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1、RO技术交流技术交流 RORO技技术简介介按孔径分类的分离膜按孔径分类的分离膜按孔径分类的分离膜按孔径分类的分离膜不易透过气体易透过气体浓度差气体、气体与蒸汽分离气体分离液体、无机盐、乙醇溶液蒸汽压力差、浓度差溶液中的低分子及溶剂间的分离渗透气化无机、有机离子离子电位差脱除溶液中的离子电 渗 析无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等离子、低分子物、酸、碱浓度差脱除溶液中的盐类及低分子物透 析无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等水、溶剂压力差脱除溶液中的盐类及低分子物反渗透和纳滤蛋白质、各类酶、细菌、病毒、乳胶、微粒子溶剂、离子和小分子压力差脱除溶液中的胶体、各类大分子超 滤悬浮物、细菌类、微
2、粒子水、溶剂和溶解物压力差多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子微 滤被截留物质透过物质分离驱动力膜的功能膜的种类主要膜分离过程反渗透发展史人类发现渗透现象至今已有200多年的历史，通常认为1748年Abbe Nollet发表的通过动物膜的试验为始点，之后，Vant Hoff建立了稀浓液的完整理论。提供了认识渗透压及它与其他热力学性能关系的理论。1953年，建议美国内务部，把反渗透的研究纳入国家计划。1956年，S.T.Yuster提出从膜表面撇出所吸附的纯水作为脱盐过程的可能性。1960年，S.Loeb和S.Sourirajan制得了世界上第一张高脱盐率、高通量的不对称乙酸纤维素反渗透膜。1970年，
3、美国Du Pont公司推出由芳香族聚酰胺中空纤维制成的渗透器，与此同时Dow和东洋纺公司先后开发出三乙酸纤维素中空纤维反渗透器，UOP公司成功推出卷式反渗透元件。1980年，Filmtec公司推出性能优异、实用的FT-30复合膜，80年代末高脱盐率的全芳香聚酰胺复合膜工业化。90年代中，超低压高脱盐全芳香聚酰胺复合膜开发进入市场。反渗透的基本原理反渗透的基本原理渗透 只透过溶剂而不透过溶质的膜称只透过溶剂而不透过溶质的膜称为理想半透膜。当把溶剂和溶液为理想半透膜。当把溶剂和溶液(或两或两种不同浓度的溶液种不同浓度的溶液)分置于此膜的两侧分置于此膜的两侧时，溶剂将自发地穿过半透膜向溶液时，溶剂将
4、自发地穿过半透膜向溶液(或从低浓度向高浓度溶液或从低浓度向高浓度溶液)侧流动，侧流动，这种自然现象叫做渗透这种自然现象叫做渗透(Osmosis)Osmosis)，如如果上述过程中溶剂是纯水，溶质是盐果上述过程中溶剂是纯水，溶质是盐份，当用理想半透膜将它们分离开时，份，当用理想半透膜将它们分离开时，纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水侧，此过程如左图所示：水侧，此过程如左图所示：反渗透的基本原理反渗透的基本原理渗透压 纯水侧的水流入盐水侧，纯水侧的水流入盐水侧，浓水侧的液位上升，当上升浓水侧的液位上升，当上升到一定高度后，水通过膜的到一定高度后，水通过膜的净流量
5、等于零，此时该过程净流量等于零，此时该过程达到平衡，与该液位高度对达到平衡，与该液位高度对应的压力称为渗透压应的压力称为渗透压（Osmotic pressure），），该过程如左图所示：该过程如左图所示：反渗透的基本原理反渗透的基本原理渗透压 一般来说渗透压的大小，取决于溶液的种类、一般来说渗透压的大小，取决于溶液的种类、浓度和温度，而与半透膜本身无关，通常可用下浓度和温度，而与半透膜本身无关，通常可用下式来计算渗透压：式来计算渗透压：=CRT渗透压，大气压渗透压，大气压C浓度差，摩尔浓度差，摩尔/升升R气体常数，等于气体常数，等于0.08206升升*大气压大气压/摩尔摩尔*oKT绝对温度绝对
6、温度 OK上式是应用热力学公式推导出来的，因此只对稀溶液才是准上式是应用热力学公式推导出来的，因此只对稀溶液才是准确的。确的。C为水中离子浓度，若为非电解质则为分子的浓度。为水中离子浓度，若为非电解质则为分子的浓度。反渗透的基本原理反渗透的基本原理反渗透 当在膜的盐水侧施加当在膜的盐水侧施加一个大于渗透压的压力一个大于渗透压的压力时，水的流向就会逆转，时，水的流向就会逆转，此时盐水中的水将流入此时盐水中的水将流入纯水侧，这种现象叫反纯水侧，这种现象叫反渗透（渗透（Reverse Osmosis,简称简称RO），），该过程如左该过程如左图所示：图所示：膜性能表示法 通常所说的膜性能是指膜的化学稳
