反渗透技术培训
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•悬浮物质：
泥土、砂、胶体、三价铁等； •结垢倾向因素： pH、碱度、钙、镁、锶、钡、铁、锰、铝、硅、氟等； •生物污染： 细菌,热原体,藻类等 •有机物： COD、TOC •氧化倾向： ORP<250mV、余氯
预处理系统
井水 河水 海水
悬浮物去除
氯去除 细菌\藻类 •活性炭过滤 •化学品 •杀菌剂等
预处理一：多介质过滤器
多介质过滤器
预处理一：卧式细砂过滤器
卧式过滤器
预处理一：超滤
超滤膜过滤原理：利用膜孔径
超滤膜应用目的： 用以代替多砂滤器，提高RO系统的进水水质。 去除细菌、染料、大分子有机物、蛋白质、悬浮物、 胶体物质 超滤膜的分类： 中空纤维式--外压式, 内压式 卷式 管式 在作为RO系统的预处理时，使用较多为中空纤维超滤膜
密封件
Concentrate
浓缩液
Mesh spacer 导 网
Reverse Osmosis membrane RO 膜
Feed water
原 水
Feed water
Fra Baidu bibliotek
Permeate carrier
原 水
Tricot 导 布
18
渗透液流向
膜元件剖视
反渗透预处理系统
进入反渗透设备之前需要对以 下因素进行研究和拿出对策
Feed water
Concentrate
浓 缩 水
7
两级ＲＯ设备
1st Pass RO
NaOH
2nd Pass RO
RO Tank
HP Pump Booster Pump Cartridge Filter
8
ＲＯ设备外观
9
NaClO
NaHSO3
antiscalant
Municipal WW. 市政再生水
预处理三：阻垢剂加药法
反渗透设备长期良好运行的条件 •优质的膜元件 •合理的配置 •精良的装配 •精心的启动 •认真的操作 •用心的监控 •定期的保养
• 预处理到位、水质合格 （SDI） • 管道、保安滤器、膜壳清 洗 • 动设备单机试转 • ORP、余氯、电导、流量 计等仪表标定
回收率 Total system recovery ratio 1st stage 供 给 水 2nd stage 回收率≦ 50% recovery ratio 回收率≦ 75~80% recovery ratio 回收率≦ 85~90% recovery ratio 3rd stage Permeate 透 过 水
可以看出变化 的趋势经过 为判断故障提 供依据 当申请质保时 必须提供的数 据 新装膜稳定运 行后的原始数 据至关重要
时间
pH值 / 8.56 8.55 8.55 8.56 8.54 8.54 8.58 8.56 8.54 8.54 8.54 8.54 8.55 8.56 8.54 8.54 8.55 8.55 8.57 8.58 8.56 8.57
1.18 1.18 1.25
1.23 1.23 1.16 1.11
0.86 0.86 0.91
0.88 0.88 0.89 0.88
0.75 0.75 0.81
0.81 0.79 0.75 0.77
0.65 0.65 0.68
0.66 0.66 0.66 0.66
0.06 0.06 0.06
0.06 0.06 0.06 0.06
高压泵
淡水 反渗透膜支撑层
反渗透膜层
ＲＯ膜排列构造图
Pressure Vessel 耐压膜壳 Element 膜元件 Connector 连接件 Concentrate 浓缩液
Feed water 原 水
Brine seal 密封件
Product tube 集水管
Permeate 渗透液
6
单级ＲＯ设备排列方式
156 149 152
156 157 153 147
102 101 106
101 104 103 104
47 47 49
48 47 47 47
15.6 16.2 15.1
12.8 13.2 14.6 14.4
97 97 97
97 98 97 97
68 68 68
69 69 68 68
8.55 8.53
Feed Pump Heat exchanger Automatic Rinse Filter
UF Tank
Multi-Media Filter
Booster Pump UF System
Cartridge Filter
HP Pump
RO recovery: 75%
NaOH
2nd Pass RO
RO Tank
0.06 0.05 0.05
166 163 162
107 108 108
50 50 50
19.3 16.8 15.9
97 97 97
68 69 69
8.57 8.57 8.6
8.59 8.58 8.58 8.55
620 620 613
613 618 605 602
343 343 419
355 341 583 610
