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2016年3月16日
蔚志強(qiáng)
反滲透水處理系統(tǒng)
培訓(xùn)教材2016年3月16日蔚志強(qiáng)
反滲透水處理系統(tǒng)
培訓(xùn)教材培訓(xùn)主要內(nèi)容反滲透水處理工藝流程加藥系統(tǒng)知識(shí)介紹反滲透系統(tǒng)系統(tǒng)操作步驟多介質(zhì)過濾器知識(shí)介紹反滲透知識(shí)介紹培訓(xùn)主要內(nèi)容反滲透水處理工藝流程加藥系統(tǒng)知識(shí)介紹反滲透系統(tǒng)系多介質(zhì)過濾器
多介質(zhì)過濾器是水處理系統(tǒng)的重要預(yù)處理裝置,它的作用是濾除原水帶來的細(xì)小顆粒、懸浮物、膠體,有機(jī)物等雜質(zhì),以及經(jīng)加藥后形成的礬花,從而保證其出水的濁度≤1NTU。多介質(zhì)過濾器多介質(zhì)過濾器是水處理系統(tǒng)的重要預(yù)特性:*能夠有效地去除原水中的膠體、懸浮物及有機(jī)物等。*具有獨(dú)特的均勻布水方式,使過濾達(dá)到最大效果。*反洗裝置帶空氣擦洗,能力強(qiáng)、時(shí)間短、水耗低。*采用較低的運(yùn)行流速,以適應(yīng)將來水質(zhì)變壞的可能性。*單臺(tái)過濾器的運(yùn)行周期較長(zhǎng)。
結(jié)構(gòu)形式:設(shè)備由本體、底部配氣裝置、進(jìn)水裝置、外配管及儀表取樣裝置等組成。進(jìn)水裝置為上進(jìn)水、下出水,底部出水裝置為多孔板加水帽結(jié)構(gòu);設(shè)備的本體外部配管配帶閥門并設(shè)有壓力取樣接口,便于現(xiàn)場(chǎng)安裝和裝置正常運(yùn)行。特性:滲透
我們知道滲透是指稀溶液中的溶劑(水分子)自發(fā)地透過半透膜進(jìn)入濃溶液(濃水)側(cè)的溶劑(水分子)流動(dòng)現(xiàn)象.滲透壓
定義為某溶液在自然滲透的過程中,濃溶液側(cè)液面不斷升高,稀溶液側(cè)液面相應(yīng)降低、直到兩側(cè)形成的水柱壓力抵消了溶劑分子的遷移,溶液兩側(cè)的液面不再變化變化,滲透過程達(dá)到平衡點(diǎn),此時(shí)的液柱高差稱為該濃溶液的滲透壓反滲透原理
即在進(jìn)水(濃溶液)側(cè)施加操作壓力以克服自然滲透壓,當(dāng)高于自然滲透壓的操作壓力施加于濃溶液側(cè)時(shí),水分廣自然滲透的流動(dòng)方向就會(huì)逆轉(zhuǎn),進(jìn)水(濃濟(jì)液)中的水分子部分通過膜成為稀濟(jì)液側(cè)的凈化產(chǎn)水(清參見下圖)反滲透膜:允許溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)分子透過的一種功能性半透膜反滲透知識(shí)介紹滲透
我們知道滲透是指稀溶液中的溶劑(水分子)自發(fā)地透過半透滲透和反滲透原理壓力濃溶液稀溶液濃溶液稀溶液滲透反滲透水分子擴(kuò)散經(jīng)過半透膜進(jìn)入濃溶液側(cè)以平衡溶液的離子強(qiáng)度,在平衡點(diǎn),濃溶液和稀溶液間的高度差對(duì)應(yīng)兩側(cè)間的滲透壓差施加超過滲透壓的壓力反向水分子的流動(dòng)方向。因而定義為反滲透滲透和反滲透原理壓力濃溶液稀溶液濃溶液稀溶液滲透反滲透水分子反滲透的專業(yè)術(shù)語膜元件:將反滲透或納濾膜膜片與進(jìn)水流道網(wǎng)格、產(chǎn)水流道材料、產(chǎn)水中心管和抗應(yīng)力器等用膠粘劑等組裝在一起,能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水與產(chǎn)水分開的反滲透或納濾過程的最小單元稱為膜元件;膜組件:膜元件安裝在受壓力的壓力容器外殼內(nèi)構(gòu)成膜組件;膜裝置:由膜組件、儀表、管道、閥門、高壓泵、保安濾器、就地控制盤柜和機(jī)架組成的可獨(dú)立運(yùn)行的成套單元膜設(shè)備稱為膜裝置,反滲透和納濾過程通過該膜裝置來實(shí)現(xiàn);膜系統(tǒng):針對(duì)特定水源條件和產(chǎn)水要求設(shè)計(jì)的,由預(yù)處理、加藥裝置、增壓泵、水箱、膜裝置和電氣儀表連鎖控制的完整膜法水處理工藝過程稱為系統(tǒng)。待處理的進(jìn)水經(jīng)過高壓泵被連續(xù)升壓泵入膜裝置內(nèi),在膜元件內(nèi)進(jìn)水被分成濃度低的或更純的產(chǎn)水,稱為透過液和濃度高的濃水。濃水調(diào)節(jié)閥控制成為產(chǎn)水和濃水的比例即裝置回收率。膜的壓密:即使在正常運(yùn)行條件下,反滲透也會(huì)在壓力的長(zhǎng)期作用下,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)孔隙率緩慢減少,水通量緩慢下降,這種現(xiàn)象叫膜的壓密。其結(jié)果會(huì)造成產(chǎn)水量或系統(tǒng)的出力下降,壓密化是膜性能的不可逆衰減,事實(shí)上,復(fù)合膜比醋酸纖維素膜更耐壓密化,但是頻繁的水錘作用也會(huì)引起膜的壓密化,必須避免。反滲透的專業(yè)術(shù)語膜元件:將反滲透或納濾膜膜片與進(jìn)水流道網(wǎng)格、反滲透的專業(yè)術(shù)語回收率-指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分率。膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的,設(shè)置在濃水管道上的濃水閥可以調(diào)節(jié)并設(shè)定回收率?;厥章食3OM畲蠡员惬@得最大的產(chǎn)水量,但是應(yīng)該以膜系統(tǒng)內(nèi)不會(huì)因鹽類等雜質(zhì)的過飽和發(fā)生沉淀為它的極限值。(我廠回收率保持在78%左右)脫鹽率-通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中除去總可溶性的雜質(zhì)濃度的百分率,或通過納濾膜脫除特定組份如二價(jià)離子或有機(jī)物的百分?jǐn)?shù)。(我廠脫鹽率保持在98%以上)透鹽率-脫鹽率的相反值,它是進(jìn)水中溶解性的雜質(zhì)成份透過膜的百分率。滲透液-經(jīng)過膜系統(tǒng)產(chǎn)生的凈化產(chǎn)水。流量-流量是指進(jìn)入膜元件的進(jìn)水流率,常以每小時(shí)立方米數(shù)(m3/h)或每分鐘加侖數(shù)表示(gpm)。濃水流量是指離開膜元件系統(tǒng)的未透過膜的那部分的“進(jìn)水”流量。這部分濃水含有從原水水源帶入的可溶性的組份,常以每小時(shí)立方米數(shù)(m3/h)或每分鐘加侖數(shù)表示(gpm)。通量-單位膜面積上透過液的流率,通常以每小時(shí)每平方米升數(shù)(L/m2h)或每天每平方英尺加侖數(shù)表示(gfd)。稀溶液-凈化后的水溶液,為反滲透或納濾系統(tǒng)的產(chǎn)水。濃溶液-未透過膜的那部分溶液,如反滲透或納濾系統(tǒng)的濃縮水。污堵-有機(jī)物和膠體在膜面上的沉積。結(jié)垢-部分鹽類的濃度超過其溶度積在膜面上的沉淀,例如碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸鍶、氟化鈣和磷酸鈣等。朗格利爾指數(shù)(LSI)(對(duì)于海水可根據(jù)斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)(S&DSI)),在飽和pHs的條件下,水中CaCO3處于溶解與沉淀之間的平衡狀態(tài)。反滲透的專業(yè)術(shù)語回收率-指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的濃差極化及其危害濃差極化是指在分離過程中,料液中的溶劑在壓力驅(qū)動(dòng)下透過膜,溶質(zhì)(離子或不同分子量的溶質(zhì))被截留,于是在膜與本體溶液界面或臨近膜界面區(qū)域濃度越來越搞.在濃度剃度作用下,溶質(zhì)由膜面向本體溶液擴(kuò)散,形成邊界層,使流體阻力與局部滲透壓增加,從而導(dǎo)致溶劑透過流量下降.當(dāng)溶劑向膜面流動(dòng)(對(duì)流)時(shí)引起溶質(zhì)向膜面流動(dòng)速度與濃度剃度使溶質(zhì)向本體溶液擴(kuò)散速度達(dá)到平衡時(shí),在膜面附近存在一個(gè)穩(wěn)定的濃度剃度區(qū),這一區(qū)域稱為濃差極化邊界層,這一現(xiàn)象稱為濃差極化.濃差極化的危害 一截留率下降
由于膜表面處溶質(zhì)濃度增高,實(shí)測(cè)的截留率會(huì)低于真實(shí)或本征截留率。當(dāng)溶質(zhì)為鹽等低分子量物質(zhì)時(shí)通常如此。(RO,NF)
一截留率升高
對(duì)于大分子溶質(zhì)混合物,尤其會(huì)出現(xiàn)這種情況,此時(shí)濃差極化對(duì)選擇性有顯著影響。被完全截留的高分子量溶質(zhì)會(huì)形成一種次級(jí)膜或動(dòng)態(tài)膜,從而使得小分子量溶質(zhì)的截留率提高。(UF,MF)
一通量降低