7、定通常所说的膜性能是指膜的化学稳定性和膜的分离透过特性。性和膜的分离透过特性。l膜的物化稳定性的主要指标有：膜材料、膜的物化稳定性的主要指标有：膜材料、膜允许使用的最高压力、温度范围、适膜允许使用的最高压力、温度范围、适用的用的PH值范围以及对有机溶剂等化学药值范围以及对有机溶剂等化学药品的抵抗性，有时尚需说明对某些物质，品的抵抗性，有时尚需说明对某些物质，如水中游离氯或氧化性物质的最高允许如水中游离氯或氧化性物质的最高允许浓度。浓度。l膜的分离透过性的主要指标是：脱盐率、膜的分离透过性的主要指标是：脱盐率、产水率、流量衰减系数。产水率、流量衰减系数。膜性能表示法Qw=Kw(P+)A/T式中：
8、Qw产水量Kw系数P膜两侧的压差渗透压 A 膜面积T 膜厚度 Kw与膜性质及水温有关，Kw越大，说明膜的透水性能越好。对于一张给定的膜，我们可以推导出产水量及盐透过量的计算公式对于一张给定的膜，我们可以推导出产水量及盐透过量的计算公式：Qs=Ks*C*A/T式中：Qs盐透过量 Ks系数c膜两侧盐浓度差A 膜面积T 膜厚度 Ks与膜性质、盐的种类及水温有关，Ks越大，说明膜的脱盐性能越好。从以上两式可以看出，对膜来说从以上两式可以看出，对膜来说Kw大大Ks小则膜质量较好。相小则膜质量较好。相同面积和厚度的产水量与净驱动压力成正比，盐透过量只与膜同面积和厚度的产水量与净驱动压力成正比，盐透过量只与
9、膜两侧溶液浓度成正比，而与压力无关。两侧溶液浓度成正比，而与压力无关。反渗透脱盐机理溶解扩散模型该模型假设膜是完美无缺的理想膜，高压侧浓溶液中各组分先溶于膜中，再以分子扩散方式通过膜，最后在低压侧进入稀溶液，任意组分（水或盐）的通量主要取决于化学位梯度，水和盐传质的推动力有两部分：浓度梯度和压力梯度。该模型基本上可定量地描述水和盐透过膜的传递，但推导中的一些假设并不符合真实情况，另外传递过程中水、盐和膜之间相互作用也没有考虑。反渗透脱盐机理优先吸附-毛细空流动模型溶液界面张力和溶质（活度）在界面的吸附Gibbs方程，预示了在界面处存在着急剧的浓度梯度，也就是说在膜的表面形成水分子薄层，在外力的
10、作用下，优先通过反渗透膜。反渗透脱盐机理形成氢键模型膜的表面很致密，其上有大量的活化点，键合一定数目的结合水，这种水已失去溶剂化能力，盐水中的盐不溶于其中。进料中的水分子在压力下可与膜上的活化点形成氢键而缔合，使该活化点上其他结合水解缔下来，该解缔的结合水又与下面的活化点缔合，使该点原有的结合水解缔下来，此过程不断地从膜面向下层进行，就是以这种顺序型扩散，水分子从膜面进入膜内，最后从底层解脱下来成为产品水。而盐是通过高分子链间空穴，以空穴型扩散，从膜面逐渐到产品水中的，但该模型缺乏更多的关于传质的定量描述。反渗透脱盐机理Donnan平衡模型膜为固定负电荷型，据电中性原理及膜和溶液中离子化学位平
11、衡，一般认为借助于排斥同离子的能力，荷电膜可用于脱盐，一般只有稀溶液，在压力下通过荷电膜时，有较明显的脱盐作用，随着浓度的增加，脱盐率迅速下降。二价同离子的脱除比单价同离子好，单价同离子的脱除比二价反离子的好。该理论以Donnan平衡为基础来说明荷电膜的脱盐，但Donnan平衡是平衡状态，而对于在压力下透过荷电膜的传质，还不能从膜、进料及传质过程等多方面来定量描述。反渗透脱盐机理其他分离模型除上述模型，许多学者还提出不小另外的模型，如脱盐中心模型，表面力-孔流模型，有机溶质脱盐机理等。反渗透膜的种类 反渗透膜的种类多，分类方法也很多，反渗透膜的种类多，分类方法也很多，但大体上可按膜材料的化学组
12、成和膜材料但大体上可按膜材料的化学组成和膜材料的物理结构外型结构及来区分。的物理结构外型结构及来区分。l按膜材料的化学组成大致可分为：按膜材料的化学组成大致可分为：醋酸纤维膜、芳香聚酰胺膜等醋酸纤维膜、芳香聚酰胺膜等l按膜材料的物理结构大致可分为：按膜材料的物理结构大致可分为：非对称膜、复合膜等非对称膜、复合膜等l按外型结构大致可分为：按外型结构大致可分为：管式、平板式、中空纤维式及涡管式管式、平板式、中空纤维式及涡管式按膜元件结构种类概述 在反渗透技术刚起步时，主要采用管式和平在反渗透技术刚起步时，主要采用管式和平板式膜元件。但这两种膜元件初始投资高、膜的板式膜元件。但这两种膜元件初始投资高
