殘(can)留(liu)的懸浮(fu)物(wu)(wu)、非曲直粒物(wu)(wu)及膠體等物(wu)(wu)質去除,使RO系統等后(hou)續設備運行(xing)更(geng)安全(quan)、更(geng)可靠。濾(lv)芯為(wei)5um熔(rong)噴濾(lv)芯,目的是把上級過濾(lv)單元漏掉的大于(yu)5um的雜(za)質除去。防止(zhi)其進入反滲透裝置損壞(huai)膜的表面,從而(er)損壞(huai)膜的脫(tuo)鹽(yan)性能(neng)。

反滲透系統

反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)裝置(zhi)是(shi)用足(zu)夠的(de)壓力使溶液中的(de)溶劑(ji)(一般(ban)是(shi)水(shui))通過反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)膜(或稱半(ban)透(tou)膜)而分(fen)(fen)離出來,因為這個過程(cheng)和(he)自然滲(shen)透(tou)的(de)方向相(xiang)反(fan)(fan),因此(ci)稱為反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)。反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)法能(neng)適(shi)應(ying)各類含鹽(yan)量(liang)(liang)的(de)原水(shui),尤其是(shi)在(zai)高(gao)含鹽(yan)量(liang)(liang)的(de)水(shui)處理工(gong)程(cheng)中,能(neng)獲得很好的(de)技(ji)術經濟效益。反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)法的(de)脫鹽(yan)率提高(gao),回收率高(gao),運行穩定,占地面積小(xiao),操(cao)作簡便,反(fan)(fan)滲(shen)透(tou)設備在(zai)除鹽(yan)的(de)同時,也將大(da)部分(fen)(fen)細菌、膠(jiao)體(ti)及大(da)分(fen)(fen)子(zi)量(liang)(liang)的(de)有機(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)菌徹底保證成品水的(de)衛(wei)生指標.

原(yuan)水(shui) → 原(yuan)水(shui)箱 → 原(yuan)水(shui)泵 →多介(jie)質過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器 (石英(ying)砂過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器)→活性炭(tan)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器 →軟(ruan)水(shui)處(chu)理器(添加阻(zu)垢劑裝置(zhi)) → 精密過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器 → 高壓泵 → 一級反滲透(RO)裝置(zhi) →紫外線(xian)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

預處(chu)理設備由原水(shui)加壓泵、石英砂(sha)過(guo)濾器、活(huo)性碳(tan)過(guo)濾器、及全自動軟水(shui)器及精濾器五個單元組成(cheng)。

1.1.1 原水加壓泵(beng)

原水(shui)(shui)為自(zi)來水(shui)(shui)時,自(zi)來水(shui)(shui)壓(ya)力應大于石英砂過濾(lv)器、活性碳(tan)過濾(lv)器、全(quan)自(zi)動軟(ruan)水(shui)(shui)器及(ji)精濾(lv)器的水(shui)(shui)流總阻力(水(shui)(shui)壓(ya)壓(ya)差(cha)),并能滿足進入反滲(shen)透主(zhu)機(ji)水(shui)(shui)壓(ya)要求(qiu),因(yin)此需(xu)要設置加(jia)壓(ya)泵,以達(da)到水(shui)(shui)壓(ya)要求(qiu)。

1.1.2 石英砂過濾器

因(yin)(yin)為自來(lai)水的濁度(du)一般(ban)為3~5度(du),水中還含有少量的懸浮物和泥沙。因(yin)(yin)此需要設置石(shi)英砂過濾器,降低水的濁度(du)不超(chao)過1度(du),防止(zhi)堵(du)塞反滲透膜。

1.1.3 活性碳過(guo)濾器

主要去除水(shui)中(zhong)游(you)離(li)氯和有機(ji)物,防止游(you)離(li)氯氧化反滲透膜。同時還可去除水(shui)中(zhong)異味,提高飲用純(chun)凈(jing)水(shui)口感。