通量正比于推動(dòng)力,其比例常數(shù)可看成是所有阻力之和的倒數(shù)。濃差極化嚴(yán)重時(shí)(微濾/超濾),通量衰減可能相當(dāng)明顯(應(yīng)該指出的是:污染是導(dǎo)致通量衰減的主要因素,這將在后面討論)。而對(duì)于另?!缀醪话l(fā)生濃差極化的過程如氣體分離,隨時(shí)間變化,通量基本不變。最小濃水流量:生產(chǎn)實(shí)際中是保持足夠的濃水流量而減輕濃差極化的,該濃水流量的最低限值稱最小濃水流量。濃差極化及其危害濃差極化是指在分離過程中,料液中的溶劑在壓力溫度和壓力對(duì)反滲透的影響壓力 透過膜的水通量增加與進(jìn)水壓力的增加存在直線關(guān)系,增加進(jìn)水壓力也增加了脫鹽率,但是兩者間的變化關(guān)系沒有線性關(guān)系,而且達(dá)到一定程度后脫鹽率將不再增加。由于RO膜對(duì)進(jìn)水中的溶解性鹽類不可能絕對(duì)完美地截留,總有一定量的透過量,隨著壓力的增加,因?yàn)槟ね高^水的速率比傳遞鹽分的速率快,這種透鹽率的增加得到迅速地克服。但是,通過增加進(jìn)水壓力提高鹽分的排除率有上限限制,正如圖1脫鹽率曲線的平坦部分所示那樣,超過一定的壓力值,脫鹽率不再增加,某些鹽分還會(huì)與水分子耦合一同透過膜
進(jìn)水壓力對(duì)通量和脫鹽率的作用脫鹽率產(chǎn)水通量壓力
進(jìn)水溫度對(duì)通量和脫鹽率的作用產(chǎn)水通量(恒定壓力)脫鹽率(恒定通量)溫度溫度 膜系統(tǒng)產(chǎn)水電導(dǎo)對(duì)進(jìn)水溫度的變化非常敏感,隨著水溫的增加,水通量幾乎線性地增大,這主要?dú)w功于透過膜的水分子的粘度下降、擴(kuò)散能力增加。增加水溫會(huì)導(dǎo)致脫鹽率降低或透鹽率增加,這主要是因?yàn)辂}分透過膜的擴(kuò)散速率會(huì)因溫度的提高而加快所致。 溫度越高,產(chǎn)水量越高,反之亦然,在較高的溫度條件下運(yùn)行時(shí),應(yīng)調(diào)低運(yùn)行壓力,使產(chǎn)水量保持不變,反之亦然。溫度和壓力對(duì)反滲透的影響壓力進(jìn)水壓力對(duì)通量和脫鹽率的作用脫鹽濃度和PH值對(duì)反滲透的影響鹽濃度
滲透壓是水中所含鹽分或有機(jī)物濃度和種類的函數(shù),鹽濃度增加,滲透壓也增加,因此需要逆轉(zhuǎn)自然滲透流動(dòng)方向的進(jìn)水驅(qū)動(dòng)壓力大小主要取決于進(jìn)水中的含鹽量。如果壓力保持恒定,含鹽量越高,通量就越低,滲透壓的增加抵銷了進(jìn)水推動(dòng)力,水通量降低,增加了透過膜的鹽通量(降低了脫鹽率)。脫鹽率水通量原水濃度增加鹽濃度對(duì)通量和脫鹽率的影響pH值
膜脫鹽率特性取決于pH值,水通量也會(huì)受到影響,反滲透膜在寬廣的pH范圍內(nèi)水通量和脫鹽率相當(dāng)穩(wěn)定。反滲透膜在很寬的pH范圍內(nèi)所具有的穩(wěn)定性允許我們采用更強(qiáng)烈、更快和更有效的化學(xué)清洗程序。進(jìn)水pH對(duì)水通量和脫鹽率的影響水通量脫鹽率pH
值鹽濃度和PH值對(duì)反滲透的影響鹽濃度脫鹽率水通量原水濃度增加鹽回收率對(duì)反滲透的影響增加回收率對(duì)通量和脫鹽率的影響脫鹽率水通量回收率
通過對(duì)進(jìn)水施加壓力當(dāng)濃溶液和稀溶液間的自然滲透流動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)時(shí),實(shí)現(xiàn)反滲透過程。如果回收率增加(進(jìn)水壓力恒定),殘留在原水中的含鹽量更高,自然滲透壓將不斷增加直至與施加的壓力相同,這將抵銷進(jìn)水壓力的推動(dòng)作用,減慢或停止反滲透過程,使?jié)B透通量降低或甚至停止
RO系統(tǒng)最大可能回收率并不一定取決于滲透壓的限制,往往取決于原水中的含鹽量和它們?cè)谀っ嫔弦l(fā)生沉淀的傾向,最常見的微溶鹽類是碳酸鈣、硫酸鈣和硅,應(yīng)該采用原水化學(xué)處理方法阻止鹽類因膜的濃縮過程引發(fā)的結(jié)垢。回收率對(duì)反滲透的影響增加回收率對(duì)通量和脫鹽率的影響脫鹽率水通反滲透系統(tǒng)的常見專業(yè)名詞
C0:反滲透系統(tǒng)進(jìn)水含鹽量,ppm;
C1:反滲透系統(tǒng)淡水含鹽量,ppm;
C2:反滲透系統(tǒng)濃水含鹽量,ppm;
F0:反滲透系統(tǒng)進(jìn)水流量,m3/h;
F1:反滲透系統(tǒng)淡水流量,m3/h;
F2:反滲透系統(tǒng)濃水流量,m3/h。系統(tǒng)回收率:系統(tǒng)的產(chǎn)品水量占系統(tǒng)總進(jìn)水量的比例。 回收率Recovery=F1/F0100%
系統(tǒng)透鹽率:產(chǎn)品水的含鹽量占系統(tǒng)給水含鹽量的比例。 透鹽率Passage=C1/C0100%
系統(tǒng)脫鹽率:反映膜系統(tǒng)對(duì)鹽分的脫除能力。 脫鹽率Rejection=(C0-C1)/C0100%ROC1F1C0F0C2F2反滲透系統(tǒng)的常見專業(yè)名詞C0:反滲透系統(tǒng)進(jìn)水含鹽膜組件的解剖圖進(jìn)水濃水產(chǎn)品水進(jìn)水隔網(wǎng)產(chǎn)水隔網(wǎng)產(chǎn)水隔網(wǎng)粘結(jié)劑膜組件的解剖圖進(jìn)水濃水產(chǎn)品水進(jìn)水隔網(wǎng)產(chǎn)水隔網(wǎng)產(chǎn)水隔網(wǎng)粘結(jié)劑反滲透工藝過程示意圖反滲透膜給水反滲透產(chǎn)品水濃水反滲透工藝過程示意圖反滲透膜給水反滲透產(chǎn)品水濃水膜組件排列~回收率關(guān)系回收率回收率70%左右第一段第二段進(jìn)水產(chǎn)水濃水膜組件排列~回收率關(guān)系回收率回收率70%左右第一段膜元件的性能參數(shù)操作壓力:由于膜元件機(jī)械強(qiáng)度的限制,一般規(guī)定了最高操作壓力,普通膜元件的操作壓力一般為4Mpa進(jìn)水流量:限制最高進(jìn)水流量的目的是保護(hù)壓力容器始端的第一根膜元件的“進(jìn)水-濃水”壓力降不超過0.07Mpa(10psi)。過高的進(jìn)水流量可能會(huì)使膜元件中出水端凸出和隔水網(wǎng)變形。8寸膜通常的進(jìn)水流量不超過17m3/h。濃水流量:濃水量太小,濃水側(cè)的膜表面水流速度太慢,一方面容易形成濃差極化,另一方面水流攜帶鹽能力下降,膜元件污染速度加劇。8寸膜通常的濃水流量不小于2.7m3/h。進(jìn)水濁度:目的是防止顆粒劃傷高壓泵和膜,堵塞膜孔和水流通道,卷式膜的進(jìn)水濁度要求是小于1NTU。進(jìn)水SDI:SDI稱為淤塞指數(shù)、污染指數(shù),它表示微量固體顆粒的水質(zhì)指標(biāo)。反滲透要求進(jìn)水SDI<3,極限值是5進(jìn)水余氯:限制進(jìn)水余氯是為了防止膜被氧化分解。要求進(jìn)水余氯為0,極限值為0.1mg/l單支膜的濃水和淡水的比例。濃水流量下降,會(huì)導(dǎo)致濃差極化、膜污染和結(jié)垢。一般不低于5:1單支膜的壓力損失:膜元件的壓力損失與進(jìn)水流量成正比,因此該指標(biāo)實(shí)際是限制進(jìn)水流量。膜元件的允許透水量,不同的水質(zhì)來源允許的透水量不同,膜元件的尺寸不同允許的透水量也不同,通常8寸膜,對(duì)地表水是20~28m3/d,地下水34~40m3/d的允許透水量膜元件的性能參數(shù)操作壓力:由于膜元件機(jī)械強(qiáng)度的限制,一般規(guī)定8”BW30-365反滲透元件運(yùn)行極限值膜的類型……………聚酰胺復(fù)合膜最高運(yùn)行壓力…………………600psi(41Bar)(2MPA)最高運(yùn)行溫度………45oC(22±5oC)最大給水濁度…………………1NTU游離氯容忍量……………<0.1ppm連續(xù)運(yùn)行pH范圍……………2-11(6_7)短時(shí)清洗pH范圍(30分鐘)…………………1-12最大給水流量………70gpm(16m3/h)最大給水SDI…………………SDI58”BW30-365反滲透元件運(yùn)行極限值膜的類型………………BW30-365反滲透膜注意事項(xiàng)膜元件一旦浸濕,即應(yīng)始終保持濕潤(rùn)。如果不嚴(yán)格遵守技術(shù)公告中的設(shè)計(jì)導(dǎo)則和運(yùn)行極限值,有限質(zhì)量保證將失效。系統(tǒng)啟動(dòng)后第1小時(shí)內(nèi)的產(chǎn)品水應(yīng)該放掉不用。在系統(tǒng)停機(jī)、運(yùn)輸、貯存期間,為了防止微生物滋長(zhǎng),我們建議將膜元件浸于保存液中。標(biāo)準(zhǔn)的保存液含1.5%(重量)的亞硫酸氫鈉(食品級(jí))。元件至少需使用6小時(shí)后方可用甲醛消毒殺菌。如果在6小時(shí)內(nèi)使用甲醛,可能導(dǎo)致通量損失。該膜對(duì)氯(次氯酸鹽)的短期攻擊有一定抵抗力,但連續(xù)接觸會(huì)破壞膜,故應(yīng)避免。BW30-365反滲透膜注意事項(xiàng)膜元件一旦浸濕,即應(yīng)始終保持反滲透的預(yù)處理根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的不同,應(yīng)選用相應(yīng)的預(yù)處理辦法,使進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)的水質(zhì)達(dá)到進(jìn)水要求。BW30膜的進(jìn)水要求如下:最高運(yùn)行溫度:45C最高運(yùn)行壓力:41Bar最大進(jìn)水濁度:1NTU游離氯容忍度:<0.1ppm連續(xù)運(yùn)行pH:2-11短時(shí)清洗pH:1-12最大給水SDI15:5另外,還有一些推薦的要求如下:A.TOC<3ppmB.油脂<0.1ppmC.Fe/Mn超過0.5ppm時(shí),最好采取去除措施。D.SiO2的溶解度受Fe、Al的影響顯著減小,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以考慮。E.Sr、Ba應(yīng)分析到ppb級(jí)。F.抗污染膜系統(tǒng)控制進(jìn)膜水質(zhì)TOC/BOD/COD<10ppm。推薦的要求,并不意味著這些要求是次要的,相反地,十分重要。之所以沒有將這些要求列為必要條件,是因?yàn)槠鋵?duì)反滲透系統(tǒng)的影響更為復(fù)雜,很難用單一的函數(shù)或表達(dá)加以描述。反滲透的預(yù)處理根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的不同,應(yīng)選用相應(yīng)的預(yù)處理辦法,使預(yù)處理的方法