13、、膜的填充密度低，因此常用于高污染给水处理。填充密度低，因此常用于高污染给水处理。卷式膜元件是把两层膜背对背粘结成膜袋，卷式膜元件是把两层膜背对背粘结成膜袋，之后将多个膜袋卷绕到多孔产水管上形成的。该之后将多个膜袋卷绕到多孔产水管上形成的。该膜元件组成的系统投资低、耗电省，它是工业系膜元件组成的系统投资低、耗电省，它是工业系统中应用普遍的膜元件。其研制发展速度快，单统中应用普遍的膜元件。其研制发展速度快，单个膜元件的脱盐率高达个膜元件的脱盐率高达99.7%。中空纤维膜元件组成的反渗透系统有填充密中空纤维膜元件组成的反渗透系统有填充密度高的特点，因而要求其对给水进行更严格的预度高的特点，因而要求
14、其对给水进行更严格的预处理，以减少污堵的可能性。处理，以减少污堵的可能性。四种结构膜元件的特点比较系统费用系统费用:管式、平板式管式、平板式 中空纤维式、涡卷中空纤维式、涡卷式式设计灵活性设计灵活性:涡卷式涡卷式中空纤维式中空纤维式平板式平板式管管清洗方便性清洗方便性:平板式平板式管式管式涡卷式涡卷式中空纤维式中空纤维式系统占地面积系统占地面积:管式管式平板式平板式涡卷式涡卷式中空纤维式中空纤维式污堵可能性污堵可能性:中空纤维式中空纤维式涡卷式涡卷式平板式平板式管式管式耗耗 能能:管式管式平板式平板式中空纤维式中空纤维式涡卷式涡卷式涡卷式膜元件 涡卷式膜元件是美国涡卷式膜元件是美国UOP公司受
15、美国内务部盐水局（公司受美国内务部盐水局（OSW）委委托于托于1964年首先开发出来的一种新型膜元件。涡卷式膜元件中所采年首先开发出来的一种新型膜元件。涡卷式膜元件中所采用的膜为平面膜，为了使产品水在膜袋中流动，在信封状的半透膜用的膜为平面膜，为了使产品水在膜袋中流动，在信封状的半透膜之内夹有产品水通道织物层。之内夹有产品水通道织物层。RO系统运行时，原水中一部分水盐与膜垂直的方向通过膜，此系统运行时，原水中一部分水盐与膜垂直的方向通过膜，此时盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的时盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走。膜元件的水通量越
16、大、回收率越高，则其方向将浓缩的物质带走。膜元件的水通量越大、回收率越高，则其在膜表面浓缩程度越高。膜表面的物质浓度与主体水流中物质浓度在膜表面浓缩程度越高。膜表面的物质浓度与主体水流中物质浓度不同，这种情况称为浓差极化。增大等不良后果，因此在涡卷式膜不同，这种情况称为浓差极化。增大等不良后果，因此在涡卷式膜元件中装有给水通道隔网，以增加给水元件中装有给水通道隔网，以增加给水浓缩通道的紊乱程度，进浓缩通道的紊乱程度，进而减少浓差极化的发生。而减少浓差极化的发生。涡卷式膜元件的主要规格参数有：外型尺寸、有效膜面积、产水涡卷式膜元件的主要规格参数有：外型尺寸、有效膜面积、产水量、脱盐率、操作及最高
17、操作压力、最高使用温度和进水水质要求。量、脱盐率、操作及最高操作压力、最高使用温度和进水水质要求。醋酸纤维素膜醋酸纤维素膜 从化学上讲，醋酸纤维素膜从化学上讲，醋酸纤维素膜(Cellulose Acetate简称简称CA)是一种羟基聚合物，它一般是用纤维素经酯化生成三醋酸是一种羟基聚合物，它一般是用纤维素经酯化生成三醋酸纤维，再经过二次水解成一、二、三醋酸纤维的混和物。纤维，再经过二次水解成一、二、三醋酸纤维的混和物。作为膜材料的醋酸纤维素中的乙酰基含量越高，脱盐性能作为膜材料的醋酸纤维素中的乙酰基含量越高，脱盐性能越好，但产水量越小。为了平衡脱盐性能和透水性能，一越好，但产水量越小。为了平衡
18、脱盐性能和透水性能，一般选择乙酰基含量为般选择乙酰基含量为37.540.1%的醋酸纤维。的醋酸纤维。醋酸纤维是一种酯类，会发生水解，水解的结果将降醋酸纤维是一种酯类，会发生水解，水解的结果将降低乙酰基的含量，使膜的性能受到损害，同时膜也更易受低乙酰基的含量，使膜的性能受到损害，同时膜也更易受到生物的侵袭。到生物的侵袭。醋酸纤维素膜的水解出和温度有关以外，还于醋酸纤维素膜的水解出和温度有关以外，还于PH值有值有关。为增加膜的使用寿命，一般控制原水的关。为增加膜的使用寿命，一般控制原水的PH在在5-6之间。之间。复合膜复合膜 从结构来讲，复合膜从结构来讲，复合膜（Thin Film Composi
19、te简简TFC）是若干层薄皮的复是若干层薄皮的复合体，此膜的最大特点是合体，此膜的最大特点是抗压实性较高、透水率较抗压实性较高、透水率较大和盐透率较小。大和盐透率较小。复合膜与醋酸纤维膜的性能比较l复合膜的化学稳定性较好，而醋酸纤维膜将会发生水解。复合膜的化学稳定性较好，而醋酸纤维膜将会发生水解。l复合膜的生物稳定性好，复合膜不受生物侵袭，而醋酸纤维膜易复合膜的生物稳定性好，复合膜不受生物侵袭，而醋酸纤维膜易受微生物的侵袭。受微生物的侵袭。l复合膜的输性能好。即复合膜的输性能好。即Kw大而大而KS小。小。l复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间改变；而复合膜在运行中不会被压紧，因此产
