《反渗透水处理技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《反渗透水处理技术.docx（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、反渗透技术是目前应用较为广泛的一类水处理技术。在对反渗透分别原理争论的根底上, 对反渗透技术的现状和争论进展了总结,并以锅炉供水系统为例进展系统的争论。并提出反渗透系统安全运行影响因素以及反渗透技术的进展方向。反渗透技术在美国、日本的争论应用较早,我国的争论始于 1966 年,近年来已得到广泛应用。反渗透技术最初只用于海水淡化,后来逐步扩大到苦咸水淡化、食品加工、医药卫生、饮料净化、超纯水制备等方面,产生了很高的经济效益。1 反渗透分别原理用一张半透膜将稀溶液(如纯水)与浓溶液(如盐水)隔开,稀溶液会向浓溶液渗透并保持相应的渗透压,此现象称为渗透。假设在浓溶液处施加大于渗透压的压力,则浓溶液会
2、向稀溶液一侧渗透 ,此现象称为反渗透。一般反渗透膜微孔尺寸在 1OA 左右,操作压力为1.0-10.0MPa,切割分子量小于 500,能截留盐或小分子量有机物,可使水中离子的含量降低96%-99%。反渗透的去除性能一般有如下规律:(1)高价离子去除率大于低价离子 A13+Fe3+Mg2+Ca2+Li+ (2)去除有机物的特性受分子构造与膜亲和性影响分子量:高分子量低分子量亲和性:醛类酸类胺类侧链构造:第三级异位其次级第一级(3)对分子量300 的电解质、非电解质都可有效的除去,其中分子量在 100-300 之间的去除率为 90%以上。2 膜污染近年来,反渗透以其操作简洁、牢靠性高、不产生二次污
3、染等特点而得到了广泛的应用。然而反渗透经长期运行,在膜上浓水侧会积存胶体、金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质,造成膜污染,引起系统脱盐率下降,出水量降低,压差增大等问题。因此,当反渗透性能下降到肯定程度时,就应对膜进展准时有效地清洗,避开造成严峻膜污染而难以恢复系统是否需要清洗可依据产水量、脱盐率、压差变化来推断。3 反渗透技术应用实践20 世纪末,反渗透水处理的市场份额以每年 18%的速度增长,它与很多高科技产品一样, 技术含量高,科技附加值高,易操作,使用方法易把握。反渗透用途几乎涵盖了全部工业部 门,广泛应用于电力、化工、石油、饮料、制药、电子、冶金等行业。包括水的脱盐,由 苦咸水和海
4、水制取饮用水,关心处理过程的净化,高纯漂洗水的生产,化学制造业所接触的 水,食品和饮料的生产,工业污水的净化等。不同行业所处理的水质状况不同。在反渗透 的使用中,必需重视反渗透装置的长期安全经济运行,其经济可行性很大程度上取决于其 能到达的最高透过速率和膜寿命。在反渗透运行过程中,当系统设计合理的状况下,并排 除设备机械损坏(如 O 形环的损坏)等因素,由于水质千差万别,假设运行掌握不当,必定会导致膜的污染,严峻的会导致整个反渗透装置的报废,会造成巨大的经济损失。应对不同水 质的实际状况设计出合理的反渗透系统,把握正确的反渗透操作方法和运行技术,以保证 反渗透设备的安全经济运行。下面以一套用于
5、锅炉补给水的反渗透系统的应用状况争论。1、系统概述本系统的产水用于锅炉补给水。承受软水系统的出水(软水)作为反渗透水处理系统的水源。系统工艺流程如图 1 所示。2 系统设计及应用实践自然界的自然水的水质千差万别,不同的水源水质及对水处理后的不同用途,需承受不同的水处理工艺,水处理系统。合理的水处理系统是保证设备安全经济运行的前提和根底, 依据以上原则首先对水源(软水)水质进展了分析。依据所分析水质特点的结果,实行了上述的水处理工艺。2.1 加酸系统虽然在本系统选用的进口阻垢剂阻垢效果格外好,但原水经过石灰软化后,PH 值将到达 910,反渗透装置浓水侧仍存在结垢倾向,所以本系统配置一套加酸系统
6、调整反渗透进水PH 值至 7.2 左右,以降低浓水的 LSI 值,保证反渗透装置的长期牢靠运行。2.2 热交换器热交换器的作用是使原水维持在肯定的温度范围之内,以利于保证反渗透系统出力的稳定。反渗透系统的出力受进水水温的变化影响较大,在进水压力稳定的条件下,水温每变化 1e,其产水量大致增减 2.7%。为了避开因水温较低而造成反渗透系统产水水量的下降的状况消灭,就必需加热进水使其维持在 20e25e 左右。在冬季水温低时,热交换器的出水水温由热交换器上的温度掌握调整单元完成,水温掌握在 25e 左右。2.3 氧化剂(NaClO 次氯酸钠)加药装置对于反渗透系统而言,需要配置严格的预处理工艺。加
7、氧化剂的作用是供给足够量的氧化性的 NaClO,用于原水的灭菌、灭藻、氧化有机物,其目的是保证反渗透系统免遭生物的污染。为了到达以上目的,一般需参加 1310-6 的有效氯。一般投入市场上出售的NaClO 溶液,其有效氯浓度为 8%12%。2.4 分散剂(PAC)加药装置该装置的作用是为系统投加适量的分散剂,将原水中的悬浮物、有机物、胶体等分散成大颗粒的矾花,以便其在多介质过滤器中被有效地去除。由于系统进水受有机物污染,本系统投加了氧化剂,以破坏和降解有机物。水中还有其它杂质,如悬浮物和胶体等杂质,这些杂质一般带有肯定量的同性电荷,它们相互排斥,难以自动聚成大颗粒。PAC(聚合氯化铝) 是长链
