反滲透處理技術(shù)1滲透基本原理當(dāng)純水和鹽水被理想半透膜隔開

反滲透處理技術(shù)1、滲透基本原理當(dāng)純水和鹽水被理想半透膜隔開，理想半透膜只允許水通過(guò)而阻止鹽通過(guò)，此時(shí)膜純水側(cè)的水會(huì)自發(fā)地通過(guò)半透膜流入鹽水一側(cè)， 這種現(xiàn)象稱為滲透，若在膜的鹽水側(cè)施加壓力，那么水的自發(fā)流動(dòng)將受到抑制而減慢， 當(dāng)施加的壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)， 水通過(guò)膜的凈流量等于零，這個(gè)壓力稱為滲透壓力， 當(dāng)施加在膜鹽水側(cè)的壓力大于滲透壓力時(shí)， 水的流向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，此時(shí)，鹽水中的水將流入純水側(cè)，上述現(xiàn)象就是水的反滲透（ RO）處理的基本原理。2、反滲透簡(jiǎn)介RO（ReverseOsmosis）反滲透技術(shù)是利用壓力表差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，源于美國(guó)二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，目前已廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。RO反滲透膜孔徑小至納米級(jí)（ 1納米=10-9米），在一定的壓力下， H2O分子可以通過(guò)RO膜，而源水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、 細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無(wú)法通過(guò) RO膜，從而使可以透過(guò)的純水和無(wú)法透過(guò)的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開來(lái)。RO膜過(guò)濾后的純水電導(dǎo)率 5s/cm, 符合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室三級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)。再經(jīng)過(guò)原子級(jí)離子交換柱循環(huán)過(guò)濾，出水電阻率可以達(dá)到 18.2M.cm，超過(guò)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)（ GB682—92）。3.滲透預(yù)處理目的及考慮因素使用反滲透系統(tǒng)時(shí)， 尤其應(yīng)注意原水預(yù)處理。 為了避免堵塞反滲透系統(tǒng)， 原水應(yīng)經(jīng)預(yù)處理以消除水中的懸浮物，降低水的濁度；此外，還應(yīng)進(jìn)行殺菌以防微生物的孽生長(zhǎng)大。由于反滲透對(duì)原水中的懸浮物的要求很高， 所以常用一種水質(zhì)對(duì)受懸浮物污染情況的污染指數(shù)來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。 此法實(shí)質(zhì)上是測(cè)定反滲透系統(tǒng)受水中懸浮物的污堵的情況。 進(jìn)入反滲透系統(tǒng)水的污染指數(shù)以不大于 5為宜，建議值一般小于 3。預(yù)處理時(shí)還應(yīng)該考慮到進(jìn)水的 pH值。各種半透膜都有其最適宜的運(yùn)行 pH值，故需按反滲透膜的要求，調(diào)節(jié)進(jìn)水的 pH值。預(yù)處理時(shí)還應(yīng)該考慮到進(jìn)水的溫度。 膜的透水量是隨水溫的增高而增大的， 但溫度過(guò)高會(huì)加快醋酸纖維素膜的水解速度，且使有機(jī)膜變軟，易于壓實(shí)。所以，對(duì)于有機(jī)膜來(lái)說(shuō)，通常將溫度控制在約 20—40℃范圍內(nèi)為宜，復(fù)合膜溫度控制在約 5—45℃范圍內(nèi)為宜。4、滅菌的必要性在水處理工藝中，活性碳過(guò)濾器用于對(duì)有機(jī)物的吸附和對(duì)過(guò)量氯（余氯）的吸附去除，對(duì)前者去除能力較差，通常為50%，對(duì)后者則很強(qiáng)，可以完全脫除余氯，這是由于在對(duì)余氯吸附的同時(shí)，還有自身被氯化的作用。活性碳吸附水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)， 可以成為細(xì)菌微生物的溫床， 微生物對(duì)水的阻力影響較大， 因此，應(yīng)定期進(jìn)行反洗處理。如果反洗不能奏效時(shí)，應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。實(shí)際上，按照進(jìn)水濁度安排合理的反沖洗制度更具有實(shí)際意義，由于微生物膜與微生物黏泥難于清凈，采取空氣擦洗是必要的。