結(jié)垢酸化阻垢劑冷/熱石灰軟化樹脂軟化
污堵混凝沉降絮凝過濾機(jī)械過濾氧化/錳砂過濾氯化、O3氧化炭濾(有機(jī)物/氧化物)殺生劑MF/UF膜濾
預(yù)處理的方法結(jié)垢污堵預(yù)處理的必要性引起膜失敗的物質(zhì)酸,堿余氯游離氧有機(jī)溶劑活細(xì)菌污染金屬氧化物膠體生物質(zhì)(死)結(jié)垢CaSO4SiO2CaCO3SrSO4CaF2Mg(SO)2BaSO4滲透壓粘度破壞物沉積物性能衰減因素預(yù)處理的必要性引起膜失敗的物質(zhì)酸,堿污染結(jié)垢滲透壓破壞物沉積預(yù)處理的表征/評(píng)估
結(jié)垢性
TDS10,000ppm;可溶性固體含量
LSI
0(衡量碳酸鈣在水中的溶解傾向指標(biāo))TDS
10,000ppmBa鋇
0.5ppmSr鍶
0.1ppm
Si60~150ppm
污堵性濁度
1NTUSDI15
5Mn0.1ppmH2S0.1ppmTOC10ppm(非抗污染膜)有機(jī)污染物預(yù)處理的表征/評(píng)估結(jié)垢性常見的預(yù)處理方法預(yù)處理CaCO3CaSO4BaSO4SrSO4CaF2SiO2SDIFeAl細(xì)菌氧化劑有機(jī)物加酸法●○○加阻垢劑●●●●●○IX軟化●●●●IX脫堿○○○○○石灰軟化○○○○○○○○○○預(yù)防清洗○○○○○○○調(diào)整運(yùn)行參數(shù)○○○○●介質(zhì)過濾○○○○氧化過濾○●在線混凝○○○○混凝/絮凝○●○○●微濾MF/超濾UF●●○○○●精密過濾CF○○○○○氯化消毒●脫氯●沖擊消毒處理○預(yù)防性殺菌○活性炭濾GAC○●●●非常有效○可能有效常見的預(yù)處理方法預(yù)處理CaCO3CaSO4BaSO4SrS傳統(tǒng)的RO的預(yù)處理多介質(zhì)過濾器活性炭吸附配合絮凝劑,可控制出水的顆粒粒徑在2μm左右吸附作用,去除部分小分子的有機(jī)物對(duì)于地表水,其出水的污染指數(shù)SDI一般可控制在4以下對(duì)于COD(化學(xué)需氧量)的去除率一般在40%-98%有效去除呈顆粒狀或者膠體狀的大分子物質(zhì)。對(duì)膠體去除效果不穩(wěn)定活性炭不作為過濾、截留用?;钚蕴吭偕鷨栴}令人困擾。傳統(tǒng)的RO的預(yù)處理多介質(zhì)過濾器活性炭吸附配合絮凝劑,可控制反滲透運(yùn)行維護(hù)反滲透的運(yùn)行雖然簡(jiǎn)單,但是并不意味著用戶可以不監(jiān)督系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。根據(jù)我們的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn),記錄完整的運(yùn)行數(shù)據(jù),以診斷系統(tǒng)運(yùn)行后的變化情況,以便及時(shí)采取措施,是十分必要的。反滲透系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題,則其惡化的速度是隨時(shí)間加速的。所以,及時(shí)監(jiān)測(cè)到問題的出現(xiàn)很重要。反滲透運(yùn)行中常遇到的問題概括如下:超出力運(yùn)行。這是必須避免的。因?yàn)槌隽Φ慕Y(jié)果是,給水被過度濃縮,從而導(dǎo)致加藥不準(zhǔn)或不夠,進(jìn)一步引起結(jié)垢等問題。超出力有人為的因素,也有水溫升高或低壓膜的壓力偏高等引起。系統(tǒng)產(chǎn)生污堵后未能及時(shí)清洗,或清洗不徹底。停電后產(chǎn)生背壓破壞。停運(yùn)后,膜失水干透。被氧化劑破壞。結(jié)垢。其他。這些現(xiàn)象直接影響的參數(shù)有系統(tǒng)脫鹽率、系統(tǒng)產(chǎn)水量、系統(tǒng)壓差、給水壓力等。反滲透運(yùn)行維護(hù)反滲透的運(yùn)行雖然簡(jiǎn)單,但是并不意味著用戶可以不如何減少故障和降低反滲透清洗頻率 1、在取得水質(zhì)全分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)反滲透系統(tǒng)
2、在進(jìn)行設(shè)計(jì)前確定RO進(jìn)水的SDI值
3、如果進(jìn)水水質(zhì)變化,需要作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整
4、必須保證足夠的預(yù)處理。
5、選擇正確的膜元件
6、選擇比較保守的水通量
7、選擇合理的水回收率
8、設(shè)計(jì)足夠的橫向流速及濃水流速
9、對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化如何減少故障和降低反滲透清洗頻率 1、在取得水質(zhì)全分析的基礎(chǔ)污堵癥狀與參考狀態(tài)相比:–進(jìn)水壓力增加:保持進(jìn)水流量和產(chǎn)水流量(回收率)不變–產(chǎn)水流量下降:保持進(jìn)水壓力和進(jìn)水流量不變–段間壓差增加:一段或二段–脫鹽率降低參考狀態(tài):在開始正常運(yùn)行后24到48小時(shí)建立的初始狀態(tài)污堵癥狀與參考狀態(tài)相比:顆粒污染癥狀:主要集中在反滲透設(shè)備一段;–進(jìn)水壓力增加;–壓差增加;–膜元件前端污染;?原因:保安過濾器失效;–材質(zhì):不銹鋼的型號(hào)和鋼板厚度;–結(jié)構(gòu):在最高運(yùn)行壓力下的強(qiáng)度穩(wěn)定性;–濾芯:孔徑(5微米)和強(qiáng)度;–安裝:嚴(yán)密性;膜管尾端膜管前端顆粒污染癥狀:主要集中在反滲透設(shè)備一段;膜管尾端膜管前端生物污染?癥狀:–產(chǎn)水量下降:進(jìn)水壓力和流量不變時(shí);–膜元件表面有生物粘泥:手感滑膩并有魚腥味兒;–脫鹽率:可能會(huì)上升;?原因:–原水:?有機(jī)物含量高;?細(xì)菌、藻類較多;–前處理:殺菌不足;–阻垢劑加藥罐:藥液存放時(shí)間過長(zhǎng)生物污染?癥狀:膠體污染?癥狀:–產(chǎn)水量下降:進(jìn)水壓力和流量不變時(shí);–脫鹽率下降;–一段膜元件前端污染;?原因:–有機(jī)物;–硅膠體,鐵膠體,鋁膠體;膠體污染?癥狀:反滲透故障處理故
障
癥
狀直接原因間接原因解決方法產(chǎn)水流量鹽透過率壓
差增加增加不變氧化破壞余氯、臭氧、KMnO4等更換膜元件增加增加不變膜片滲漏產(chǎn)水背壓膜片磨損更換膜元件改進(jìn)保安濾器過濾效果增加增加不變“O”形圈泄漏安裝不正確更換“O”形圈增加增加不變產(chǎn)水管泄漏裝元件時(shí)損壞更換膜元件降低增加增加結(jié)垢結(jié)垢控制不當(dāng)清洗;控制結(jié)垢降低增加增加膠體污染預(yù)處理不當(dāng)清洗;改進(jìn)預(yù)處理降低不變?cè)黾由镂廴驹形⑸镱A(yù)處理不當(dāng)清洗、消毒改進(jìn)預(yù)處理降低不變不變有機(jī)物污染油、陽離子聚電解質(zhì)清洗;改進(jìn)預(yù)處理降低降低不變壓密化水錘作用更換膜元件或增加膜元件反滲透故障處理故障癥狀直接原因間接原因解決方法產(chǎn)壓降高癥狀可能的原因解決方法產(chǎn)水量低(進(jìn)水壓力高)碳酸鈣沉淀在pH2的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,如果結(jié)垢嚴(yán)重,需要重復(fù)清洗;如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度。硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉淀用EDTA在pH12的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,如果結(jié)垢嚴(yán)重,需要重復(fù)清洗;如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度(但鋇和鍶的結(jié)垢除外)。氟化鈣結(jié)垢用HCl在pH2的條件下進(jìn)行清洗。磷酸鹽結(jié)垢過量投加含磷酸根的化學(xué)品,通常很難清洗,建議更換新元件。二氧化硅結(jié)垢在pH12的條件下進(jìn)行清洗。膜元件被異物堵塞或膜表面受到磨損用探測(cè)法探測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的元件,找到已損壞的膜元件,改造預(yù)處理,更換膜元件。淤泥或粘土堵塞在pH12的條件下進(jìn)行清洗。膠體硅污堵在pH12的條件下進(jìn)行清洗。微生物污堵在pH12的條件下進(jìn)行清洗和消毒整個(gè)系統(tǒng)。把系統(tǒng)最前面的元件取出稱重就可以了解微生物污堵的程度?;钚蕴糠勰┖蜕傲3霈F(xiàn)永久性產(chǎn)水量下降,需進(jìn)行單支膜元件的單獨(dú)清洗,可以部分恢復(fù)膜元件的性能。壓降高癥狀可能的原因解決方法產(chǎn)水量低碳酸透鹽率高(脫鹽率低)癥狀可能的原因解決方法產(chǎn)水量正?!癘”形圈泄漏或未裝確定泄漏位置,更換已受損的“O”形密封圈。建議采用合適的密封劑并調(diào)整膜元件在壓力外殼內(nèi)的間歇,限制由于元件在壓力容器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)而引起的密封圈磨損。