8、的高分子聚合物,在水中可形成带电荷的 Alx(OH)3x-yy 长链多功能基因,它具有压缩胶体双电层的作用,同时对异性电荷也起到中和的作用,而且每一个基因都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质,使其凝固成大颗粒的矾花,然后通过介质过滤器将其除去。为了增加水中水中杂质颗粒到达分散剂Alx(OH)3x-yy 基因外表而被吸附的时机,应适当地进展搅动混合,因此本系统 PAC 的参加点选择在多介质过滤器的进水母管上,且随后装设静态管道混合器。2.5 多介质过滤器多介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置,它的作用是滤除原水带来的细小颗粒!悬浮物、胶体、有机物等杂质,以及经一级加药后形成的矾
9、花,从而保证其出水 SDI(污染指数)。2.6 活性碳过滤器此设备的主要作用是有效去除水中剩余的游离氯,本系统依据需要前面设计了加氯系统, 经加氯后,水中会有剩余氯,而剩余氯是强氧化剂,会对反渗透膜造成损害,因此必需除去。活性炭有很好的除氯效果。2.7 反冲洗动力装置本设备在系统中的作用是为多介质过滤器供给充分的压缩气体 ,用于多介质过滤器反冲洗时的气体擦洗。在多介质过滤器运行过程中,其滤料外表会粘附大量的杂质,甚至造成滤料结成泥球。假设只用水进展冲洗很难凑效；而承受压缩气体进展鼓泡擦洗,同时借助水的作用,则很简洁将滤料外表粘附的杂质或泥球剥落或打散,然后由水流带出,从而提高多介质过滤器反冲洗
10、的效果。2.8 阻垢剂加药装置加药装置的作用是在经过预处理后的原水进入反渗透系统之前 ,参加高效率的专用阻垢剂,以防止反渗透浓水侧产生结垢。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端,水分子透过膜外表,从原水侧到达另一侧,而无机盐离子就留在原来的一侧。随着原水的流程渐渐增长,水分子不断从原水中取走,留在原水中的含盐量逐步增大,即原水逐步得到浓缩,而最终成为浓水,从装置中排出。浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水中 Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2 等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数,所以不会有结垢消灭，但经浓缩后,各种离子的浓度
11、积都可能大大超过平衡常数,因此会产生严峻的结垢现象。推断水结垢的标准:一是对于碳酸盐垢以朗格利尔(LSI)为基准;当 LSI0 时结垢;二是对于硫酸盐垢,是以饱和指数来确定的,水中阳、阴离子的浓度积与饱和平衡常数的比值即为饱和指数。当饱和指数小于1 时不结垢,反之就会消灭结垢。2.9 反渗透本体系统本系统的主要作用是把经预处理的水进展膜分别脱盐。它包括以下单元设备:2.9.1 5L 保安过滤器5L 保安过滤器的作用是截留原水带来的大于 5L 的颗粒,以防止其进入反渗透系统。这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件,造成大量漏盐的状况,同时划伤高压泵的叶轮。过滤器中的滤元为可更换卡式滤棒,当过
12、滤器进出口压差大于设定的值(通常为 0.070.1MPa)时,应当更换。保安过滤器承受耐腐蚀的 304 不锈钢材质外壳。滤棒是由聚丙烯喷熔制成,其特点:1) 孔形呈锥形构造;2) 过滤能进入深处,形成深层过滤;3) 纳污量大、寿命长;4) 便于快速更换。2.9.2 高压泵高压泵的作用是为反渗透本体装置供给足够的进水压力,保证反渗透膜的正常运行。依据 反渗透本身的特性,需有肯定的推动力去抑制渗透压等阻力,才能保证到达设计的产水量。2.9.3 反渗透本体装置反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置,反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大局部可溶性盐分,胶体,有机物及微生物。经过预处理后合格的原水进
13、入置于压力容器内的膜组件,水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层,经收集管道集中后,通往产水管再注入反渗透水箱。反之不能通过的就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管 , 排入浓水收集箱。系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的掌握阀门,监控仪表及程控操作系统,它们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。本装置反渗透膜组件均承受世界上最先进的复合反渗透膜,单根膜脱盐率达 99.6%。经过反渗透膜专用计算软件分析,当设计反渗透装置的回收率为 85%时,每套反渗透配置 36 根 BW30-365 型膜组件, 分别安装在 6 根 FRP 压力容器内,成 321 排列。2.10 反渗透清洗和冲洗系统
14、清洗的作用是依据反渗膜运行污染的状况,配制肯定浓度的特定的清洗溶液,去除反渗透膜中的污染物质,以恢复膜的原有特性。无论预处理如何彻底,反渗透经过长期使用后,反渗透膜外表仍会受到结垢的污染。所以本系统设置一套反渗透清洗系统,当膜组件受到污染后,可进展化学清洗。它包括一台 5L 保安过滤器,一台不锈钢清洗泵,一台清洗箱及一批配套仪表、阀门、管道等附件。冲洗的作用是用反渗透产水置换反渗透膜中停机后滞留的浓水,防止浓水侧亚稳态的结垢物质消灭结垢,以保护反渗透膜。本系统中冲洗水泵与清洗水泵公用。2.11 加氨系统经 RO 系统处理后的水,虽然已到达出水水质指标,但是锅炉补水的 PH 值要求为 8.59.