1.1.4 全自動軟(ruan)水(shui)器

當工藝水(shui)經過全自動鈉離(li)子交(jiao)換器時,水(shui)中(zhong)的(de)(de)Ca2+、Mg2+等陽(yang)離(li)子與(yu)交(jiao)換劑(ji)中(zhong)的(de)(de)Na+進行離(li)子交(jiao)換,降低水(shui)的(de)(de)硬度,使水(shui)質得到軟化(hua)。

1.1.5 精濾器

該過(guo)濾(lv)(lv)器(qi)是自來(lai)水進入膜(mo)之前(qian)最后一道過(guo)濾(lv)(lv)裝置,它可以有(you)(you)效的(de)去除(chu)砂濾(lv)(lv)器(qi)、碳(tan)濾(lv)(lv)器(qi)未去除(chu)干凈的(de)大(da)于5μm的(de)物質,可以截流(liu)住由砂濾(lv)(lv)器(qi)、碳(tan)濾(lv)(lv)器(qi)流(liu)失的(de)碎砂及活性碳(tan)粉末等,從而有(you)(you)效的(de)保(bao)護RO膜(mo)不受或少(shao)受污染。

1.2 反滲透主機

1.2.1 進水條(tiao)件(jian)

反滲(shen)透主機應在(zai)以下進水(shui)(shui)條件下運行(xing)。檢查您(nin)的原(yuan)水(shui)(shui)是(shi)否在(zai)此(ci)限度內是(shi)非常(chang)重要的。反滲(shen)透進水(shui)(shui)條件不符合此(ci)標準將會導致(zhi)膜組元(yuan)件的永(yong)久性(xing)不可恢復的污染和損壞。

最小(xiao)進水壓(ya)力:2.8KG/CM2

最小進水流量:1.5t/h

水溫:4oC~45oC

PH范圍:4~9

硬度(du):17mg/L(以CaCO3計(ji))

濁度:≤1度

總溶解性(xing)固體(ti)含量(liang):TDS<1000mg/L

鐵:<0.1mg/L

游離(li)氯(lv):<0.5mg/L

錳:<0.05mg/L

有機物:COD<1mg/L


反(fan)滲透膜(mo)的進(jin)水要求(表二):


常(chang)用膜的品(pin)種與型式(shi)項目

卷式(shi)(醋酸(suan)纖(xian)維素膜)

中空纖維式(shi)(芳香聚(ju)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(you)離氯(以(yi)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(e)定產水(shui)量是(shi)在假設進水(shui)溫(wen)度為25oC的情(qing)況下設定的。反滲透系統(tong)的產水(shui)量隨進水(shui)水(shui)溫(wen)降低而下降。一(yi)般情(qing)況下,水(shui)溫(wen)每降低1oC,產水(shui)量將下降3%。


2、部件名稱及作用

     高壓(ya)泵—高壓(ya)泵采用(yong)南(nan)方立式多級離心式高壓(ya)水(shui)泵,這是(shi)RO主(zhu)機的(de)一(yi)個(ge)重要(yao)組件,它的(de)作用(yong)是(shi)給RO膜輸送一(yi)定數量一(yi)定壓(ya)力的(de)水(shui)源。使用(yong)中應保證不得空轉,不得長期超(chao)負荷(he)運行,經常(chang)按(an)要(yao)求排除(chu)空氣,應保證電器部份的(de)干(gan)燥(zao)。


3、高壓泵出水(shui)節流閥(fa)—安(an)裝在(zai)高壓泵后(hou)的不銹鋼截止閥(fa),其主要(yao)作(zuo)用是調節、控制RO膜進水(shui)流量(liang),它(ta)和濃水(shui)調節閥(fa)配(pei)合(he)使用調整膜管內壓力(li)和供水(shui)量(liang)。開(kai)機時應(ying)其部分關閉,待泵啟動(dong)后(hou)再慢慢打開(kai),開(kai)度(du)要(yao)適中,而后(hou)再調整各(ge)項指標。


4、RO膜殼—現采用的(de)是(shi)不銹(xiu)鋼膜殼,安裝兩端的(de)端頭時,應(ying)在橡(xiang)膠O型圈(quan)上(shang)涂(tu)上(shang)一層丙三醇(甘(gan)油),這樣即方(fang)便拆卸,又可增加密封(feng)性。維修時應(ying)謹(jin)防損壞密封(feng)圈(quan)。


