除盐水
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杀菌灭藻剂与阻垢剂
杀菌灭藻剂:对于原水中存在有机物和 细菌微生物的水源,一般情况下用户常采用 加氧化性介质进行杀除,如:次氯酸钠、液氯、 二氧化氯等。对于有些地表性水源,长期 投加上述介质,发现生物抗药性使得杀菌 效果很不理想。目前,非氧化性杀菌剂, 杀除效果更持久,且可节省后续还原剂的 投加费用。
抑制反渗透系统微生物繁殖的方法:
反渗透进水微生物的控制。通过源水的菌藻控制(一 般通过控制余氯),尽量减少预处理的死角,防止微生物 繁殖; 反渗透系统微生物控制。通过连续式或间歇式加入非 氧化性且对膜没有影响的杀菌剂,可以有效地控制和杀死 反渗透系统滋生的微生物,再通过浓水将其带出系统。
化学污染
膜系统常见污染问题及控制:反渗透系统在 日常的运行中,难免会出现系统的无机物结垢、 胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以 及其它问题,这些因素影响着系统安全稳定的运 行。 这些因素影响着系统安全稳定的运行。下面 主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法。
无机物的结垢
在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、 PO43-、SiO2等离子。在一般的情况下是不会造成无机物结垢,但是在反渗 透系统中,由于源水一般浓缩4倍,并且pH也有较大的提高,因此比较难溶解 的物质就会沉积,在膜表面形成硬垢,导致系统压力升高、产水量下降,严重 的还会造成膜表面的损伤,使系统脱盐率降低。 在反渗透系统的结垢中,以碳酸盐垢为主,大多数地表水和地下水中的 CaCO3几乎呈饱和状态,由下式表示CaCO3化学平衡: Ca2+ + HCO3– <---> H+ + CaCO3 从化学平衡式可以看出,要抑制CaCO3的结垢,有几种途径: 降低Ca2+的含量 降低了Ca2+含量,可以使化学平衡向左侧移动,不利于形成CaCO3垢。 达到这种目的的方法有:离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等法, 他们都能有效地降低的Ca2+含量,从而达到抑制钙垢的生成。 Ca2+的增溶 主要是以增加Ca2+的溶解度,从而降低结垢的风险。 方法:添加螯合剂、阻垢剂,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移动。
化学污染是指进水中某些物质与膜面发生化学反应, 从而引起沉积、沉淀以及表面的非常规老化,使膜表面发 生污染或使膜的性能变差。 常见的情况有:预处理时絮凝剂选用不当;运行时阻 垢剂的选用不当;清洗时清洗药剂选用不当;预处理控制 不严格,致使进水中带入对膜有危害的物质(如:余氯的 超标导致膜面活性层的氧化)。 化学污染处理主要从系统预处理的完善及操作人员技 术水平的提高来进行预防,污染一旦产生很难清洗或者很 难使膜的性能恢复。 除了上述几种常见的问题,我们也会碰到沙砾、活性 进入膜系统造成膜的划伤,这些主要是预处理的缺陷或者 操作的失误造成,这些也应该引起足够的重视。
胶体、颗粒物沉积
胶体、颗粒物污染是比较常见的反渗透系统污染。水中大量存在 粘泥、胶体硅、金属的氧化物及有机质等颗粒物,在反渗透系统预处 理中可以将源水中的这些污染源控制在一定程度,不致使对系统短期 运行造成一定的影响。但由于系统长时间的运行预处理处理效果不理 想、预处理反冲洗不彻底、操作人员的日常操作不到位等原因,都会 造成系统胶体、颗粒物的污染。 针对胶体污染,通过淤泥密度指数(Silt Density Index ,SDI)来衡 量。SDI数值反应了在规定时间内,孔径为0.45um测试膜片被测试给 水中的淤泥、胶体、黏土、硅胶体、铁的氧化物、腐植质等污染物堵 塞的比率和污染程度。 测试如下:首先应充分排除过滤池中的空气压力,使给水以30psi 的 恒定压力通过直径为Φ 47mm 、孔径为0.45um的测试滤膜后开始测 定:首先测定开始通过滤膜的500毫升水所需要的时间T0;在使水连 续通过滤膜15分钟(T)后,再次测得通过滤膜的500毫升水所需要 的时间T1;在取得以上3个时间数据之后,由此可以计算出该水源的 SDI值: 即 SDI=(1-T0 /T1)×100/T