5、預(yù)處理中滅菌應(yīng)怎樣做水的常規(guī)滅菌處理為投藥與紫外線滅活。 例如目前廣泛作為飲料水的純凈水就是經(jīng)反滲透脫鹽后，再經(jīng)紫外線殺菌處理的。小容量用水（小于 10t/h），可以使用二氧化氯或臭氧殺菌。工業(yè)上生產(chǎn)中則以氯氣或次氯酸鈉為多見， 也可使用二氧化氯或臭氧。 外購(gòu)的氯氣用鋼瓶貯存，用加氯機(jī)投加，電解食鹽（或海水）得到的是次氯酸鈉，無(wú)需專用投加設(shè)備，即可送入被處理水中。臭氧用凈化過(guò)的空氣經(jīng)高壓放電裝置制取， 目前有中小型臭氧發(fā)生器用于小區(qū)供水或中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的滅菌， 同樣適用于反滲透裝置的滅活處理， 多余的臭氧同樣可以用活性碳吸收處理。二氧化氯可由氯酸鈉制取， 在飲用水處理和工業(yè)冷卻水處理中使用的也很多。 氯酸鈉有爆炸危險(xiǎn)，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。在反滲透水處理工藝中， 除了運(yùn)轉(zhuǎn)中的殺菌之外， 還有設(shè)備停用中的殺菌問(wèn)題。 通常在停機(jī)48h以內(nèi)可用原水沖洗， 超過(guò)48h可用1.5%亞硫酸氫鈉液保存， 達(dá)到2周應(yīng)使用甲醛消毒液殺菌或廠家提供的消毒液滅菌。萬(wàn)萬(wàn)不可用市售的 84消毒液對(duì)膜元件殺菌！6、如何減少故障和降低反滲透清洗頻率減少故障和降低反滲透清洗頻率，應(yīng)該采取以下措施。在取得水質(zhì)全分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)反滲透系統(tǒng)；在進(jìn)行設(shè)計(jì)前確定RO進(jìn)水SDI值；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；必須保證足夠的預(yù)處理；選擇正確的膜元件，醋酸纖維素膜或者低污染膜元件對(duì)于處理比較復(fù)雜的地表水或污水可能更為適用；選擇比較保守的水通量；選擇合理的水回收率；設(shè)計(jì)足夠的橫向流速及濃水流速；對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。7、膜元件長(zhǎng)期停用保護(hù)措施如何長(zhǎng)期停用保護(hù)方法適用于停止使用30天以上，膜元件仍安裝在壓力容器中的反滲透系統(tǒng)中，保護(hù)措施的具體步驟如下：清洗系統(tǒng)中的膜元件；用反滲透產(chǎn)出水配制殺菌液，并用殺菌液沖洗反滲透系統(tǒng)。殺菌劑的選用及殺菌液的配制方法可參見膜公司相應(yīng)技術(shù)文件或與膜公司當(dāng)?shù)卮硖幝?lián)系以獲取有關(guān)技術(shù)建議；用殺菌液充滿反滲透系統(tǒng)后，關(guān)閉相關(guān)閥門使殺菌液保留于系統(tǒng)中，此時(shí)應(yīng)確認(rèn)系統(tǒng)完全充滿；如果系統(tǒng)溫度低于27℃，應(yīng)每隔30天用新的殺菌液進(jìn)行前兩個(gè)步驟，如果系統(tǒng)溫度高于27℃，則應(yīng)每隔 15天更換一次保護(hù)液（殺菌液）；e) 在反滲透系統(tǒng)重新投入使用前，用低壓給水沖洗系統(tǒng) 1h，然后再用高壓給水沖洗系統(tǒng) 5—10min，無(wú)論低壓沖洗還是高壓沖洗時(shí)，系統(tǒng)的產(chǎn)水排放閥均應(yīng)全部打開。在恢復(fù)系統(tǒng)至正常操作前，應(yīng)檢查并確認(rèn)產(chǎn)品水中不含有任何殺菌劑。8、膜元件長(zhǎng)期停用保護(hù)措施如何芳香族聚酰胺反滲透復(fù)合膜元件在任何情況下都不應(yīng)該與含有殘余氯的水接觸， 否則將給膜元件造成無(wú)法修復(fù)的損傷。在對(duì) RO設(shè)備及管路進(jìn)行殺菌、化學(xué)清洗或或封入保護(hù)液時(shí)應(yīng)絕對(duì)保證配制藥液的水中不含任何殘余氯。 如果無(wú)法確定是否有殘留氯存在， 應(yīng)進(jìn)行化學(xué)測(cè)定。在有殘留氯存在時(shí)，應(yīng)使用亞硫酸氫鈉還原殘余氯， 并保持足夠的接觸時(shí)間以保證還原完全。短期保存方法適用于那些停止運(yùn)行 5—30天的反滲透系統(tǒng)。此時(shí)反滲透膜元件仍安裝在 RO系統(tǒng)的壓力容器內(nèi)。保存操作的具體步驟如下：1）用給水沖洗反滲透系統(tǒng)，同時(shí)注意將氣體從系統(tǒng)中完全排除；2）將壓力容器及相關(guān)管路充滿水后，關(guān)閉閥門，防止氣體進(jìn)入系統(tǒng)；3）每隔5天按上述方法沖洗一次。9、如何查找反滲透系統(tǒng)和膜元件的故障經(jīng)過(guò)“標(biāo)準(zhǔn)化”后的產(chǎn)品水流量和鹽透過(guò)率才可用于查找故障。分為在線研究和離線研究。