膜表面磨損用探測(cè)法可找到已損壞的膜元件,整改預(yù)處理,更換膜元件。內(nèi)部部件破裂確定泄漏位置,更換已受損的部件,如果膜元件產(chǎn)水管受損,更換膜元件。調(diào)整膜元件在壓力外殼內(nèi)的間隙,限制由于元件在壓力容器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)而引起的密封圈磨損。有機(jī)物污染檢查有機(jī)物或油的含量或是否超回收率操作。在pH12的條件下進(jìn)行清洗,某些有機(jī)物容易清洗,但對(duì)聚電解質(zhì)類有機(jī)物污染,清洗無效,而且也難于清洗油類有機(jī)物,此時(shí)可嘗試用pH12的洗滌劑。碳酸鹽結(jié)垢在pH2的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,可能需要強(qiáng)烈重復(fù)清洗,如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度。硫酸鹽結(jié)垢在pH12的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,可能需要強(qiáng)烈重復(fù)清洗,如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度。膜元件被異物堵塞或膜表面受到磨損用探測(cè)法探測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的元件,找到已損壞的膜元件,改造預(yù)處理,更換膜元件。膠體硅污堵在pH12的條件下進(jìn)行清洗,但膠體硅污堵的清洗十分困難,建議調(diào)整預(yù)處理,降低回收率。氧化鐵污堵采用亞硫酸氫鈉在pH5的條件下進(jìn)行清洗。其它重金屬氧化物污堵用HCl在pH2的條件下進(jìn)行清洗。硫化亞鐵污堵用HCl在pH2的條件下進(jìn)行清洗。應(yīng)嚴(yán)防空氣進(jìn)入膜系統(tǒng)。氟化鈣污堵用HCl在pH2的條件下進(jìn)行清洗。磷酸鹽結(jié)垢過量投加含磷酸根的化學(xué)品,通常很難清洗,建議更換新元件。透鹽率高(脫鹽率低)癥狀可能的原因解決方法產(chǎn)水量低(操作壓力高)癥狀可能的原因解決方法透鹽率正常微生物污堵在pH12的條件下進(jìn)行清洗和消毒整個(gè)系統(tǒng)。把系統(tǒng)最前面的元件取出稱重就可以了解微生物污堵的程度。天然有機(jī)物污染在pH12的條件下進(jìn)行清洗和消毒。保護(hù)液失效(投運(yùn)前或投運(yùn)后)在pH12的條件下進(jìn)行清洗?;钚蕴糠勰┖蜕傲3霈F(xiàn)永久性產(chǎn)水量下降,需進(jìn)行單支膜元件的單獨(dú)清洗,可以部分恢復(fù)膜元件的性能。油類有機(jī)物污染在pH12的條件下進(jìn)行清洗,改善預(yù)處理以減少進(jìn)入膜元件的油類,對(duì)于油類有機(jī)物的清洗,可嘗試采用pH12的洗滌劑。淤泥或粘土堵塞在pH12的條件下進(jìn)行清洗。膠體硅污堵在pH12的條件下進(jìn)行清洗。氧化鐵污堵采用亞硫酸氫鈉在pH5的條件下進(jìn)行清洗。其它重金屬氧化物污堵用HCl在pH2的條件下進(jìn)行清洗。硫化亞鐵污堵用HCl在pH2的條件下進(jìn)行清洗。應(yīng)嚴(yán)防空氣進(jìn)入膜系統(tǒng)。碳酸鈣沉淀在pH2的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,如果結(jié)垢嚴(yán)重,需要重復(fù)清洗;如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度。硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉淀用EDTA在pH12的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,如果結(jié)垢嚴(yán)重,需要重復(fù)清洗;如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度(但鋇和鍶的結(jié)垢除外)。氟化鈣污堵用HCl在pH2的條件下進(jìn)行清洗。磷酸鹽結(jié)垢過量投加含磷酸根的化學(xué)品,通常很難清洗,建議更換新元件。二氧化硅結(jié)垢在pH12的條件下進(jìn)行清洗。膜元件被異物堵塞或膜表面受到磨損用探測(cè)法探測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的元件,找到已損壞的膜元件,改造預(yù)處理,更換膜元件。產(chǎn)水量低(操作壓力高)癥狀可能的原因解決方產(chǎn)水量高(進(jìn)水壓力降低)癥狀可能的原因解決方法透鹽率增加膜氧化更換受損膜元件,根除氧化源,通常情況下,系統(tǒng)中的第一支元件首先受氧化攻擊,可采用探測(cè)法確定。膜面剝離(產(chǎn)水背壓所致)更換受損膜元件,可采用尋找分布規(guī)律法(profiling)和探測(cè)法(probing)確定受損膜元件。清洗消毒方法不正確(存在鐵污染)更換受損膜元件,膜元件在采用任何含有潛在氧化性的消毒劑前,首先必須清洗掉鐵和其它金屬離子。通常情況下,系統(tǒng)中的第一支元件首先受損,可采用探測(cè)法確定。嚴(yán)重的機(jī)械損壞更換受損膜元件,可采用尋找分布規(guī)律法(profiling)和探測(cè)法(probing)確
定受損膜元件。產(chǎn)水量高(進(jìn)水壓力降低)癥狀可能的原因解決方透鹽率低癥狀可能的原因解決方法透鹽率低產(chǎn)水量低(進(jìn)水壓力高)有機(jī)物污染檢查有機(jī)物或油的含量或是否超回收率操作。在pH12的條件下進(jìn)行清洗,某些有機(jī)物容易清洗,但對(duì)聚電解質(zhì)類有機(jī)物污染,清洗無效,而且也難于清洗油類有機(jī)物,此時(shí)可嘗試用pH12的洗滌劑。碳酸鹽結(jié)垢在pH2的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,可能需要強(qiáng)烈重復(fù)清洗,如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度。硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉淀用EDTA在pH12的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,如果結(jié)垢嚴(yán)重,需要重復(fù)清洗;如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度(但鋇和鍶的結(jié)垢除外)。超極限水錘破壞更換受損膜元件。透鹽率低癥狀可能的原因解決方法透鹽率低有機(jī)物殺菌劑加藥超濾膜因?yàn)椴捎玫氖侨窟^濾,所以膜很容易被水基的微生物污染,最終將導(dǎo)致膜表面的污堵并降低膜的性能。微生物薄膜可不可逆地?fù)p壞膜,因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致膜聚合物的降解。附著在膜表面的微生物也會(huì)成為垢和其它沉積物的晶核生長(zhǎng)點(diǎn)。為了保證最高的膜效率,定期地清除生物膜是必要的,我廠生水箱來水為深井水,前期要經(jīng)過加氯殺菌,剩余的污染物光靠加氯已經(jīng)無法去除,因此要求殺菌劑要既能殺菌也能殺藻。殺菌劑是以NaClO為主要成份,同時(shí)添加了粘膜抑制劑和膠泥軟化劑,對(duì)清除菌泥、膠體污染物有非常好的效果。殺菌添加劑的作用是溶解和破壞微生物體表面的脂肪壁和體內(nèi)的酶。殺菌劑加藥超濾膜因?yàn)椴捎玫氖侨窟^濾,所以膜很容易被水基的微鹽酸加藥鹽酸加藥主要用于清除超濾系統(tǒng)金屬氧化物等雜質(zhì)的污染。另外一個(gè)作用是強(qiáng)化殺菌劑的殺菌作用。次氯酸鈉的殺菌主要是通過透過微生物的細(xì)胞壁迅速與原生質(zhì)化合,與細(xì)胞的蛋白質(zhì)作用生成穩(wěn)定的N-CI鍵,引起細(xì)胞內(nèi)部嚴(yán)重?fù)p傷,次氯酸的殺菌能力比次氯酸根要強(qiáng)得多,因此降低PH值,次氯酸含量增加,殺菌能力增強(qiáng)。所以次氯酸可以跟鹽酸一起使用,效果會(huì)更好。HCIO與PH的關(guān)系鹽酸加藥鹽酸加藥主要用于清除超濾系統(tǒng)金屬氧化物等雜質(zhì)的污染。還原劑加藥所有的超薄聚酰胺復(fù)合膜,活性氯均會(huì)氧化膜表面,引起膜元件對(duì)鹽份的脫除能力的下降。微量的金屬會(huì)加速這一氧化過程,因此,應(yīng)對(duì)RO進(jìn)水進(jìn)行脫氯處理還原劑加藥推薦采用SMBS(NaHSO3),理論上1.46mg可以還原1.0mg余氯(以Cl2計(jì)),但在工程實(shí)踐中,通常還原1.0mg余氯需要加入3.0mgSMBS,保證脫除效率。SBS固體在陰冷干燥的環(huán)境下可以保存較長(zhǎng)的時(shí)間,但在水溶液中,會(huì)隨時(shí)與空氣中的氧反應(yīng),不同濃度的SMBS的保存期也不相同,2%的SBS溶液的最長(zhǎng)有效期為3天,10%的為1周,20%的為1個(gè)月加了SMBS之后,水仍有可能呈現(xiàn)氧化性,而且Fe、Cu等金屬離子會(huì)強(qiáng)化這種傾向。NaCl、NaHCO3和銅的協(xié)同作用能促進(jìn)這種氧化能力,所以反滲透進(jìn)水需要采用氧化-還氧電勢(shì)(ORP)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。