浊度 NTU 1.29 1.29 1.31 1.29 1.28 1.29 1.19 1.18 1.19 1.17 1.22 1.11 1.17 1.18 0.98 1.14 1.2 1.19 1.09 1.12 1.15 1.17
进水压力 MPa 0.94 0.94 0.94 0.95 0.95 0.94 0.92
二段压力 MPa 0.83 0.83 0.84 0.83 0.83 0.83 0.81
浓水压力 MPa 0.71 0.7 0.71 0.71 0.71 0.7 0.69
产水压力 MPa 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
进水流量 m3/h 168 164 165 167 164 159 162
复合膜制造工艺 - 膜制造
溶液槽
无纺布
拉紧轴
得到什么 膜？
凝胶槽
冲洗槽
复合膜制造工艺 - 界面聚合
拉紧轴进
烘干
mPDA等
TMC等
漂洗
得到什么 膜？
复合膜制造工艺 – 手工卷膜
复合膜制造工艺 – 全自动卷膜
卷式ＲＯ膜解剖图
Product tube 集水管 Permeate 渗透液
Brine seal
1st Pass RO
RO concentrate
Booster Pump
Cartridge Filter
HP Pump
Boiler Makeup
EDI
反 渗 透 纳 滤 膜 元 件 截 面 层
超薄脱盐层 (约:0.2μ m)
/
刚性支撑层 (约:50μ m)
支撑织物 (约:110μ m)
复合反渗透膜制造工艺-界面聚合
产水流量 m3/h 111 111 106 109 111 112 107
浓水流量 m3/h 47 50 48 48 50 48 48
产水电导 μS/cm 18 17 13.5 13.7 12.8 13.1 11.6
脱盐率 % 97 97 97 97 97 97 98
回收率 % 70 69 68 69 69 69 69
防止结垢 •软化器 •阻垢剂
•絮凝\沉淀 •多介质过滤 •超滤
预处理一：过滤工艺
目的:去除总悬浮物(TSS)，降低RO设备进水SDI值。 典型过滤设备：
—双/多介质过滤器: 去除总悬浮物(TSS)的能力达到20微米. 每星期反冲洗一次或压差达10psi进行反冲洗. —微滤/超滤膜: 用以代替多介质过滤器,提高RO系统的进水水质. —5微米保安过滤器: 过滤能力为每支透过量为80m3/h 压差达1.2bar时进行更换过滤芯.
超滤工作过程
预处理一：5u微孔过滤
预处理二：去氯工艺基础
目的: 去除水中的余氯,以避免余氯对反渗透 膜造成不可恢复的损害.
氯和活性炭(C*)的反应： C*+ HOCl---> CO + H++ ClC*+ 2Cl2+ 2H2O ---> 4HCl + CO2 氯和亚硫酸氢钠的反应： Na2S2O5 + H2O <---> 2Na++ 2HSO3Na+ + HSO3-+2H++Cl-+OCl---> Na++SO4-2+3H + 2Cl-
48 49 50 50 50 48
16.5 13.9 13.6 12.6 17.3 15.5
97 97 98 98 97 97
69 69 69 69 68 69
“数据会说话”， 离散的数据不能 发现问题，要经 过整理形成图表
0.93 0.93 0.94
0.81 0.83 0.84
0.69 0.69 0.7
反渗透工作原理
半渗透膜
溶液升高到此点 以达到压力平衡
半渗透膜
Δh 浓溶液 稀溶液 浓溶液
稀溶液
渗透现象 渗透：是指稀溶液侧中的水分子自发地透过半渗透膜进入浓溶液 侧的水分子流动现象
初始状态
半渗透膜 压力
稀溶液 浓溶液
施加超过渗透压的压力反向水分子的流动方向，因而定义为反渗透
模拟反渗透机组
进水
浓水
预处理二：活性炭过滤器
水通过活性炭过滤器的过程类似砂滤器
������ ������ ������ 桶体可采用：碳钢衬胶，不锈钢 活性炭应进行周期性杀菌，一般采用蒸气或热水 活性炭所能去除物质： –颜色和气味 –三氯甲烷(THM) –低分子量有机物
预处理二：活性炭过滤器
预处理二：亚硫酸氢钠加药法
0.93 0.93 0.94 0.93 0.92 0.91
0.83 0.83 0.83 0.83 0.82 0.82
0.7 0.69 0.7 0.7 0.69 0.68
0.05 0.05 0.06 0.05 0.06 0.06
169 160 168 163 162 162
110 110 109 110 107 108
加注点应位于以下设备前面： –保安过滤器、 静态混合器、高压泵 加注量： –4-6倍进水氯浓度 –10-16倍进水氯胺浓度 ������ 同时可抑制来自活性炭过滤器的微生物 ������ 通过ORP仪表或余氯仪表来检测水中氯含量
预处理三：软化器