20、水量不随使用时间改变；而醋酸纤维膜在运行中会被压紧，因而产水量下降。醋酸纤维膜在运行中会被压紧，因而产水量下降。l复合膜的脱盐率不随时间而改变；而醋酸纤维膜由于会发生水解，复合膜的脱盐率不随时间而改变；而醋酸纤维膜由于会发生水解，脱盐率将会不断下降。脱盐率将会不断下降。l复合膜由于复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量是醋酸大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量是醋酸纤维膜给水泵用电量的一半。纤维膜给水泵用电量的一半。l醋酸纤维膜的使用寿命一般仅为醋酸纤维膜的使用寿命一般仅为3年，而复合膜年，而复合膜 的使用寿命大于的使用寿命大于三年。三年。l复合膜的缺点为抗氯性较差，价格较贵。复合
21、膜的缺点为抗氯性较差，价格较贵。反渗透膜电镜照片膜透过操作方式膜透过操作方式反渗透反渗透基本原理基本原理反渗透膜元件构造反渗透膜元件构造集水管膜浓水膜透过水原水流道网原水透过水流道网原水膜元件的结构示意图反渗透卷制图反渗透卷制图反渗透膜袋反渗透膜袋浓水网浓水网淡水网淡水网反渗透膜剥面图反渗透膜剥面图膜元件端板给水产水流向(透过膜后)淡水网反渗透膜产水膜封口浓水网产水浓水产水中心管反渗透组装图反渗透组装图给水V型圈浓水产水膜外壳膜元件反渗透装置图反渗透装置图机架高压泵浓水产水给水膜外壳反渗透一段进水反渗透一段进水反渗透一段浓水进二段反渗透一段浓水进二段反渗透浓水反渗透浓水反渗透产水反渗透产水RO
22、RO操作与操作与维护反渗透膜元件的进水条件最高使用温度：113F（45）最大给水浊度：4.0ppm允许游离氯：0.1ppmPH范围：连续运行：3-10 短时运行：2-11最大给水流量：75GPM（17.0m3/h）给水最大SDI值：4.0单个膜元件回收率：15%*氯的耐受力计算建立在无铁存在的基础上。氯的耐受力计算建立在无铁存在的基础上。各项进水指标对各项进水指标对设备安全运行设备安全运行的意义的意义余氯余氯l醋酸纤维膜要求给水中含有残余氯，可防止细菌滋生，但含氯量过高会破坏膜，最大允许连续余氯的含量为1毫克/升。l复合膜抗氯性差，一般不允许余氯，采用加氯杀菌后，需加亚硫酸氢钠或经活性炭过滤消
23、除余氯。l使用压力硫酸氢钠除余氯的反应如下：Na2S2O5+H2ONaHSO3 NaHSO3+HCLOHCL+NaHSO4 l理论上1.34公斤的Na2S2O5可以去除1公斤余氯，但在有溶解氧的情况下，对苦咸水去除1公斤余氯需投加3公斤Na2S2O5。Na2S2O5在干爽条件下储存，有效期为4-6个月，溶液的有效期与浓度变化有关。溶液浓度（重量%）2%10%20%30%最长有效期 3天 1星期 1月 6月l使用活性炭过滤清除余氯的反应如下：C+2CL2+2H2O4HCL+CO2 铁（Fe）l当RO给水在进行氯化及脱氯工程中，或在水中溶解氧含量高于5毫克/升时水中的2价铁离子转化为3价铁离子，生
24、成不溶于水的胶体物质，对反渗透造成污染。即使水中SDI值小于5、铁离子含量小于0.1毫克/升，仍可能发生铁的污染问题。l铁的氧化速度取决于铁含量、水中的溶解氧浓度和PH值，其关系如下：氧含量（毫克/升）PH 允许铁含量（毫克/升）0.5 7.0 0.05l降低RO给水中铁的含量可以采用曝气-锰砂过滤的方法完成。硅（Si）l浓水中不允许析出SiO2，当SiO2过饱和则可能聚合而形成不溶解的胶体硅或有机硅胶而引起结垢。l纯水25时，无定形硅的溶解度约为100毫克/升（以SiO2计），溶解度随温度呈直线变化，在0时为0，到40时为160毫克/升。在中性溶液中，溶解的只有硅酸；在碱性溶液中，无定形硅的
25、溶解度较大。溶液中除铝之外，其余各种离子均不会影响二氧化硅的溶解度。注：许多运行的RO装置浓水中的二氧化硅超过文献中的极限浓度，但并未析出二氧化硅；确定是否需要控制二氧化硅结垢，可根据文献数据中的SiO2与浓水流中的SiO2进行比较，如果浓水中的数值小于文献规定数值则不会结垢。控制系统回收率是主要的防止结垢的方法，靠降低系统回收率使浓水中的SiO2降低。采用石灰软化，可降低给水中50%的SiO2。温度控制：因无定形SiO2的溶解度取决于温度。发现可能出现了硅垢，必须立即清洗，硅垢一旦形成急难去除。颗粒物质、SDI和浊度 不允许大于5的颗粒进入高压泵及反渗透器，这点必须确保，以免破坏设备。一般在