還原劑加藥所有的超薄聚酰胺復(fù)合膜,活性氯均會(huì)氧化膜表面,引起阻垢劑加藥反滲透系統(tǒng)隨著淡水的不斷滲透,其進(jìn)水側(cè)的鹽分將不斷被濃縮,當(dāng)難溶鹽濃縮超過其溶解度極限時(shí),就會(huì)在反滲透膜表面發(fā)生結(jié)垢,如果反滲透系統(tǒng)回收率為75%時(shí),其濃水的含鹽量就會(huì)增加到進(jìn)水的4倍,回收率越高,產(chǎn)生結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)性就越大。為了防止難溶鹽在反滲透膜表面的結(jié)垢,在反滲透系統(tǒng)中,可以通過投加阻垢劑來有效的防止膜元件結(jié)垢。目前很少的幾種阻垢劑能夠同時(shí)具有阻垢和分散功能,本次采用的阻垢劑JDYRO1350可以同時(shí)具有這兩種特性:1分散性:使鐵、鋁、硅膠體在水中保持懸浮。2阻垢性:控制碳酸鈣、硫酸鈣等在膜表面的沉積。低壓沖洗時(shí)不允許加阻垢劑。阻垢劑加藥反滲透系統(tǒng)隨著淡水的不斷滲透,其進(jìn)水側(cè)的鹽分將不斷阻垢機(jī)理溶液過飽和溶液晶核形成晶核成長(zhǎng)大晶體混合懸浮固體閾值效應(yīng)晶核增長(zhǎng)阻斷晶格扭曲微晶增溶阻垢機(jī)理溶液過飽和溶液晶核形成晶核成長(zhǎng)大晶體混合懸浮固體閾值反滲透開機(jī)檢查步驟反滲透設(shè)備完好備用超濾水箱液位高于1/2中間水箱液位高于1/3在線儀表處于完好備用狀態(tài)加藥設(shè)備完好,加藥箱液位高于2/3系統(tǒng)管線上除RO給水泵出口門和排污閥關(guān)閉,其余各閥門開關(guān)靈活且處于打開狀態(tài)RO供水泵、高壓泵處于良好備用狀態(tài)保安過濾器處于備用狀態(tài)檢查總電源,將主控盤上總電源及儀表電源合上,主控盤上RO供水泵和高壓泵開關(guān)置于停止位置。反滲透開機(jī)檢查步驟反滲透設(shè)備完好備用反滲透開機(jī)步驟啟動(dòng)還原劑加藥泵,調(diào)整流量啟動(dòng)RO給水泵緩慢打開RO給水泵出口手動(dòng)碟閥在保安過濾器排氣口有水排出后關(guān)閉排氣閥用給水低壓沖洗20分鐘。啟動(dòng)阻垢劑加藥泵,調(diào)整流量關(guān)閉電動(dòng)慢開門啟動(dòng)高壓泵3秒鐘后,啟動(dòng)電動(dòng)慢開門關(guān)閉濃水排放門,手動(dòng)調(diào)節(jié)高壓泵出口手動(dòng)球閥和濃水排放手動(dòng)球閥的開度,使進(jìn)水流量、濃水流量、淡水流量達(dá)到設(shè)計(jì)額定流量。檢測(cè)各段間壓差大小,正常在0.1~0.2Mpa左右淡水排污5分鐘,或者檢測(cè)淡水電導(dǎo)合格后關(guān)閉淡水排放門開始制水。做好反滲透運(yùn)行記錄。反滲透開機(jī)步驟啟動(dòng)還原劑加藥泵,調(diào)整流量反滲透停運(yùn)條件超濾水箱液位低,液位反饋控制泵。中間水箱液位高,液位反饋控制泵。RO供水泵或者高壓泵故障需要停運(yùn)。保安過濾器壓差升高超過15%,濾芯需要更換反滲透裝置故障需要停運(yùn)。反滲透進(jìn)出水壓差控制達(dá)到清洗壓差,壓差升高15%以上。(差壓反饋控制)指令停運(yùn),如檢修停運(yùn)、清洗停運(yùn)反滲透停運(yùn)條件超濾水箱液位低,液位反饋控制泵。反滲透停運(yùn)步驟打開淡水排放門打開濃水排放門關(guān)閉高壓泵出口電動(dòng)慢開門當(dāng)壓力降到0.5Mpa時(shí)停運(yùn)高壓泵緩慢關(guān)閉RO供水泵出口閥門停運(yùn)RO給水泵。關(guān)閉阻垢劑加藥泵和加藥出口閥門關(guān)閉還原劑加藥泵和加藥出口閥門打開RO沖洗氣動(dòng)碟閥關(guān)閉RO沖洗水泵出口閥門打開RO沖洗水泵緩慢打開RO沖洗水泵出口閥門低壓沖洗反滲透系統(tǒng)20分鐘緩慢關(guān)閉RO沖洗水泵出口閥門關(guān)閉RO沖洗水泵關(guān)閉RO沖洗氣動(dòng)碟閥關(guān)閉RO濃水排放閥關(guān)閉RO淡水排放閥。反滲透停運(yùn)步驟打開淡水排放門反滲透日常維護(hù)停運(yùn)維護(hù):低壓沖洗 在每次停機(jī)時(shí)候需要進(jìn)行,在系統(tǒng)停運(yùn)4~30天的短期維護(hù)中也多采用低壓沖洗對(duì)反滲透進(jìn)行維護(hù)。打開淡水排放門打開濃水排放門關(guān)閉高壓泵出口電動(dòng)慢開門打開RO沖洗氣動(dòng)碟閥關(guān)閉RO沖洗水泵出口閥門打開RO沖洗水泵緩慢打開RO沖洗水泵出口閥門低壓沖洗反滲透系統(tǒng)20分鐘緩慢關(guān)閉RO沖洗水泵出口閥門關(guān)閉RO沖洗水泵關(guān)閉RO沖洗氣動(dòng)碟閥關(guān)閉RO濃水排放閥關(guān)閉RO淡水排放閥。反滲透日常維護(hù)停運(yùn)維護(hù):低壓沖洗反滲透長(zhǎng)期維護(hù)
如果系統(tǒng)停運(yùn)1~3月,反滲透的維護(hù)多采用殺菌劑對(duì)反滲透進(jìn)行保護(hù)。視情況是否需要先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一次化學(xué)清洗。對(duì)膜先進(jìn)行低壓沖洗在清洗箱配制殺菌劑溶液,殺菌劑可以選擇0.1%~1%的甲醛,或者用1%的亞硫酸鈉。用該殺菌劑沖洗反滲透系統(tǒng)待殺菌劑充滿反滲透系統(tǒng)后,關(guān)閉所有相關(guān)閥門。使殺菌劑保留在系統(tǒng)中。如果溫度高于27℃,每隔15天更換一次保護(hù)液,溫度低于27℃,每隔30天更換一次保護(hù)液。系統(tǒng)再次投運(yùn)前需要低壓沖洗系統(tǒng)至少一小時(shí),高壓泵啟動(dòng)后,淡水排污在5~10分鐘左右,確保淡水中無保護(hù)液。反滲透長(zhǎng)期維護(hù) 如果系統(tǒng)停運(yùn)1~3月,反滲透的維護(hù)多采用殺菌反滲透清洗與消毒反滲透系統(tǒng)的清洗與消毒是非常常見的維護(hù)。應(yīng)該說,對(duì)反滲透系統(tǒng)的及時(shí)有效的清洗或消毒,是延長(zhǎng)反滲透系統(tǒng)壽命的重要措施。污堵物成分越單一,清洗或消毒效果越好。對(duì)反滲透系統(tǒng)進(jìn)行清洗有如下前提條件,只要滿足一個(gè)即可采取清洗措斯。標(biāo)準(zhǔn)化后的產(chǎn)水量下降10%;標(biāo)準(zhǔn)化后的產(chǎn)品水含鹽量上升10%;標(biāo)準(zhǔn)化后的壓差增長(zhǎng)15%。當(dāng)SDI15<3時(shí),清洗頻度可能為每年4次。關(guān)鍵是,用戶應(yīng)該先將運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,而后作出判斷,方才合理。在決定采取清洗措施后,第二步就是分析污堵物的類型,從而采取相應(yīng)的藥劑和措施。反滲透清洗與消毒反滲透系統(tǒng)的清洗與消毒是非常常見的維護(hù)。應(yīng)該反滲透膜污染特征及處理方法污染種類可能發(fā)生之處
壓降
給水壓力鹽透過率金屬氧化物(Fe、Mn、Cu、Ni、Zn)一段,最前端膜元件迅速增加迅速增加迅速增加
膠體(有機(jī)和無機(jī)混合物)一段,最前端膜元件逐漸增加逐漸增加輕度增加礦物垢(Ca、Mg、Ba、Sr)末段,最末端膜元件適度增加輕度增加一般增加
聚合硅沉積物末段,最末端膜元件一般增加增加一般增加
生物污染任何位置,通常前端膜元件明顯增加明顯增加一般增加有機(jī)物污染(難溶NOM)所有段逐漸增加增加降低阻垢劑污染二段最嚴(yán)重一般增加增加一般增加氧化損壞(Cl2、Ozone、KmnO4)一段最嚴(yán)重一般增加降低增咖水解損壞(超出pH范圍)所有段一般降低降低增咖磨蝕損壞(碳粉)一段最嚴(yán)重一般降低降低增咖O型圈滲漏(內(nèi)連接管或適配器)無規(guī)則,通常在給水適配器處一般降低一般降低增咖膠圈滲漏(產(chǎn)水背壓造成)一段最嚴(yán)重一般降低一般降低增咖膠圈滲漏(清洗或沖洗時(shí)關(guān)閉產(chǎn)水閥造成)最末端元件增加(污染初期和壓差升高)增咖反滲透膜污染特征及處理方法污染種類可能發(fā)生之處壓降給水典型反滲透清洗系統(tǒng)工藝流程圖PIFIPIPI濃水產(chǎn)水第二段第一段進(jìn)水高壓水泵水保安濾器水溫度調(diào)節(jié)清洗液排放10m過濾器反滲透產(chǎn)水一段清洗回流清洗液混合二段清洗進(jìn)入二段清洗回流低液位控制TI清洗液流量計(jì)典型反滲透清洗系統(tǒng)工藝流程圖PIFIPIPI濃水產(chǎn)水第二段第清洗反滲透膜元件的一般步驟一、用泵將干凈、無游離氯的反滲透產(chǎn)品水從清洗箱打入壓力容器中并排放 幾分鐘。二、用干凈的產(chǎn)品水在清洗箱中配制清洗液。 清除金屬氫氧化物、碳酸鈣和其它類似的附著在聚酰胺、聚砜和薄膜組 分膜表面的垢用JDYMC3,以1升水加入25克MC3的比率慢慢加入 JDYMC3,溶液PH=3
清除有機(jī)物,污泥和其它類似的附著在聚酰胺、聚砜和薄膜組分膜表面 的微粒用JDYMC11,以1升水加入25克MC11的比率慢慢加入JDYMC11, 溶液pH=11三、將清洗液在壓力容器中循環(huán)1小時(shí)或預(yù)先設(shè)定的時(shí)間。 萬一污堵嚴(yán)重,初始回流(占清洗罐15%的容積)應(yīng)該排掉,以防止已去 除的固體再次沉積。如果清洗中溶液變得渾濁或者變色應(yīng)該排掉。在清洗 每級(jí)系統(tǒng)前應(yīng)該配制新的溶液。四、清洗完成以后,排凈清洗箱并進(jìn)行沖洗,然后向清洗箱中充滿干凈的產(chǎn) 品水以備下一步?jīng)_洗。五、用泵將干凈、無游離氯的產(chǎn)品水從清洗箱打入壓力容器中并排放幾分鐘。六、在沖洗反滲透系統(tǒng)后,在產(chǎn)品水排放閥打開狀態(tài)下運(yùn)行反滲透系統(tǒng),直 到產(chǎn)品水清潔、無泡沫或無清洗劑(通常15~30分鐘)。