（1）在線研究當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)壓力容器的鹽透過(guò)率高， 則需要測(cè)量每一個(gè)膜元件的產(chǎn)品水電導(dǎo)率來(lái)確定問(wèn)題的起源，使用一根塑料或不銹鋼管在產(chǎn)品水管不同位置取樣測(cè)量電導(dǎo)率，取樣管上可以做上記號(hào)，這些記號(hào)的位置相當(dāng)于需取樣的位置，取樣管先插入到產(chǎn)品水管最遠(yuǎn)端，取樣測(cè)電導(dǎo)率，然后一段段向回抽，得到電導(dǎo)率變化曲線。當(dāng)給水流過(guò)壓力容器時(shí)逐漸變濃，引起產(chǎn)品水濃度增加，取樣的電導(dǎo)率從上一個(gè)游到下一個(gè)膜元件電導(dǎo)率的變化約為10%，如果這個(gè)變化幅度過(guò)大，則表明問(wèn)題所在，如果某點(diǎn)位置電導(dǎo)率介躍變化，表明機(jī)械泄露。從分析產(chǎn)品水中二價(jià)離子與一價(jià)離子的比率的變化也可推測(cè)出是否發(fā)生了泄露。（2）離線研究卷式膜元件的非破壞性離線研究只有真空試驗(yàn)一種方法，（是美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)，B3923），如果真空破壞超過(guò)每分鐘20kPa亦即6in汞柱則表明膜元件嚴(yán)重泄露而不能再使用。如果試驗(yàn)不能揭示問(wèn)題，則可能需要進(jìn)行破壞性（解剖）分析，可以檢查膜元件內(nèi)部情況，對(duì)部件進(jìn)行試驗(yàn)和分析污染物。10、多介質(zhì)過(guò)濾器的濾料選擇應(yīng)注意什么多介質(zhì)過(guò)濾器（含雙濾料過(guò)濾器）的過(guò)濾材料應(yīng)有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，各介質(zhì)的相對(duì)密度和粒徑應(yīng)有一定差別，由無(wú)煙煤與石英砂組成的雙層濾料過(guò)濾器所用的無(wú)煙煤相對(duì)密度為1.4—1.6，粒徑為0.8—1.8mm，石英砂相對(duì)密度為2.6—2.65，粒徑為0.5—1.2mm；3層濾料過(guò)濾器除了以上兩種濾料外還可以用錳砂、磁鐵礦之類的重質(zhì)礦石，其相對(duì)密度為4.7—5.0，粒徑為0.5—4mm。應(yīng)該注意的是，多介質(zhì)過(guò)濾器雖然有一定的簡(jiǎn)化預(yù)處理系統(tǒng)作用，但是不能以一種過(guò)濾器代替必須設(shè)置的其他濾器，這主要取決于原水情況。如果使用自來(lái)水作原水，通常可以免除過(guò)濾器，直接配置活性炭過(guò)濾器即可；如果使用深井水作原水，深井水的鐵、錳等變價(jià)離子含量很低，使用多介質(zhì)過(guò)濾器即可；如果使用河床淺井水則還應(yīng)布置細(xì)紗過(guò)濾器作前置過(guò)濾；如果使用地表水做原水，則混凝和多級(jí)過(guò)濾都是必要的。11、怎樣初步確定系統(tǒng)所需膜元件使用數(shù)目膜元件設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)反滲透系統(tǒng)時(shí)所賦予每支膜元件的實(shí)際產(chǎn)水量。大家知道，配置標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溶液的水源為反滲透產(chǎn)水，因而幾乎不帶雜質(zhì)，不存在膜元件被污染的問(wèn)題，在實(shí)際使用時(shí)，除了二級(jí)反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水是以一級(jí)反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水作為原水外，其他反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水幾乎都是經(jīng)普通預(yù)處理后的原水，盡管預(yù)處理工藝去除了其中一部分雜質(zhì)但與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下所用水源相比，其進(jìn)水水質(zhì)仍然較差，此時(shí)如仍按標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量作為設(shè)計(jì)水量，則反滲透膜元件很快就會(huì)受到污染，造成膜元件損壞。為了避免上述情況的發(fā)生，膜元件生產(chǎn)廠家提供了設(shè)計(jì)導(dǎo)則，以使設(shè)計(jì)人員有據(jù)可依。