在实际中,当T1为T0的四倍时,SDI为5;在SDI为6.7时,水 会完全堵塞测试膜,而无法取得时间数据T1,在这种情况下需要对 反渗透预处理系统进行调整,使其SDI值降至5.0以下。SDI值不能 反应完全反渗透系统的污堵情况,因为SDI仪测试是死端过滤,而反 渗透系统是错流过滤。 为了防止反渗透系统胶体污染,我们要求进水SDI值小于5(最 好是小于3),这样有利于系统长期安全运行。 降低反渗透进水胶体、颗粒物污染最有效的方法: 合适的预处理(锰砂过滤、多介质过滤、活性炭过滤、超滤、微滤 等等); 添加胶体分散剂; 系统预防性的清洗;
活性炭过滤器
活性炭的吸附原理是:在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度, 再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内,使用初期的吸附效果很高。 但时间一长,活性炭的吸附能力会不同程度地减弱,吸附效果也随之 下降。如果水族箱中水质混浊,水中有机物含量高,活性炭很快就会 丧失过滤功能。所以,活性炭应定期清洗或更换。 在水质预处理系统中,活性炭过滤器能够吸附前级过滤中无法去 除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解,同时还吸附从前级泄漏 过来的小分子有机物等污染性物质,对水中异味、胶体及色素、重金 属离子等有较明显的吸附去除作用,还具有降低COD的作用。可以进 一步降低RO进水的SDI值,保证SDI<5,TOC<2.Oppm。
机械过滤器原理 机械过滤器是利用一种或几种过滤介质, 在一定的压力下,使原液通过该介质,去 除杂质,从而达到过滤的目的。其内装的 填料一般为:石英砂、无烟煤、颗粒多孔 陶瓷、锰砂等,机械过滤器主要是利用填 料来降低水中浊度,截留除区水中悬浮物、 有机物、胶质颗粒、微生物、氯嗅味及部 分重金属离子,使给水得到净化的水处理 传统方法之一。
微生物的污染
自来水一般通过控制余氯来抑制微生物的滋生,但是余氯有较强的氧化 性,它能使反渗透膜表面氧化,影响膜的寿命和产水水质,因此反渗透系统 运行对余氯要求非常严格(<0.1),这给微生物的生存繁殖提供了有利的环 境。微生物生长及排泄出的酸性粘泥会堵塞膜的微孔,致使压差上升,给系 统的安全运行埋下了严重的安全隐患。 微生物的污染也是最常见的污染,经过大量的元件解剖及污染物分析实验, 大多数污染是由微生物的繁殖引起的。 微生物污染过程主要有以下阶段:第一阶段腐殖质、聚糖至于其他微生 物代谢产物等大分子在膜面上的吸附,形成具备微生物生存条件的生物膜; 第二阶段进水微生物中黏附速度快的细胞形成初期黏附过程(生物膜生长缓 慢);第三阶段后续大量菌种的黏附,特别是EPS(细胞聚合物, Extracelluar Polymers。它黏附在膜面上的细胞体包裹起来,形成黏度很大 的税和凝胶层,进一步增强了污垢和膜的结合力)的形成,加剧了微生物的 繁殖和群聚;第四阶ຫໍສະໝຸດ Baidu生物污染的最终形成阶段,生物膜的生长和脱除达到 平衡。造成膜的不可逆的堵塞氏过滤阻力上升,膜通量下降。
除盐水
除盐水:是指利用各种水处理工艺,除去 悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等 水中杂质后,所得到的成品水。除盐水并 不意味着水中盐类被全部去除干净,由于 技术方面的原因以及制水成本上的考虑, 根据不同用途,允许除盐水含有微量杂质。 除盐水中杂质越少,水纯度越高。
除盐水工艺流程图
机械过滤器
机械过滤器主要技术参数: 工作压力:0.05MPa~0.6MPa工 作温度:5℃~40℃(特殊温度可定做) 单机流量:0.5m3/h~80m3/h操作方 式:手动或自动控制过滤速度: 5m3/h~12m3/h,最大15m3/h产品规 格:Φ223~Φ3000筒体材质:304、 316L、Q235衬胶或玻涂环氧编辑本段 简介:机械过滤器也称为压力式过滤 器.是纯水制备前期预处理、水净化 系统的重要组成部分.材质有钢制衬 胶或不锈钢,根据过滤介质的不同分 为天然石英砂过滤器、多介质过滤器、 活性炭过滤器、锰 砂过滤器等,根据 进水方式可分为单流式过滤器、双流 式过滤器,根据实际情况可联合使用 也可以单独使用。