5、RO膜(mo)(mo)—RO膜(mo)(mo)是反滲透(tou)主(zhu)機的關鍵部件,對設備(bei)的產水量和品質(zhi)起著決定性(xing)作用,本(ben)設備(bei)一級選用美(mei)國(guo)海德能(neng)ESPA4-4040低(di)壓(ya)復合膜(mo)(mo),二級選用陶式膜(mo)(mo)。


6、電導(dao)率儀—其主(zhu)要作用是顯示設備(bei)運(yun)行時純(chun)水的電導(dao)率情(qing)況,其計(ji)量單位為(wei)μs/cm。


7、濃(nong)水調節(jie)閥(fa)—該(gai)閥(fa)是反滲透主(zhu)機(ji)的(de)一個重要元件,它(ta)的(de)主(zhu)要作用(yong)是調節(jie)膜管內(nei)壓力,達到調節(jie)純(chun)水和濃(nong)水比例(li)的(de)目(mu)的(de)。它(ta)與高(gao)壓泵節(jie)流閥(fa)配(pei)合使用(yong),可更好的(de)調整膜管內(nei)壓力、純(chun)水產(chan)量等。設(she)備(bei)開啟前應將該(gai)閥(fa)門打(da)開一定程度(du),以(yi)防備(bei)設(she)備(bei)啟動時膜壓力突然升(sheng)高(gao)超過極限。


8、膜沖洗電(dian)磁閥—其(qi)主(zhu)要(yao)作用(yong)是(shi)定時(shi)開(kai)放,讓濃水(shui)大流(liu)量通(tong)過,降低(di)膜管內(nei)(nei)壓(ya)力(li),增加膜管內(nei)(nei)的(de)(de)流(liu)速,達到沖洗膜的(de)(de)目的(de)(de),它(ta)是(shi)反滲透主(zhu)機(ji)的(de)(de)一(yi)個重要(yao)組成部分。


9、純水(shui)、濃(nong)水(shui)流量(liang)(liang)(liang)計—其作用是計量(liang)(liang)(liang)純水(shui)和(he)濃(nong)水(shui)流量(liang)(liang)(liang),計量(liang)(liang)(liang)單位(wei)為加(jia)侖/分鐘(GPM)或升/分鐘(LPM)。通過這(zhe)兩個(ge)流量(liang)(liang)(liang)計,可以清楚(chu)地掌握設備當(dang)時的產水(shui)量(liang)(liang)(liang)和(he)濃(nong)水(shui)流量(liang)(liang)(liang),可以直觀地觀看純水(shui)和(he)濃(nong)水(shui)的比(bi)例(li),以利于我們按要求(qiu)比(bi)例(li)和(he)產量(liang)(liang)(liang)調(diao)整系統狀況。


10、高壓(ya)泵(beng)前壓(ya)力表(0~10.5kg/cm2)—這(zhe)塊表主要是(shi)顯(xian)示原水(shui)進入(ru)高壓(ya)泵(beng)前的(de)壓(ya)力。該(gai)(gai)表與(yu)微孔膜精(jing)(jing)濾器進水(shui)壓(ya)力表配合觀察,可(ke)以判斷精(jing)(jing)濾器過濾芯是(shi)否失(shi)效(xiao)或是(shi)否該(gai)(gai)清洗(xi)(xi)。壓(ya)力差很(hen)大時,說明濾芯應該(gai)(gai)清洗(xi)(xi),如清洗(xi)(xi)后(hou)仍達不到要求,則應更換(huan)。