設(shè)計(jì)導(dǎo)則建議應(yīng)根據(jù)不同的進(jìn)水水源來(lái)選取不同的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量，認(rèn)為地表水水源含較多的污染物，污染指數(shù)SDI值介于3—5，因而其單位面積上的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量應(yīng)選取較低值，地下水水源含的污染物要比地表水水源含的污染物少，污染指數(shù)SDI值較低，一般小于3，因而其單位面積上的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量應(yīng)選取較高的數(shù)值，如果采用一級(jí)反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水作為二級(jí)反滲透進(jìn)水，則幾乎不帶雜質(zhì)，污染指數(shù)SDI值更低，一般小于1，其單位面積上的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量可選取比地下水更高的數(shù)值。據(jù)此，可知每根反滲透膜元件的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量與其標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量無(wú)關(guān)，只與其有效膜面積、進(jìn)水水源、SDI值等有關(guān)，CPA2的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量不應(yīng)該是10000gpd，而只能是該公司設(shè)計(jì)導(dǎo)則建議的，即：設(shè)計(jì)產(chǎn)水量=平均水流量×膜元件的有效面積查找該公司設(shè)計(jì)導(dǎo)則，其建議的平均水通量分別為8—14gfd（以地表水作為進(jìn)水水源），14—18gfd（以地下水作為進(jìn)水水源），20—30gfd（一級(jí)反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水作為二級(jí)反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水），故在地表水作為進(jìn)水水源時(shí)CPA2膜元件的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量=（8—14gfd）×365ft2=2920—5110gfd，折合成0.5—0.8t/h。依此類推以地下水作為進(jìn)水水源時(shí)，CPA2膜元件的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為0.8—1t/h。以一級(jí)反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水作為二級(jí)反滲透的進(jìn)水時(shí)，CPA2膜元件的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為1.2—1.7t/h。如果設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)水量為100t/h的反滲透系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)選用CPA2膜元件，以地表水作為進(jìn)水水源，所需CPA2膜元件的數(shù)量可估算為膜元件數(shù)量=系統(tǒng)產(chǎn)水量/CPA2膜元件的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量即膜元件數(shù)量=（100t/h）/（0.5—0.8t/h）=200—125支。假設(shè)每支壓力容器中裝膜元件6支，則可取6的倍數(shù)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)膜元件數(shù)量應(yīng)為198—126支；當(dāng)?shù)叵滤鳛檫M(jìn)水水源時(shí)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)膜元件數(shù)量應(yīng)為126—102支；以一級(jí)反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水作為二級(jí)反滲透的進(jìn)水時(shí)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)膜元件數(shù)量應(yīng)為84—60支。12、如何決定系統(tǒng)采用4＂膜元件還是8＂膜元件根據(jù)膜公司設(shè)計(jì)導(dǎo)則，其建議的平均水量分別為8—14gfd（以地表水作為進(jìn)水水源），14—18gfd（以地下水作為進(jìn)水水源），20—30gfd（一級(jí)反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水作為二級(jí)反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水）。根據(jù)該設(shè)計(jì)導(dǎo)則可知，單支8040膜元件的最低產(chǎn)水量為0.46t/h（以地表水作為進(jìn)水水源），0.80t/h（以地下