26、高压泵前安装5过滤器，再微过滤器前后安装压力表，当压力表超过一定数值后，更换氯芯，通常情况下更换周期为1-3个月，若使用时间小于1个月，则需改善预处理系统，不允许使用带反洗的微过滤器。对于不同的原水水源，由于选用的通量不同，要求的SDI值也不一样，一般要求SDI小于5（越小越好）；浊度应小于0.2NTU（最大允许浊度为1 NTU）。有机物、油和脂l水中的有机物对RO膜的影响最为复杂，有些有机物对膜的影响不大，而另一些则可能造成膜的有机物污染。一般来说当水中的TOC含量超过3毫克/升时，即应考虑进行去除，对于地表水应尽量在絮凝剂澄清的过程中去除有机物，还可以采用活性炭过滤进一步降低有机物含量。l
27、水中不允许含有油和脂，当油或脂超过0.1毫克/升时，就应采用凝聚或使用活性炭过滤器进行去除。细菌 由于细菌会以醋酸纤维为食物，因此醋酸膜易受细菌的侵袭，对原水必须彻底杀菌。对于复合膜，虽然不受细菌的侵袭但细菌粘膜会造成膜的污堵，一般可采用加氯杀菌，加氯量要根据需氯量实验加以确定。氯加入水中发生以下反应：CL2+H2O=HCLO+H+CL-HCLO=H+CLO-HCLO为次氯酸，CLO-为次氯酸根，由于H+能被水中的碱度中和，最后水中只剩下HCLO和CLO-，两者在水中所占的百分数主要取决于PH值和水温。当PH小于7时，水中的HCLO占75%，CLO-占25%，温度降低时HCLO所占的比例将增大
28、，在0C时HCLO增加到83%，CLO-减到17%。对于氯气的杀菌机理有不同说法，通常的解释是生成的次氯酸产生杀菌作用。HCLO是个中性分子，可以扩散到带负电的细菌表面，并穿过细菌的细胞进入细菌内部，HCLO分子进入细胞后由于CL分子的氧化作用破坏了细菌的某种酶系统（酶是一种蛋白质成分的催化剂，细菌的养分要经过它的作用后才能被吸收），最后导致细菌的死亡，而次氯酸根CLO-虽然包括一个氯分子，但它带负电，不能靠近带负电的细菌，所以也不能穿过细菌的细胞膜进入细菌内部，因此很难起杀菌作用。从上式中可以看出，加入水中的氯气只有1/2变成HCLO的成分；另外的1/2在水中产生CL-，不起杀菌作用。采用N
29、aCLO时：NaCLO+H2O=HCLO+Na+OH-，比较可以看出一个分子的NaCLO作用相当于一个分子的CL2。阻垢l必须防止CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4和CaF2垢。l膜结垢是由于给水中的微量盐在给水转化为浓水时超过了溶度积而沉淀到膜上在苦咸水中，CaCO3、CaSO4，其他盐类SrSO4、BaSO4和CaF2需要计算来确定浓水中是否超过溶解度极限。如果微溶盐超过溶解极限，需要采取以下方法：l降低系统回收率，避免超过溶度积。l采取离子交换软化去除钙离子。l加酸去除碳酸或重碳酸离子。l加阻垢剂。CPA系列膜元件的主要性能及规格75(17.0)5:1单支膜元件上浓缩水与透过
30、水量的最大比例10psi(0.7kgf/cm2)单支膜元件最高压力损失 0.1ppm最高进水自由氯浓度1.0 NTU进水最高浊度 5进水最高 SDI(15分钟)16(3.6)最高进水流量 GPM(m3/h)600(4.16)最高操作压力 psi(MPa)3.0 10.0进水PH范围45最高进水温度 ()使用条件6.5 7.0测试液PH15单支膜元件水回收率 (%)25测试液温度 ()225(1.55)操作压力 psi(MPa)1500ppm NaCl溶液(运行30分钟后测试的数据)测试溶液测试条件11000(41.6)6000(22.7)11000(41.6)10000(37.8)2250(8
31、.5)透过水量 GPD(m3/d)99.6平均99.799.699.2(平均99.6)99.2最低脱盐率 (%)性能40040040036585有效膜面积 (ft2)16.44.1湿润态重量 (kg)201.9/1016.099.0/1016.0外径/长度 (mm)规格CPA-ULTRAPURECPA4CPA3CPA2CPA2-4040型型 号号反渗透水处理系统的构成反渗透预处理合适与否的简单判断准则合适与否的简单判断准则确实需要加强预处理1个月超过1次可能需要加强预处理13个月适度3个月或更长预处理是否合理适度清洗频率成功运行的必要条件成功运行的必要条件具体的预处理设计需要根据现场情况和膜元