清洗反滲透膜元件的一般步驟一、用泵將干凈、無游離氯的反滲清洗過程控制最好分段洗;配藥:水溫不低于15度;低壓置換:不產(chǎn)生滲透產(chǎn)水;循環(huán):污堵嚴(yán)重則酸洗不超過20分鐘,以防止高濃度鈣鎂離子再次沉積在膜表面;排放:如果系統(tǒng)污染嚴(yán)重,初次循環(huán)后清洗液最好排放;浸泡:再次配藥,浸泡時(shí)間越長(zhǎng)越好,最好過夜;高流量循環(huán):30-60分鐘,壓力1.5-4.0BAR,流量8.0-10.2mt/h,流量可最大超過上述50%,但是注意每根膜管壓降3.5BAR是上限;沖洗:最好用產(chǎn)水,溫度最低20度;清洗液pH:每隔5分鐘檢查一次。如果pH變化超過了±0.5,就應(yīng)加酸或堿以保持pH恒定;清洗液的渾濁度和顏色:如果變色或變渾濁很嚴(yán)重,應(yīng)將原清洗液排放,用新配置的清洗液重新開始清洗;數(shù)據(jù)記錄:在清洗開始前和完成后記錄系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)清洗過程控制最好分段洗;2016年3月16日
蔚志強(qiáng)
反滲透水處理系統(tǒng)
培訓(xùn)教材2016年3月16日蔚志強(qiáng)
反滲透水處理系統(tǒng)
培訓(xùn)教材培訓(xùn)主要內(nèi)容反滲透水處理工藝流程加藥系統(tǒng)知識(shí)介紹反滲透系統(tǒng)系統(tǒng)操作步驟多介質(zhì)過濾器知識(shí)介紹反滲透知識(shí)介紹培訓(xùn)主要內(nèi)容反滲透水處理工藝流程加藥系統(tǒng)知識(shí)介紹反滲透系統(tǒng)系多介質(zhì)過濾器
多介質(zhì)過濾器是水處理系統(tǒng)的重要預(yù)處理裝置,它的作用是濾除原水帶來的細(xì)小顆粒、懸浮物、膠體,有機(jī)物等雜質(zhì),以及經(jīng)加藥后形成的礬花,從而保證其出水的濁度≤1NTU。多介質(zhì)過濾器多介質(zhì)過濾器是水處理系統(tǒng)的重要預(yù)特性:*能夠有效地去除原水中的膠體、懸浮物及有機(jī)物等。*具有獨(dú)特的均勻布水方式,使過濾達(dá)到最大效果。*反洗裝置帶空氣擦洗,能力強(qiáng)、時(shí)間短、水耗低。*采用較低的運(yùn)行流速,以適應(yīng)將來水質(zhì)變壞的可能性。*單臺(tái)過濾器的運(yùn)行周期較長(zhǎng)。
結(jié)構(gòu)形式:設(shè)備由本體、底部配氣裝置、進(jìn)水裝置、外配管及儀表取樣裝置等組成。進(jìn)水裝置為上進(jìn)水、下出水,底部出水裝置為多孔板加水帽結(jié)構(gòu);設(shè)備的本體外部配管配帶閥門并設(shè)有壓力取樣接口,便于現(xiàn)場(chǎng)安裝和裝置正常運(yùn)行。特性:滲透
我們知道滲透是指稀溶液中的溶劑(水分子)自發(fā)地透過半透膜進(jìn)入濃溶液(濃水)側(cè)的溶劑(水分子)流動(dòng)現(xiàn)象.滲透壓
定義為某溶液在自然滲透的過程中,濃溶液側(cè)液面不斷升高,稀溶液側(cè)液面相應(yīng)降低、直到兩側(cè)形成的水柱壓力抵消了溶劑分子的遷移,溶液兩側(cè)的液面不再變化變化,滲透過程達(dá)到平衡點(diǎn),此時(shí)的液柱高差稱為該濃溶液的滲透壓反滲透原理
即在進(jìn)水(濃溶液)側(cè)施加操作壓力以克服自然滲透壓,當(dāng)高于自然滲透壓的操作壓力施加于濃溶液側(cè)時(shí),水分廣自然滲透的流動(dòng)方向就會(huì)逆轉(zhuǎn),進(jìn)水(濃濟(jì)液)中的水分子部分通過膜成為稀濟(jì)液側(cè)的凈化產(chǎn)水(清參見下圖)反滲透膜:允許溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)分子透過的一種功能性半透膜反滲透知識(shí)介紹滲透
我們知道滲透是指稀溶液中的溶劑(水分子)自發(fā)地透過半透滲透和反滲透原理壓力濃溶液稀溶液濃溶液稀溶液滲透反滲透水分子擴(kuò)散經(jīng)過半透膜進(jìn)入濃溶液側(cè)以平衡溶液的離子強(qiáng)度,在平衡點(diǎn),濃溶液和稀溶液間的高度差對(duì)應(yīng)兩側(cè)間的滲透壓差施加超過滲透壓的壓力反向水分子的流動(dòng)方向。因而定義為反滲透滲透和反滲透原理壓力濃溶液稀溶液濃溶液稀溶液滲透反滲透水分子反滲透的專業(yè)術(shù)語膜元件:將反滲透或納濾膜膜片與進(jìn)水流道網(wǎng)格、產(chǎn)水流道材料、產(chǎn)水中心管和抗應(yīng)力器等用膠粘劑等組裝在一起,能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水與產(chǎn)水分開的反滲透或納濾過程的最小單元稱為膜元件;膜組件:膜元件安裝在受壓力的壓力容器外殼內(nèi)構(gòu)成膜組件;膜裝置:由膜組件、儀表、管道、閥門、高壓泵、保安濾器、就地控制盤柜和機(jī)架組成的可獨(dú)立運(yùn)行的成套單元膜設(shè)備稱為膜裝置,反滲透和納濾過程通過該膜裝置來實(shí)現(xiàn);膜系統(tǒng):針對(duì)特定水源條件和產(chǎn)水要求設(shè)計(jì)的,由預(yù)處理、加藥裝置、增壓泵、水箱、膜裝置和電氣儀表連鎖控制的完整膜法水處理工藝過程稱為系統(tǒng)。待處理的進(jìn)水經(jīng)過高壓泵被連續(xù)升壓泵入膜裝置內(nèi),在膜元件內(nèi)進(jìn)水被分成濃度低的或更純的產(chǎn)水,稱為透過液和濃度高的濃水。濃水調(diào)節(jié)閥控制成為產(chǎn)水和濃水的比例即裝置回收率。膜的壓密:即使在正常運(yùn)行條件下,反滲透也會(huì)在壓力的長(zhǎng)期作用下,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)孔隙率緩慢減少,水通量緩慢下降,這種現(xiàn)象叫膜的壓密。其結(jié)果會(huì)造成產(chǎn)水量或系統(tǒng)的出力下降,壓密化是膜性能的不可逆衰減,事實(shí)上,復(fù)合膜比醋酸纖維素膜更耐壓密化,但是頻繁的水錘作用也會(huì)引起膜的壓密化,必須避免。反滲透的專業(yè)術(shù)語膜元件:將反滲透或納濾膜膜片與進(jìn)水流道網(wǎng)格、反滲透的專業(yè)術(shù)語回收率-指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分率。膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的,設(shè)置在濃水管道上的濃水閥可以調(diào)節(jié)并設(shè)定回收率?;厥章食3OM畲蠡员惬@得最大的產(chǎn)水量,但是應(yīng)該以膜系統(tǒng)內(nèi)不會(huì)因鹽類等雜質(zhì)的過飽和發(fā)生沉淀為它的極限值。(我廠回收率保持在78%左右)脫鹽率-通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中除去總可溶性的雜質(zhì)濃度的百分率,或通過納濾膜脫除特定組份如二價(jià)離子或有機(jī)物的百分?jǐn)?shù)。(我廠脫鹽率保持在98%以上)透鹽率-脫鹽率的相反值,它是進(jìn)水中溶解性的雜質(zhì)成份透過膜的百分率。滲透液-經(jīng)過膜系統(tǒng)產(chǎn)生的凈化產(chǎn)水。流量-流量是指進(jìn)入膜元件的進(jìn)水流率,常以每小時(shí)立方米數(shù)(m3/h)或每分鐘加侖數(shù)表示(gpm)。濃水流量是指離開膜元件系統(tǒng)的未透過膜的那部分的“進(jìn)水”流量。這部分濃水含有從原水水源帶入的可溶性的組份,常以每小時(shí)立方米數(shù)(m3/h)或每分鐘加侖數(shù)表示(gpm)。通量-單位膜面積上透過液的流率,通常以每小時(shí)每平方米升數(shù)(L/m2h)或每天每平方英尺加侖數(shù)表示(gfd)。稀溶液-凈化后的水溶液,為反滲透或納濾系統(tǒng)的產(chǎn)水。濃溶液-未透過膜的那部分溶液,如反滲透或納濾系統(tǒng)的濃縮水。污堵-有機(jī)物和膠體在膜面上的沉積。結(jié)垢-部分鹽類的濃度超過其溶度積在膜面上的沉淀,例如碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸鍶、氟化鈣和磷酸鈣等。朗格利爾指數(shù)(LSI)(對(duì)于海水可根據(jù)斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)(S&DSI)),在飽和pHs的條件下,水中CaCO3處于溶解與沉淀之間的平衡狀態(tài)。反滲透的專業(yè)術(shù)語回收率-指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的濃差極化及其危害濃差極化是指在分離過程中,料液中的溶劑在壓力驅(qū)動(dòng)下透過膜,溶質(zhì)(離子或不同分子量的溶質(zhì))被截留,于是在膜與本體溶液界面或臨近膜界面區(qū)域濃度越來越搞.在濃度剃度作用下,溶質(zhì)由膜面向本體溶液擴(kuò)散,形成邊界層,使流體阻力與局部滲透壓增加,從而導(dǎo)致溶劑透過流量下降.當(dāng)溶劑向膜面流動(dòng)(對(duì)流)時(shí)引起溶質(zhì)向膜面流動(dòng)速度與濃度剃度使溶質(zhì)向本體溶液擴(kuò)散速度達(dá)到平衡時(shí),在膜面附近存在一個(gè)穩(wěn)定的濃度剃度區(qū),這一區(qū)域稱為濃差極化邊界層,這一現(xiàn)象稱為濃差極化.濃差極化的危害 一截留率下降
由于膜表面處溶質(zhì)濃度增高,實(shí)測(cè)的截留率會(huì)低于真實(shí)或本征截留率。當(dāng)溶質(zhì)為鹽等低分子量物質(zhì)時(shí)通常如此。(RO,NF)