15、2, 所以在产品水泵出口处还需要设置加氨系统,以调整锅炉补给水的PH 值至规定的范围内。3 反渗透维护运行中应留意的几个问题3.1 严格掌握反渗透进水污染指数污染指数(淤泥密度指数 SDI)是反渗透进水重要的掌握指标,它综合反映水中悬浮物、胶体、局部生物等全部粒径大于 0.45um 的物质含量的一个参数。一般要求反渗透进水 SDI 低于 4,最大值不超过 5。为此,在实际生产中,严格掌握反渗透前的预处理过程,准确掌握过滤器前聚合铝的参加量,依据过滤器的擦洗要求对过滤器进展擦洗等。在寻常的设备运行中,保证了 SDI 在 3 以下运行。3.2 标准系统的操作治理正确的系统操作和维护治理是保证RO
16、系统长期高性能稳定运行的关键,它包括系统的首次投运和日常开停机操作,膜元件污堵、结垢、堵塞、氧化降解以及水力冲击破坏等的预防。为此,在系统投运前,对员工进展严格的培训,使每位员工都能按操作规程娴熟标准的进展操作。在设备运行过程中,认真监测反渗透系统的各个运行参数,并做好记录,觉察问题马上进展分析解决。当设备停运行时,做好反渗透的低压冲洗等反渗透的保养工作。4 影响反渗透系统安全运行的因素4.1 人的因素设计者应依据水质特点选出膜元件,设备系统的设计应当正确,设备的安全应符合设计要求,经过预处理的水质应能满足反渗透装置的要求。反渗透装置调试人员应能满足保证条件和保证值,应设定保证安全的戒备值,应
17、建立有效的技术效劳支持和预警机制。移交用户后,操作和治理人员应按规定的条件运行和监测,在运行参量偏离规定值时应依据规定的程序处置,操作和治理人员应严格遵守安全规程。以上任何一点做不到,都可能导致系统发生安全运行问题。4.2 物(设备) 因素反渗透装置是承受较高工作压力的设备,假设泵体、管道、阀门和装置本身的任何部件耐压不够,任何金属部件受到腐蚀损坏,任何非金属材料发生老化变质,都有可能引起断裂、跑冒渗漏,以致系统不能安全牢靠运行,另外检测仪表失灵,加药系统不行靠,电气设备性能衰减或绝缘破损,掌握系统发生故障等同样导致系统不能安全牢靠运行。4.3 系统环境的因素反渗透系统的工作环境也存在影响系统
18、安全运行的因素,原水可能引起的污染和水质的二次污染,电磁辐射可能引起对掌握系统的干扰,噪声可能对人身心损坏引起疲乏、分神、精力不集中和违规(习惯性地和不生疏设备) 操作,化学药剂可能引起的意外损害,以及可能的触电和电弧等等。5RO 技术因具有特别的优越性而得到日益广泛的应用。为了保证反渗透膜组件良好的设计性能和长时间的安全经济运行，特别是为了保证膜的使用寿命,必需对原水进展适宜的预处理，以确保反渗透组件给水质量合格；为了保证反渗透膜安全运行，高压泵一般选用不锈钢的高扬程多级离心泵，泵的进口与出口必需分别设置低水压与高水压保护；选择膜材料时应考虑透水量、脱盐率、pH 值适用范围、耐氯性、机械强度、耐热温度等因素；而清洗剂的选择,是装置持续稳定运行必不行少的工艺，应依据垢的种类和膜的材料来选择清洗剂。在日常工作中,只要做好治理，严格操作，准时觉察运行参数的变化并准时调整设备运行工况,就可避开系统消灭严峻的问题,从而保证反渗透系统长期、安全、稳定运行。由于 RO 技术优良的分别性能,它的应用领域将越来越广泛。今后反渗透的主要进展方向:1、开发抗氧化性、抗酸碱性以及高透水性的型膜材料。 2、开发具有低能耗、抗污染、耐高温、高压和特种分别等性能的反渗透膜组件。3、反渗透膜组件与与超滤、微滤、纳滤、EDI 等膜组件的组合应用。4、型气体膜分别材料的研制。