软化器特点： 阳离子树脂交换床 ������ Na+ 交换Mg2+& Ca2+ ������ 树脂的交换能力一般为20K 格令硬度/立方英尺树脂 ������ 桶体尺寸由被处理水的硬度和要求的交换能力来决定 ������ 一般采用气动阀门或多路控制阀来控制 再生: ������ 控制开采用时间型或流量型或PLC控制启动 ������ 一般采用顺流再生
2015/1/1 2015/1/2 2015/1/3 2015/1/4 2015/1/5 2015/1/6 2015/1/7 2015/1/8 2015/1/9 2015/1/10 2015/1/11 2015/1/12 2015/1/13 2015/1/14 2015/1/15 2015/1/16 2015/1/17 2015/1/18 2015/1/19 2015/1/20 2015/1/21 2015/1/22 2015/1/23 2015/1/24 2015/1/25 2015/1/26 2015/1/27 2015/1/28 2015/1/29 2015/1/30 2015/1/31 2015/2/1 2015/2/2 2015/2/3 2015/2/4
8.52 8.54 8.51 8.51
604 604
602 602 595 600
611 611
613 611 600 593
1.07 1.1
1.14 1.05 1.16 1.2
0.88 0.88
0.89 0.95 0.96
0.77 0.77
反渗透技术培训
反渗透历程简述
反渗透应用开发源于70年代的美国，最早问世的商品，应该是杜邦公司的 B-9，B-10中空纤维反渗透膜组件，用于海水淡化。目前早已经退出市场，被 卷式反渗透取代。后者的最终完成，来自美国北极星研究所，获得美国军方资 金支持。80年代，课题组的一名成员创办了美国海德能公司，随后课题组负责 人创办了Filmtec公司。海德能随后被罗蒙哈斯收购，陶氏紧接被陶氏收购。90 年代，海德能再次被转卖给日东电工。经过10年的市场推广期，反渗透技术逐 步被接受，在国外主要用于取代热法海水淡化，同期在中国被大量用于发电锅 炉的除盐水系统。
进水电导率 μS/cm 626 625 627 615 610 617 632 634 629 629 619 626 627 621 622 621 620 623 623 622 618 615
ORP mV 448 451 460 474 478 469 514 531 529 527 520 516 512 480 464 435 412 391 383 370 356 344
泥土、砂、胶体、三价铁等； •结垢倾向因素： pH、碱度、钙、镁、锶、钡、铁、锰、铝、硅、氟等； •生物污染： 细菌,热原体,藻类等 •有机物： COD、TOC •氧化倾向： ORP<250mV、余氯
预处理系统
井水 河水 海水
悬浮物去除
氯去除 细菌\藻类 •活性炭过滤 •化学品 •杀菌剂等
预处理一：多介质过滤器
多介质过滤器
预处理一：卧式细砂过滤器
卧式过滤器
预处理一：超滤
超滤膜过滤原理：利用膜孔径
超滤膜应用目的： 用以代替多砂滤器，提高RO系统的进水水质。 去除细菌、染料、大分子有机物、蛋白质、悬浮物、 胶体物质 超滤膜的分类： 中空纤维式--外压式, 内压式 卷式 管式 在作为RO系统的预处理时，使用较多为中空纤维超滤膜
密封件
Concentrate
浓缩液
Mesh spacer 导 网
Reverse Osmosis membrane RO 膜
Feed water
原 水
Feed water
Fra Baidu bibliotek
Permeate carrier
原 水
Tricot 导 布
18
渗透液流向
膜元件剖视
反渗透预处理系统
进入反渗透设备之前需要对以 下因素进行研究和拿出对策
Feed water
Concentrate
浓 缩 水
7
两级ＲＯ设备
1st Pass RO
NaOH
2nd Pass RO
RO Tank
HP Pump Booster Pump Cartridge Filter
8
ＲＯ设备外观
9
NaClO
NaHSO3
antiscalant
Municipal WW. 市政再生水
预处理三：阻垢剂加药法
反渗透设备长期良好运行的条件 •优质的膜元件 •合理的配置 •精良的装配 •精心的启动 •认真的操作 •用心的监控 •定期的保养
• 预处理到位、水质合格 （SDI） • 管道、保安滤器、膜壳清 洗 • 动设备单机试转 • ORP、余氯、电导、流量 计等仪表标定
回收率 Total system recovery ratio 1st stage 供 给 水 2nd stage 回收率≦ 50% recovery ratio 回收率≦ 75~80% recovery ratio 回收率≦ 85~90% recovery ratio 3rd stage Permeate 透 过 水