一截留率升高
對(duì)于大分子溶質(zhì)混合物,尤其會(huì)出現(xiàn)這種情況,此時(shí)濃差極化對(duì)選擇性有顯著影響。被完全截留的高分子量溶質(zhì)會(huì)形成一種次級(jí)膜或動(dòng)態(tài)膜,從而使得小分子量溶質(zhì)的截留率提高。(UF,MF)
一通量降低
通量正比于推動(dòng)力,其比例常數(shù)可看成是所有阻力之和的倒數(shù)。濃差極化嚴(yán)重時(shí)(微濾/超濾),通量衰減可能相當(dāng)明顯(應(yīng)該指出的是:污染是導(dǎo)致通量衰減的主要因素,這將在后面討論)。而對(duì)于另?!缀醪话l(fā)生濃差極化的過程如氣體分離,隨時(shí)間變化,通量基本不變。最小濃水流量:生產(chǎn)實(shí)際中是保持足夠的濃水流量而減輕濃差極化的,該濃水流量的最低限值稱最小濃水流量。濃差極化及其危害濃差極化是指在分離過程中,料液中的溶劑在壓力溫度和壓力對(duì)反滲透的影響壓力 透過膜的水通量增加與進(jìn)水壓力的增加存在直線關(guān)系,增加進(jìn)水壓力也增加了脫鹽率,但是兩者間的變化關(guān)系沒有線性關(guān)系,而且達(dá)到一定程度后脫鹽率將不再增加。由于RO膜對(duì)進(jìn)水中的溶解性鹽類不可能絕對(duì)完美地截留,總有一定量的透過量,隨著壓力的增加,因?yàn)槟ね高^水的速率比傳遞鹽分的速率快,這種透鹽率的增加得到迅速地克服。但是,通過增加進(jìn)水壓力提高鹽分的排除率有上限限制,正如圖1脫鹽率曲線的平坦部分所示那樣,超過一定的壓力值,脫鹽率不再增加,某些鹽分還會(huì)與水分子耦合一同透過膜
進(jìn)水壓力對(duì)通量和脫鹽率的作用脫鹽率產(chǎn)水通量壓力
進(jìn)水溫度對(duì)通量和脫鹽率的作用產(chǎn)水通量(恒定壓力)脫鹽率(恒定通量)溫度溫度 膜系統(tǒng)產(chǎn)水電導(dǎo)對(duì)進(jìn)水溫度的變化非常敏感,隨著水溫的增加,水通量幾乎線性地增大,這主要?dú)w功于透過膜的水分子的粘度下降、擴(kuò)散能力增加。增加水溫會(huì)導(dǎo)致脫鹽率降低或透鹽率增加,這主要是因?yàn)辂}分透過膜的擴(kuò)散速率會(huì)因溫度的提高而加快所致。 溫度越高,產(chǎn)水量越高,反之亦然,在較高的溫度條件下運(yùn)行時(shí),應(yīng)調(diào)低運(yùn)行壓力,使產(chǎn)水量保持不變,反之亦然。溫度和壓力對(duì)反滲透的影響壓力進(jìn)水壓力對(duì)通量和脫鹽率的作用脫鹽濃度和PH值對(duì)反滲透的影響鹽濃度
滲透壓是水中所含鹽分或有機(jī)物濃度和種類的函數(shù),鹽濃度增加,滲透壓也增加,因此需要逆轉(zhuǎn)自然滲透流動(dòng)方向的進(jìn)水驅(qū)動(dòng)壓力大小主要取決于進(jìn)水中的含鹽量。如果壓力保持恒定,含鹽量越高,通量就越低,滲透壓的增加抵銷了進(jìn)水推動(dòng)力,水通量降低,增加了透過膜的鹽通量(降低了脫鹽率)。脫鹽率水通量原水濃度增加鹽濃度對(duì)通量和脫鹽率的影響pH值
膜脫鹽率特性取決于pH值,水通量也會(huì)受到影響,反滲透膜在寬廣的pH范圍內(nèi)水通量和脫鹽率相當(dāng)穩(wěn)定。反滲透膜在很寬的pH范圍內(nèi)所具有的穩(wěn)定性允許我們采用更強(qiáng)烈、更快和更有效的化學(xué)清洗程序。進(jìn)水pH對(duì)水通量和脫鹽率的影響水通量脫鹽率pH
值鹽濃度和PH值對(duì)反滲透的影響鹽濃度脫鹽率水通量原水濃度增加鹽回收率對(duì)反滲透的影響增加回收率對(duì)通量和脫鹽率的影響脫鹽率水通量回收率
通過對(duì)進(jìn)水施加壓力當(dāng)濃溶液和稀溶液間的自然滲透流動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)時(shí),實(shí)現(xiàn)反滲透過程。如果回收率增加(進(jìn)水壓力恒定),殘留在原水中的含鹽量更高,自然滲透壓將不斷增加直至與施加的壓力相同,這將抵銷進(jìn)水壓力的推動(dòng)作用,減慢或停止反滲透過程,使?jié)B透通量降低或甚至停止
RO系統(tǒng)最大可能回收率并不一定取決于滲透壓的限制,往往取決于原水中的含鹽量和它們?cè)谀っ嫔弦l(fā)生沉淀的傾向,最常見的微溶鹽類是碳酸鈣、硫酸鈣和硅,應(yīng)該采用原水化學(xué)處理方法阻止鹽類因膜的濃縮過程引發(fā)的結(jié)垢?;厥章蕦?duì)反滲透的影響增加回收率對(duì)通量和脫鹽率的影響脫鹽率水通反滲透系統(tǒng)的常見專業(yè)名詞
C0:反滲透系統(tǒng)進(jìn)水含鹽量,ppm;
C1:反滲透系統(tǒng)淡水含鹽量,ppm;
C2:反滲透系統(tǒng)濃水含鹽量,ppm;
F0:反滲透系統(tǒng)進(jìn)水流量,m3/h;
F1:反滲透系統(tǒng)淡水流量,m3/h;
F2:反滲透系統(tǒng)濃水流量,m3/h。系統(tǒng)回收率:系統(tǒng)的產(chǎn)品水量占系統(tǒng)總進(jìn)水量的比例。 回收率Recovery=F1/F0100%
系統(tǒng)透鹽率:產(chǎn)品水的含鹽量占系統(tǒng)給水含鹽量的比例。 透鹽率Passage=C1/C0100%
系統(tǒng)脫鹽率:反映膜系統(tǒng)對(duì)鹽分的脫除能力。 脫鹽率Rejection=(C0-C1)/C0100%ROC1F1C0F0C2F2反滲透系統(tǒng)的常見專業(yè)名詞C0:反滲透系統(tǒng)進(jìn)水含鹽膜組件的解剖圖進(jìn)水濃水產(chǎn)品水進(jìn)水隔網(wǎng)產(chǎn)水隔網(wǎng)產(chǎn)水隔網(wǎng)粘結(jié)劑膜組件的解剖圖進(jìn)水濃水產(chǎn)品水進(jìn)水隔網(wǎng)產(chǎn)水隔網(wǎng)產(chǎn)水隔網(wǎng)粘結(jié)劑反滲透工藝過程示意圖反滲透膜給水反滲透產(chǎn)品水濃水反滲透工藝過程示意圖反滲透膜給水反滲透產(chǎn)品水濃水膜組件排列~回收率關(guān)系回收率回收率70%左右第一段第二段進(jìn)水產(chǎn)水濃水膜組件排列~回收率關(guān)系回收率回收率70%左右第一段膜元件的性能參數(shù)操作壓力:由于膜元件機(jī)械強(qiáng)度的限制,一般規(guī)定了最高操作壓力,普通膜元件的操作壓力一般為4Mpa進(jìn)水流量:限制最高進(jìn)水流量的目的是保護(hù)壓力容器始端的第一根膜元件的“進(jìn)水-濃水”壓力降不超過0.07Mpa(10psi)。過高的進(jìn)水流量可能會(huì)使膜元件中出水端凸出和隔水網(wǎng)變形。8寸膜通常的進(jìn)水流量不超過17m3/h。濃水流量:濃水量太小,濃水側(cè)的膜表面水流速度太慢,一方面容易形成濃差極化,另一方面水流攜帶鹽能力下降,膜元件污染速度加劇。8寸膜通常的濃水流量不小于2.7m3/h。進(jìn)水濁度:目的是防止顆粒劃傷高壓泵和膜,堵塞膜孔和水流通道,卷式膜的進(jìn)水濁度要求是小于1NTU。進(jìn)水SDI:SDI稱為淤塞指數(shù)、污染指數(shù),它表示微量固體顆粒的水質(zhì)指標(biāo)。反滲透要求進(jìn)水SDI<3,極限值是5進(jìn)水余氯:限制進(jìn)水余氯是為了防止膜被氧化分解。要求進(jìn)水余氯為0,極限值為0.1mg/l單支膜的濃水和淡水的比例。濃水流量下降,會(huì)導(dǎo)致濃差極化、膜污染和結(jié)垢。一般不低于5:1單支膜的壓力損失:膜元件的壓力損失與進(jìn)水流量成正比,因此該指標(biāo)實(shí)際是限制進(jìn)水流量。膜元件的允許透水量,不同的水質(zhì)來源允許的透水量不同,膜元件的尺寸不同允許的透水量也不同,通常8寸膜,對(duì)地表水是20~28m3/d,地下水34~40m3/d的允許透水量膜元件的性能參數(shù)操作壓力:由于膜元件機(jī)械強(qiáng)度的限制,一般規(guī)定8”BW30-365反滲透元件運(yùn)行極限值膜的類型……………聚酰胺復(fù)合膜最高運(yùn)行壓力…………………600psi(41Bar)(2MPA)最高運(yùn)行溫度………45oC(22±5oC)最大給水濁度…………………1NTU游離氯容忍量……………<0.1ppm連續(xù)運(yùn)行pH范圍……………2-11(6_7)短時(shí)清洗pH范圍(30分鐘)…………………1-12最大給水流量………70gpm(16m3/h)最大給水SDI…………………SDI58”BW30-365反滲透元件運(yùn)行極限值膜的類型………………BW30-365反滲透膜注意事項(xiàng)膜元件一旦浸濕,即應(yīng)始終保持濕潤(rùn)。如果不嚴(yán)格遵守技術(shù)公告中的設(shè)計(jì)導(dǎo)則和運(yùn)行極限值,有限質(zhì)量保證將失效。系統(tǒng)啟動(dòng)后第1小時(shí)內(nèi)的產(chǎn)品水應(yīng)該放掉不用。在系統(tǒng)停機(jī)、運(yùn)輸、貯存期間,為了防止微生物滋長(zhǎng),我們建議將膜元件浸于保存液中。標(biāo)準(zhǔn)的保存液含1.5%(重量)的亞硫酸氫鈉(食品級(jí))。元件至少需使用6小時(shí)后方可用甲醛消毒殺菌。如果在6小時(shí)內(nèi)使用甲醛,可能導(dǎo)致通量損失。該膜對(duì)氯(次氯酸鹽)的短期攻擊有一定抵抗力,但連續(xù)接觸會(huì)破壞膜,故應(yīng)避免。BW30-365反滲透膜注意事項(xiàng)膜元件一旦浸濕,即應(yīng)始終保持反滲透的預(yù)處理根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的不同,應(yīng)選用相應(yīng)的預(yù)處理辦法,使進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)的水質(zhì)達(dá)到進(jìn)水要求。BW30膜的進(jìn)水要求如下:最高運(yùn)行溫度:45C最高運(yùn)行壓力:41Bar最大進(jìn)水濁度:1NTU游離氯容忍度:<0.1ppm連續(xù)運(yùn)行pH:2-11短時(shí)清洗pH:1-12最大給水SDI15:5另外,還有一些推薦的要求如下:A.TOC<3ppmB.油脂<0.1ppmC.Fe/Mn超過0.5ppm時(shí),最好采取去除措施。D.SiO2的溶解度受Fe、Al的影響顯著減小,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以考慮。E.Sr、Ba應(yīng)分析到ppb級(jí)。F.抗污染膜系統(tǒng)控制進(jìn)膜水質(zhì)TOC/BOD/COD<10ppm。推薦的要求,并不意味著這些要求是次要的,相反地,十分重要。之所以沒有將這些要求列為必要條件,是因?yàn)槠鋵?duì)反滲透系統(tǒng)的影響更為復(fù)雜,很難用單一的函數(shù)或表達(dá)加以描述。反滲透的預(yù)處理根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的不同,應(yīng)選用相應(yīng)的預(yù)處理辦法,使預(yù)處理的方法