32、件类型确定具体的预处理设计需要根据现场情况和膜元件类型确定必须仔细考虑各种要求必须仔细考虑各种要求原水的特点非常重要原水的特点非常重要为确保系统可靠运行，有时需要作小型实验为确保系统可靠运行，有时需要作小型实验反渗透预处理设计考虑因素 膜元件种类膜元件种类(醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺复合膜醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺复合膜)进水水质进水水质(水源及其变化水源及其变化)进水流量进水流量(小型或大型装置小型或大型装置)反渗透的回收率反渗透的回收率(高回收率意味着需要更好的预处理）高回收率意味着需要更好的预处理）后处理设备和要求后处理设备和要求反渗透污染物悬浮固体悬浮固体普遍存在于地表水和废水中 尺寸1微
33、米(胶体可能会小于1微米)在未搅拌溶液中能从悬浮状态沉积下来(胶体会保持悬浮状态)预处理后必须将下列指标降低至：预处理后必须将下列指标降低至：浊度浊度1 1NTUNTU 15 15分钟分钟SDISDI值值5 5反渗透污染物 胶体污染物胶体污染物 普遍存在于地表水或废水中普遍存在于地表水或废水中 污染物主要存在于反渗透系统的前端污染物主要存在于反渗透系统的前端 尺寸尺寸1 1微米微米 在未搅拌溶液中微粒会保持悬浮状态在未搅拌溶液中微粒会保持悬浮状态 可以是有机或无机成份组成的单体或复合化合物可以是有机或无机成份组成的单体或复合化合物 无机成份可能是硅酸、铁、铝、硫无机成份可能是硅酸、铁、铝、硫
34、有机成份可能是单宁酸、木质素、腐殖物有机成份可能是单宁酸、木质素、腐殖物预处理后必须将下列指标降低至：浊度预处理后必须将下列指标降低至：浊度1 1NTUNTU1515分钟分钟SDISDI值值5 5反渗透污染物有机污染物有机污染物 污染物主要存在于反渗透系统的前端污染物主要存在于反渗透系统的前端 普遍存在于地表水或废水中普遍存在于地表水或废水中 被吸收附着在膜表面被吸收附着在膜表面 天然腐殖有机物来源于植物腐烂物且常带电荷天然腐殖有机物来源于植物腐烂物且常带电荷 缺乏明确的缺乏明确的TOC(TOC(总有机碳总有机碳)含量规定含量规定 进水中进水中TOCTOC含量为含量为2 2ppmppm时应引起
35、注意时应引起注意 具有电中性表面的具有电中性表面的LFC1LFC1膜及膜及CABCAB膜可能更适用膜可能更适用反渗透污染物 生物污染生物污染 普遍存在于地表水或废水中普遍存在于地表水或废水中 开始时易在反渗透前端形成污染物，随后扩展及整个开始时易在反渗透前端形成污染物，随后扩展及整个反渗透系统反渗透系统 通常污染物为细菌、生物膜、藻类、真菌通常污染物为细菌、生物膜、藻类、真菌 警戒含量为警戒含量为1000010000cfucfu(菌落生成单位菌落生成单位)/)/mlml 必须控制生物活性必须控制生物活性 CABCAB膜由于其对余氯的耐受性较好，因而可能更适用膜由于其对余氯的耐受性较好，因而可能
36、更适用反渗透污染物难溶盐难溶盐污染污染100SiO26000BaSO4800SrSO4230CaSO4饱 和 值%盐 份 反渗透进水中含有的难溶盐及相关成份达到下表中所列的浓反渗透进水中含有的难溶盐及相关成份达到下表中所列的浓度时，均应在预处理中采取相应措施，以防止反渗透膜结垢。度时，均应在预处理中采取相应措施，以防止反渗透膜结垢。注意注意：上表中指标的设计基础为：上表中指标的设计基础为75%75%的系统水回收率，在某些情况下，最小值范围会有变化。的系统水回收率，在某些情况下，最小值范围会有变化。浓缩水中难溶盐的饱和极限饱和指数极限值1.8用有机阻垢剂时的LSI及SDSI0.5用六偏磷酸钠做阻
37、垢剂时的LSI及SDSI-0.2不加阻垢剂时的LSI及SDSILSI 值 *条 件*:*:Langelier Langelier 和和 Stiff&Davis Stiff&Davis 饱和指数饱和指数针对特定污染物的反渗透预处理设计针对难溶盐的反渗透预处理设计要点针对难溶盐的反渗透预处理设计要点l离子交换软化l弱酸阳离子软化l石灰软化l添加化学阻垢剂针对特定污染物的反渗透预处理设计针对金属氧化物的反渗透预处理设计针对金属氧化物的反渗透预处理设计l l离子交换软化l l石灰软化l l锰砂过滤l l添加化学分散剂针对特定污染物的反渗透预处理设计 针对溶解性硅的反渗透预处理设计针对溶解性硅的反渗透预