可以看出变化 的趋势经过 为判断故障提 供依据 当申请质保时 必须提供的数 据 新装膜稳定运 行后的原始数 据至关重要
时间
pH值 / 8.56 8.55 8.55 8.56 8.54 8.54 8.58 8.56 8.54 8.54 8.54 8.54 8.55 8.56 8.54 8.54 8.55 8.55 8.57 8.58 8.56 8.57
1.18 1.18 1.25
1.23 1.23 1.16 1.11
0.86 0.86 0.91
0.88 0.88 0.89 0.88
0.75 0.75 0.81
0.81 0.79 0.75 0.77
0.65 0.65 0.68
0.66 0.66 0.66 0.66
0.06 0.06 0.06
0.06 0.06 0.06 0.06
高压泵
淡水 反渗透膜支撑层
反渗透膜层
ＲＯ膜排列构造图
Pressure Vessel 耐压膜壳 Element 膜元件 Connector 连接件 Concentrate 浓缩液
Feed water 原 水
Brine seal 密封件
Product tube 集水管
Permeate 渗透液
6
单级ＲＯ设备排列方式
156 149 152
156 157 153 147
102 101 106
101 104 103 104
47 47 49
48 47 47 47
15.6 16.2 15.1
12.8 13.2 14.6 14.4
97 97 97
97 98 97 97
68 68 68
69 69 68 68
8.55 8.53
Feed Pump Heat exchanger Automatic Rinse Filter
UF Tank
Multi-Media Filter
Booster Pump UF System
Cartridge Filter
HP Pump
RO recovery: 75%
NaOH
2nd Pass RO
RO Tank
0.06 0.05 0.05
166 163 162
107 108 108
50 50 50
19.3 16.8 15.9
97 97 97
68 69 69
8.57 8.57 8.6
8.59 8.58 8.58 8.55
620 620 613
613 618 605 602
343 343 419
355 341 583 610
浊度 NTU 1.29 1.29 1.31 1.29 1.28 1.29 1.19 1.18 1.19 1.17 1.22 1.11 1.17 1.18 0.98 1.14 1.2 1.19 1.09 1.12 1.15 1.17
进水压力 MPa 0.94 0.94 0.94 0.95 0.95 0.94 0.92
二段压力 MPa 0.83 0.83 0.84 0.83 0.83 0.83 0.81
浓水压力 MPa 0.71 0.7 0.71 0.71 0.71 0.7 0.69
产水压力 MPa 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
进水流量 m3/h 168 164 165 167 164 159 162
复合膜制造工艺 - 膜制造
溶液槽
无纺布
拉紧轴
得到什么 膜？
凝胶槽
冲洗槽
复合膜制造工艺 - 界面聚合
拉紧轴进
烘干
mPDA等
TMC等
漂洗
得到什么 膜？
复合膜制造工艺 – 手工卷膜
复合膜制造工艺 – 全自动卷膜
卷式ＲＯ膜解剖图
Product tube 集水管 Permeate 渗透液
Brine seal
1st Pass RO
RO concentrate
Booster Pump
Cartridge Filter
HP Pump
Boiler Makeup
EDI
反 渗 透 纳 滤 膜 元 件 截 面 层
超薄脱盐层 (约:0.2μ m)
/
刚性支撑层 (约:50μ m)
支撑织物 (约:110μ m)
复合反渗透膜制造工艺-界面聚合
产水流量 m3/h 111 111 106 109 111 112 107
浓水流量 m3/h 47 50 48 48 50 48 48
产水电导 μS/cm 18 17 13.5 13.7 12.8 13.1 11.6
脱盐率 % 97 97 97 97 97 97 98
回收率 % 70 69 68 69 69 69 69
防止结垢 •软化器 •阻垢剂
•絮凝\沉淀 •多介质过滤 •超滤
预处理一：过滤工艺
目的:去除总悬浮物(TSS)，降低RO设备进水SDI值。 典型过滤设备：
—双/多介质过滤器: 去除总悬浮物(TSS)的能力达到20微米. 每星期反冲洗一次或压差达10psi进行反冲洗. —微滤/超滤膜: 用以代替多介质过滤器,提高RO系统的进水水质. —5微米保安过滤器: 过滤能力为每支透过量为80m3/h 压差达1.2bar时进行更换过滤芯.