11、膜(mo)前和濃水壓(ya)(ya)(ya)力(li)表(biao)(0~28kg/cm2)—膜(mo)前壓(ya)(ya)(ya)力(li)表(biao)顯(xian)示(shi)水進入膜(mo)時的水壓(ya)(ya)(ya)情(qing)況,濃水壓(ya)(ya)(ya)力(li)表(biao)顯(xian)示(shi)最后一根膜(mo)出口到(dao)濃水調節閥前的壓(ya)(ya)(ya)力(li)。兩塊表(biao)配合觀察,可以(yi)知道壓(ya)(ya)(ya)差情(qing)況,這一點(dian)在實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)中是很重要的。調整運(yun)行(xing)參數時,應(ying)以(yi)膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)力(li)表(biao)為依據調整系統(tong)壓(ya)(ya)(ya)力(li),尤其是當(dang)系統(tong)壓(ya)(ya)(ya)力(li)在上限時,且膜(mo)壓(ya)(ya)(ya)差大(da)較大(da)時,更應(ying)該注意這一點(dian)。


12、低(di)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)開(kai)關(guan)(guan)—低(di)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)開(kai)關(guan)(guan)的(de)功能是按系(xi)統工(gong)藝要(yao)求(qiu)而設(she)(she)置的(de)水(shui)(shui)壓(ya)(ya)值來(lai)控制主(zhu)機(ji)運(yun)行或(huo)停止的(de)保(bao)險裝置。當進水(shui)(shui)供水(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)低(di)于系(xi)統設(she)(she)定值時,壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)開(kai)關(guan)(guan)會(hui)自動(dong)將(jiang)主(zhu)機(ji)關(guan)(guan)閉(bi),以避免高壓(ya)(ya)泵(beng)在(zai)缺水(shui)(shui)或(huo)無(wu)水(shui)(shui)時空轉,造成(cheng)泵(beng)的(de)損壞。該設(she)(she)備使用的(de)是內部已設(she)(she)置好參數(shu)的(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)開(kai)關(guan)(guan)。它的(de)最(zui)低(di)值大致(zhi)設(she)(she)置在(zai)0.35kg/cm2左右。


13、電(dian)(dian)器(qi)(qi)控(kong)制(zhi)箱—反滲(shen)透主機的進水電(dian)(dian)磁閥、低(di)壓壓力(li)開(kai)關、沖洗電(dian)(dian)磁閥及高(gao)壓泵的啟(qi)停,均(jun)由DDG403b微電(dian)(dian)腦(nao)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)控(kong)制(zhi),控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)輸入(ru)電(dian)(dian)源220伏(fu)。電(dian)(dian)控(kong)箱設有開(kai)關、熔斷器(qi)(qi)、微電(dian)(dian)腦(nao)控(kong)制(zhi)器(qi)(qi)、接觸器(qi)(qi)、熱保護(hu)器(qi)(qi)及等元(yuan)器(qi)(qi)件(jian)。

圖片

14、低壓配電裝置

該裝(zhuang)置輸入電(dian)源380伏,輸出設(she)(she)有(you)四個15安三相空氣開關及(ji)一個10安單(dan)相空氣開關,構成輸出電(dian)源380伏四個回路,分別對原水(shui)加(jia)壓(ya)泵(beng)(beng)、1#高(gao)(gao)壓(ya)泵(beng)(beng)、2#高(gao)(gao)壓(ya)泵(beng)(beng)及(ji)清(qing)洗泵(beng)(beng)供(gong)電(dian)。另一個回路220伏,對砂濾、碳濾及(ji)全自動軟水(shui)器(qi)(qi)供(gong)電(dian)。為使原水(shui)加(jia)壓(ya)泵(beng)(beng)與反(fan)滲透主(zhu)機(ji)同(tong)時啟(qi)動,低壓(ya)配電(dian)裝(zhuang)置內設(she)(she)有(you)接觸器(qi)(qi)和熱繼(ji)電(dian)器(qi)(qi),用(yong)控制線(xian)連(lian)接反(fan)滲透主(zhu)機(ji)啟(qi)動元器(qi)(qi)件。



純化水相關單位換算:

長度(du):1英寸=2.54厘米

壓力:0.1MPa=1kg=14.1psi

流量:1加侖=3.785升

電導率單位:μS/cm

電阻率(lv)單(dan)位(wei):MΩ·CM

電導率=1/電阻率