結(jié)垢酸化阻垢劑冷/熱石灰軟化樹脂軟化
污堵混凝沉降絮凝過濾機(jī)械過濾氧化/錳砂過濾氯化、O3氧化炭濾(有機(jī)物/氧化物)殺生劑MF/UF膜濾
預(yù)處理的方法結(jié)垢污堵預(yù)處理的必要性引起膜失敗的物質(zhì)酸,堿余氯游離氧有機(jī)溶劑活細(xì)菌污染金屬氧化物膠體生物質(zhì)(死)結(jié)垢CaSO4SiO2CaCO3SrSO4CaF2Mg(SO)2BaSO4滲透壓粘度破壞物沉積物性能衰減因素預(yù)處理的必要性引起膜失敗的物質(zhì)酸,堿污染結(jié)垢滲透壓破壞物沉積預(yù)處理的表征/評(píng)估
結(jié)垢性
TDS10,000ppm;可溶性固體含量
LSI
0(衡量碳酸鈣在水中的溶解傾向指標(biāo))TDS
10,000ppmBa鋇
0.5ppmSr鍶
0.1ppm
Si60~150ppm
污堵性濁度
1NTUSDI15
5Mn0.1ppmH2S0.1ppmTOC10ppm(非抗污染膜)有機(jī)污染物預(yù)處理的表征/評(píng)估結(jié)垢性常見的預(yù)處理方法預(yù)處理CaCO3CaSO4BaSO4SrSO4CaF2SiO2SDIFeAl細(xì)菌氧化劑有機(jī)物加酸法●○○加阻垢劑●●●●●○IX軟化●●●●IX脫堿○○○○○石灰軟化○○○○○○○○○○預(yù)防清洗○○○○○○○調(diào)整運(yùn)行參數(shù)○○○○●介質(zhì)過濾○○○○氧化過濾○●在線混凝○○○○混凝/絮凝○●○○●微濾MF/超濾UF●●○○○●精密過濾CF○○○○○氯化消毒●脫氯●沖擊消毒處理○預(yù)防性殺菌○活性炭濾GAC○●●●非常有效○可能有效常見的預(yù)處理方法預(yù)處理CaCO3CaSO4BaSO4SrS傳統(tǒng)的RO的預(yù)處理多介質(zhì)過濾器活性炭吸附配合絮凝劑,可控制出水的顆粒粒徑在2μm左右吸附作用,去除部分小分子的有機(jī)物對(duì)于地表水,其出水的污染指數(shù)SDI一般可控制在4以下對(duì)于COD(化學(xué)需氧量)的去除率一般在40%-98%有效去除呈顆粒狀或者膠體狀的大分子物質(zhì)。對(duì)膠體去除效果不穩(wěn)定活性炭不作為過濾、截留用。活性炭再生問題令人困擾。傳統(tǒng)的RO的預(yù)處理多介質(zhì)過濾器活性炭吸附配合絮凝劑,可控制反滲透運(yùn)行維護(hù)反滲透的運(yùn)行雖然簡(jiǎn)單,但是并不意味著用戶可以不監(jiān)督系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。根據(jù)我們的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn),記錄完整的運(yùn)行數(shù)據(jù),以診斷系統(tǒng)運(yùn)行后的變化情況,以便及時(shí)采取措施,是十分必要的。反滲透系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題,則其惡化的速度是隨時(shí)間加速的。所以,及時(shí)監(jiān)測(cè)到問題的出現(xiàn)很重要。反滲透運(yùn)行中常遇到的問題概括如下:超出力運(yùn)行。這是必須避免的。因?yàn)槌隽Φ慕Y(jié)果是,給水被過度濃縮,從而導(dǎo)致加藥不準(zhǔn)或不夠,進(jìn)一步引起結(jié)垢等問題。超出力有人為的因素,也有水溫升高或低壓膜的壓力偏高等引起。系統(tǒng)產(chǎn)生污堵后未能及時(shí)清洗,或清洗不徹底。停電后產(chǎn)生背壓破壞。停運(yùn)后,膜失水干透。被氧化劑破壞。結(jié)垢。其他。這些現(xiàn)象直接影響的參數(shù)有系統(tǒng)脫鹽率、系統(tǒng)產(chǎn)水量、系統(tǒng)壓差、給水壓力等。反滲透運(yùn)行維護(hù)反滲透的運(yùn)行雖然簡(jiǎn)單,但是并不意味著用戶可以不如何減少故障和降低反滲透清洗頻率 1、在取得水質(zhì)全分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)反滲透系統(tǒng)
2、在進(jìn)行設(shè)計(jì)前確定RO進(jìn)水的SDI值
3、如果進(jìn)水水質(zhì)變化,需要作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整
4、必須保證足夠的預(yù)處理。
5、選擇正確的膜元件
6、選擇比較保守的水通量
7、選擇合理的水回收率
8、設(shè)計(jì)足夠的橫向流速及濃水流速
9、對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化如何減少故障和降低反滲透清洗頻率 1、在取得水質(zhì)全分析的基礎(chǔ)污堵癥狀與參考狀態(tài)相比:–進(jìn)水壓力增加:保持進(jìn)水流量和產(chǎn)水流量(回收率)不變–產(chǎn)水流量下降:保持進(jìn)水壓力和進(jìn)水流量不變–段間壓差增加:一段或二段–脫鹽率降低參考狀態(tài):在開始正常運(yùn)行后24到48小時(shí)建立的初始狀態(tài)污堵癥狀與參考狀態(tài)相比:顆粒污染癥狀:主要集中在反滲透設(shè)備一段;–進(jìn)水壓力增加;–壓差增加;–膜元件前端污染;?原因:保安過濾器失效;–材質(zhì):不銹鋼的型號(hào)和鋼板厚度;–結(jié)構(gòu):在最高運(yùn)行壓力下的強(qiáng)度穩(wěn)定性;–濾芯:孔徑(5微米)和強(qiáng)度;–安裝:嚴(yán)密性;膜管尾端膜管前端顆粒污染癥狀:主要集中在反滲透設(shè)備一段;膜管尾端膜管前端生物污染?癥狀:–產(chǎn)水量下降:進(jìn)水壓力和流量不變時(shí);–膜元件表面有生物粘泥:手感滑膩并有魚腥味兒;–脫鹽率:可能會(huì)上升;?原因:–原水:?有機(jī)物含量高;?細(xì)菌、藻類較多;–前處理:殺菌不足;–阻垢劑加藥罐:藥液存放時(shí)間過長(zhǎng)生物污染?癥狀:膠體污染?癥狀:–產(chǎn)水量下降:進(jìn)水壓力和流量不變時(shí);–脫鹽率下降;–一段膜元件前端污染;?原因:–有機(jī)物;–硅膠體,鐵膠體,鋁膠體;膠體污染?癥狀:反滲透故障處理故
障
癥
狀直接原因間接原因解決方法產(chǎn)水流量鹽透過率壓
差增加增加不變氧化破壞余氯、臭氧、KMnO4等更換膜元件增加增加不變膜片滲漏產(chǎn)水背壓膜片磨損更換膜元件改進(jìn)保安濾器過濾效果增加增加不變“O”形圈泄漏安裝不正確更換“O”形圈增加增加不變產(chǎn)水管泄漏裝元件時(shí)損壞更換膜元件降低增加增加結(jié)垢結(jié)垢控制不當(dāng)清洗;控制結(jié)垢降低增加增加膠體污染預(yù)處理不當(dāng)清洗;改進(jìn)預(yù)處理降低不變?cè)黾由镂廴驹形⑸镱A(yù)處理不當(dāng)清洗、消毒改進(jìn)預(yù)處理降低不變不變有機(jī)物污染油、陽離子聚電解質(zhì)清洗;改進(jìn)預(yù)處理降低降低不變壓密化水錘作用更換膜元件或增加膜元件反滲透故障處理故障癥狀直接原因間接原因解決方法產(chǎn)壓降高癥狀可能的原因解決方法產(chǎn)水量低(進(jìn)水壓力高)碳酸鈣沉淀在pH2的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,如果結(jié)垢嚴(yán)重,需要重復(fù)清洗;如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度。硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉淀用EDTA在pH12的條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗,如果結(jié)垢嚴(yán)重,需要重復(fù)清洗;如果結(jié)垢十分嚴(yán)重或重復(fù)清洗不經(jīng)濟(jì)時(shí),應(yīng)更換膜元件。一般情況下,把系統(tǒng)最后的元件取出稱重就可以了解結(jié)垢的程度(但鋇和鍶的結(jié)垢除外)。氟化鈣結(jié)垢用HCl在pH2的條件下進(jìn)行清洗。磷酸鹽結(jié)垢過量投加含磷酸根的化學(xué)品,通常很難清洗,建議更換新元件。二氧化硅
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