产水侧回流管:在清洗过程中,可能会有少量的清洗液透过膜元 件,因此建议在产水侧安装一根回流管。RO清洗步骤可能会根据情 况的不同而变化。每段清洗所需的时间为4至8小时,基本的清洗步骤 是: 1.用给水或产品水进行低压冲洗,以除去设备运行时的浓水和污染物。 2.按制造商的说明配制清洗液。 3.将清洗液加入到第一段中并保持60分钟,此时你可能需要调节流量 以使流量缓慢增加,防止清除出来的污染物将给水通道堵塞。在将清 洗液回流到RO清洗箱之前应排放掉从系统中顶出的水和刚开始的 20%的清洗液。当PH值变化超过0.5单位时,重新调到目标值。 4.可选择浸泡和再循环步骤。浸泡时间为1小时至一夜,视制造商的 建议而定。但是应该注意保持正确的温度和PH值,而且这也会增加 膜与清洗药品的接触时间。 5.用产品水进行低压冲洗,以除去在清洗系统和反渗透系统中的所有 残存药品。 6.一旦某套设备的所有各段均清洗完成后,该RO装置可以重新投入 运行。
精密过滤器
精密过滤器(又称作保安过滤器),筒体外 壳一般采用不锈钢材质制造,内部采用PP熔喷、 线烧、折叠、钛滤芯、活性炭滤芯等管状滤芯 作为过滤元件,根据不同的过滤介质及设计工 艺选择不同的过滤元件,以达到出水水质的要 求。机体也可选用快装式,以方便快捷的更换 滤芯及清洗。精密过滤器其作用是截留原水中 的大于5微米的颗粒,以保证反渗透膜不被大颗 粒的悬浮物划伤。 因为反渗透膜的厚度约为10微米左右,原 水中较大的颗粒经高压泵加速后极易划伤反渗 透膜表面的脱盐表皮层或可能击穿反渗透膜组 件,因而一般反渗透设备前都要安装5微米精密 过滤器。采用精密过滤器对进水中残留的悬浮 物、非曲直粒物及胶体等物质去除,使RO反渗 透设备运行更安全、更可靠。
添加阻垢剂:可以延缓盐晶体成长来推 迟沉淀过程,采用此方法也可防止反渗透 的结垢污染。但是由于钙镁离子仍然存在 于水中,反渗透出水的钙镁离子会比使用 软化要高,而采用加药阻垢的方式较易实 现自动化控制,且设备简单成本较低。另 外使用阻垢剂还可以减低硅沉淀,而软化 则不能,这一点非常适合地下水水源处理。 软化设施的成本与流量成正比关系,而阻 垢剂添加设施的成本与流量关系不大,因 此,双级反渗透和器型系统,多采用阻垢 剂添加系统
清洗处理
RO清洗用保安过滤器:通常采用孔径为5至10微米的过滤 器以除去清洗出来的污垢。 RO清洗箱加热器或冷却器:清洗的最佳温度是35至45℃。 应注意在再循环期间RO清洗泵会产生热量。 RO清洗箱混合器:尽管一些设计者设计时考虑仅仅通过 使用RO清洗泵循环回流并缓慢加入药品的方法来配 制药 液,但我们还是建议使用混合器以使药液配制更 加均 匀。 仪器仪表:清洗系统仪器仪表应包括流量表、温度表、压 力表和清洗箱液位表。 取样点:应在RO清洗泵出口和浓水侧循环回流管上 加装 取样阀从而可测得PH值和TDS值。
絮凝剂
混凝剂添加:主要是除去水中微小粒径的悬浮 物胶体。因为这些微小的颗粒在水中不会受重力 的作用而沉降,也难在后续的过滤器中去除,因 而需要对原水进行混凝处理。它是通过在原水中 投加混凝剂,使之与水中悬浮物及胶体生成较大 絮片,然后通过多介质过滤器过滤去除。当原水 中铁的含量小于0.3mg/L、悬浮物的含量小于20 mg/L时,预处理可以不采用此装置。当水中悬浮 物及胶体物质的含量比较高时,一般需要使用混 凝剂添加装置。
反渗透
反渗透又称逆渗透, 一种以压力差为推动力, 从溶液中分离出溶剂的膜 分离操作。因为它和自然 渗透的方向相反,故称反 渗透。根据各种物料的不 同渗透压,就可以使大于 渗透压的反渗透法达到分 离、提取、纯化和浓缩的 目的。
反渗透基本原理:把相同体积的 稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或 盐水)分别置于一容器的两侧,中间 用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自 然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动, 浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高 出一定高度,形成一个压力差,达到 渗透平衡状态,此种压力差即为渗透 压渗透压的大小决定于浓液的种类, 浓度和温度与半透膜的性质无关。若 在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压 力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流 动,此种溶剂的流动方向与原来渗透 的方向相反,这一过程称为反渗透。