38、处理设计l石灰软化l热交换器l脱除铁l硅分散剂针对特定污染物的反渗透预处理设计针对微粒和胶体的反渗透预处理设计针对微粒和胶体的反渗透预处理设计l澄清l石灰软化l砂滤或添加混凝剂或絮凝剂后进行多介质过滤l微滤或超滤针对特定污染物的反渗透预处理设计针对天然有机物的反渗透预处理设计针对天然有机物的反渗透预处理设计l澄清l石灰软化l活性碳过滤l微滤或超滤针对特定污染物的反渗透预处理设计针对有微生物滋长的反渗透预处理设计针对有微生物滋长的反渗透预处理设计l化学杀菌剂l石灰软化l紫外杀菌l微滤或超滤l保持水流动尽量减少死角由于预处理系统设计或操作不当而人为造成的常见污染由于预处理系统设计或操作不当而人为造
39、成的常见污染l阳离子聚合物l氯化铝或氯化铁l正磷酸锌l添加了互不相容的化学药剂l氧化剂污染密度指数SDI的测定方法测试仪器的组装污染密度指数污染密度指数SDISDI值是表征反渗透系统进水水质的重要指标。值是表征反渗透系统进水水质的重要指标。测定测定SDISDI值的标准方法的基本原理是测量在值的标准方法的基本原理是测量在3030psipsi给给水压力下用水压力下用0.450.45mm微滤膜过滤一定量的原水所需要的时间。微滤膜过滤一定量的原水所需要的时间。测试仪器的组装测试仪器的组装 1 1 按测试仪器组装图组装测试装置按测试仪器组装图组装测试装置 2 2 将测试装置连接到将测试装置连接到RORO
40、系统进水管路取样点上系统进水管路取样点上 3 3 在装入滤膜后将进水压力调节至在装入滤膜后将进水压力调节至3030psipsi。在实际测试时，应使用在实际测试时，应使用新的滤膜新的滤膜污染密度指数SDI的测定方法测试装置组装图污染密度指数SDISDI的测定方法注意事项为获取准确测试结果，应特别注意下列事项：为获取准确测试结果，应特别注意下列事项：1.1.在安装滤膜时，应使用扁平镊子以防刺破滤膜；在安装滤膜时，应使用扁平镊子以防刺破滤膜；2.2.确保确保O O型密封圈清洁完好并安装正确；型密封圈清洁完好并安装正确；3.3.避免用手触摸滤膜；避免用手触摸滤膜；4.4.事先冲洗测试装置，去除系统中的
41、污染物。事先冲洗测试装置，去除系统中的污染物。*：接取500ml水样所需时间大约为接取100ml水所需时间的5倍。如果接取500ml所需时间远大于5倍，则在计算SDI值时，应采用接取100ml所用的时间。污染密度指数SDI的测定方法测试步骤1 1 记录测试温度。在试验开始至结束的测试时间内，系统温度变化不应超过记录测试温度。在试验开始至结束的测试时间内，系统温度变化不应超过1 1。2 2 排除过滤池中的空气压力。根据滤池的种类，在给水球阀开启的情况下，排除过滤池中的空气压力。根据滤池的种类，在给水球阀开启的情况下，或打开滤池上方的排气阀，或拧松滤池夹套螺纹，充分排气后关闭排气或打开滤池上方的排
42、气阀，或拧松滤池夹套螺纹，充分排气后关闭排气阀或拧紧滤池夹套螺纹。阀或拧紧滤池夹套螺纹。3 3 用带有刻度的用带有刻度的500500mlml量筒接取滤过水以测量透过滤膜的水量。量筒接取滤过水以测量透过滤膜的水量。4 4 全开球阀，测量从球阀全开到接满全开球阀，测量从球阀全开到接满100100mlml和和500500ml ml*水样的所需时间并记录。水样的所需时间并记录。5 5 五分钟后，再次测量收集五分钟后，再次测量收集100100mlml和和500500mlml水样的所需时间，十分钟及十五分水样的所需时间，十分钟及十五分钟后再分别进行同样测量。钟后再分别进行同样测量。6 6 如果接取如果接取
43、100100mlml水样所需的时间超过水样所需的时间超过6060秒，则意味着约秒，则意味着约90%90%的滤膜面积被的滤膜面积被堵塞，此时已无需再进行实验。堵塞，此时已无需再进行实验。7 7 再次测量水温以确保与实验开始的水温变化不超过再次测量水温以确保与实验开始的水温变化不超过1 1。8 8 实验结束并打开滤池后，最好将实验后的滤膜保存好，以备以后参考。实验结束并打开滤池后，最好将实验后的滤膜保存好，以备以后参考。污染密度指数SDI的测定方法计算公式计算公式计算公式SDI=P30/Tt=100 (1 Ti/Tf)/Tt式中：式中：SDI SDI 污染密度指数污染密度指数P P3030 在在3
44、030psipsi给水压力下的滤膜堵塞百分数给水压力下的滤膜堵塞百分数T Tt t 总测试时间，单位为分钟。通常总测试时间，单位为分钟。通常T Tt t为为1515分钟，分钟，但如果在但如果在1515分钟内即有分钟内即有75%75%的滤膜面积被堵的滤膜面积被堵 塞塞 *，测试时间就需缩短，测试时间就需缩短T Ti i 第一次取样所需时间第一次取样所需时间T Tf f 15 15分钟分钟(或更短时间或更短时间)以后取样所需时间以后取样所需时间*：为了精确测量SDI值，P30应不超过75%，如果P30超过75%应重新试验并在较短时间内获取Tf值。压力容器构造l无论何种膜元件都必须装入压力容器以方便
45、使用，由于各种膜元件的尺寸大小不一样，所以压力容器的尺寸也就不一样。常见的压力容器直径为：2.5英寸、4英寸、8英寸等种类。各种压力容器的构造接近。l压力容器中可以安装一个或多个膜元件。以Codeline公司的压力容器为例，每个压力容器中可安装1-7各膜元件。在膜元件之间采用连接件连接，膜元件与压力容器端口采用支撑板、密封板、锁环等支撑密封。l在实际运行过程中，给水从压力容器一端的给水管路进入膜元件。一部分给水穿过膜表面而形成低含盐量的产品水；剩余部分水继续沿给水管路向前流动进入下个膜元件，这部分水含盐量较高。以上两部分水分别称为产品水和浓水，分别用产品水管路和浓水管路引出压力容器。l给水压力
46、容器中的每个膜元件上均产生压力降，如不采取措施，压力降将会使膜卷伸出而对膜元件造成损害。为此在每个膜元件的一端有一个防膜卷伸出的装置；另外设计给水量不应超过产品规定的参数，运行时单个膜元件的压力降不允许超过规定值。l膜元件之间采用的是内连接件连接，为防止在连接处浓水泄露，在膜元件之间有浓水密封。膜元件的安装l膜元件的安装l检查容器内部有无划伤或不完善的地方。腐蚀产物或外部杂质（包括润滑油过量）应该被清理出去。l用清水冲洗容器以去除所有尘土和颗粒。l检查膜元件表面有无缺陷，如果有的话将会擦伤容器；特别是要注意防止膜卷缩伸出装置的端部，如果发现任何不能处理的缺陷，请联系生产厂来处理。l用约50%的
47、甘油-水混合物来润滑容器内部。可用合适尺寸的拖把沾取混合物来润滑，以减少容器内部被擦伤。l把第一个膜元件装入压力容器的进水端，元件的端部留几寸在容器外，以便连接下一个膜元件。l用少量润滑剂润滑连接器的O型环。l在连接器连上第一个膜元件。l把要装入的下一个膜元件与前一个对齐，并把它装与前一个膜元件连接好的连接器上。注意：在最后一个膜元件安装完毕后，所有膜元件都必须再向前推到位，不要把膜元件向前推得太多。l将适配器安装到压力容器的两端的膜元件产品水管上。l在水流方向的下游安装推力环。压力容器的封装压力容器的封装l在完成A步骤中的任务后开始本步骤。l清理压力容器内侧的腐蚀产物或外来杂物。l检查压力容
48、器内部有无擦伤或损伤，泄漏的容器必需更换。l润滑管壳内从斜面1/2处到距斜面大约1/2”的范围。l对齐管端组件和压力容器本身的标识符号，在管端组件插入压力容器后不要旋转它。l握住管端组件使之与管壳的轴线垂直，将该组件向前滑动直至感到有阻力为止。l用双手把管端组件向前推，直至管端组件伸出管壳1/2”r sgmj。l将锁环组件的B环装入槽底（环上带凸台的一侧向外）。l逆时针方向旋转B环，随后装入C环。l在槽内滑动B、C环，直至方头位于右侧水平位置时装入环。l逆时针旋转锁环组件，直至方头位于垂直上方的位置（此位置可防止环掉出来）l推动固定环，直至支撑板与锁环组件相接触。l将3个固定螺丝拧入支撑板两圈
49、。l敲打固定环四周，使固定环贴于支撑板上。l紧固固定螺丝。注意不要过紧，以免影响今后的拆卸。压力容器与膜元件的拆卸压力容器与膜元件的拆卸过程与安装过程步骤相反。方法详见安装方法。反渗透装置运行操作程序-准备准备R/O装置的安装必须按下列条件执行：1、装置运行到现场后，应放置于室内，周围环境温度最低不得低于5C，最高不得高于38C。当温度高于35C时，应加强通风措施。2、装置到达后，应在一个月内安装完毕，并应立即进行通水试车运行。3、装置在未进行通水试车之前，任何阀门均不得开启，以免保护溶液流出，致使元件损坏。4、装置就位后，应调整装置支承点，使组件处于基本水平的位置，且与基础接触可靠。5、装置
50、与供水泵间相接的管路及阀门在连接之前应进行脱脂的处理，供水泵过流部分也应进行脱脂处理。6、装置的产水输出管最大输出高度应小于8米。7、R/O清洗系统R/O装置间如用硬管连接，则进、回液管均不得直接敷设在地面上，以免损坏。调试步骤1、对装置的进水进行分析、测试，结果表明符合进水要求，方可进行装置通水调2、对供水泵的压力控制系统进行调整。3、检查装置所有管道之间连接是否完美，压力表是否安全，低压管道连接处是否紧密，有否短缺。4、全开压力表开关和总进水阀、浓水排放阀、产水排放阀。5、启动预处理设备，并调整至供水量大于装置进水量。6、待出水无甲醛气味，关闭装置总进水阀。7、启动高压泵，并缓缓开启装置总