超滤工作过程
预处理一：5u微孔过滤
预处理二：去氯工艺基础
目的: 去除水中的余氯,以避免余氯对反渗透 膜造成不可恢复的损害.
氯和活性炭(C*)的反应： C*+ HOCl---> CO + H++ ClC*+ 2Cl2+ 2H2O ---> 4HCl + CO2 氯和亚硫酸氢钠的反应： Na2S2O5 + H2O <---> 2Na++ 2HSO3Na+ + HSO3-+2H++Cl-+OCl---> Na++SO4-2+3H + 2Cl-
48 49 50 50 50 48
16.5 13.9 13.6 12.6 17.3 15.5
97 97 98 98 97 97
69 69 69 69 68 69
“数据会说话”， 离散的数据不能 发现问题，要经 过整理形成图表
0.93 0.93 0.94
0.81 0.83 0.84
0.69 0.69 0.7
反渗透工作原理
半渗透膜
溶液升高到此点 以达到压力平衡
半渗透膜
Δh 浓溶液 稀溶液 浓溶液
稀溶液
渗透现象 渗透：是指稀溶液侧中的水分子自发地透过半渗透膜进入浓溶液 侧的水分子流动现象
初始状态
半渗透膜 压力
稀溶液 浓溶液
施加超过渗透压的压力反向水分子的流动方向，因而定义为反渗透
模拟反渗透机组
进水
浓水
预处理二：活性炭过滤器
水通过活性炭过滤器的过程类似砂滤器
������ ������ ������ 桶体可采用：碳钢衬胶，不锈钢 活性炭应进行周期性杀菌，一般采用蒸气或热水 活性炭所能去除物质： –颜色和气味 –三氯甲烷(THM) –低分子量有机物
预处理二：活性炭过滤器
预处理二：亚硫酸氢钠加药法
0.93 0.93 0.94 0.93 0.92 0.91
0.83 0.83 0.83 0.83 0.82 0.82
0.7 0.69 0.7 0.7 0.69 0.68
0.05 0.05 0.06 0.05 0.06 0.06
169 160 168 163 162 162
110 110 109 110 107 108
加注点应位于以下设备前面： –保安过滤器、 静态混合器、高压泵 加注量： –4-6倍进水氯浓度 –10-16倍进水氯胺浓度 ������ 同时可抑制来自活性炭过滤器的微生物 ������ 通过ORP仪表或余氯仪表来检测水中氯含量
预处理三：软化器
软化器特点： 阳离子树脂交换床 ������ Na+ 交换Mg2+& Ca2+ ������ 树脂的交换能力一般为20K 格令硬度/立方英尺树脂 ������ 桶体尺寸由被处理水的硬度和要求的交换能力来决定 ������ 一般采用气动阀门或多路控制阀来控制 再生: ������ 控制开采用时间型或流量型或PLC控制启动 ������ 一般采用顺流再生
2015/1/1 2015/1/2 2015/1/3 2015/1/4 2015/1/5 2015/1/6 2015/1/7 2015/1/8 2015/1/9 2015/1/10 2015/1/11 2015/1/12 2015/1/13 2015/1/14 2015/1/15 2015/1/16 2015/1/17 2015/1/18 2015/1/19 2015/1/20 2015/1/21 2015/1/22 2015/1/23 2015/1/24 2015/1/25 2015/1/26 2015/1/27 2015/1/28 2015/1/29 2015/1/30 2015/1/31 2015/2/1 2015/2/2 2015/2/3 2015/2/4
8.52 8.54 8.51 8.51
604 604
602 602 595 600
611 611
613 611 600 593
1.07 1.1
1.14 1.05 1.16 1.2
0.88 0.88
0.89 0.95 0.96
0.77 0.77
反渗透技术培训
反渗透历程简述
反渗透应用开发源于70年代的美国，最早问世的商品，应该是杜邦公司的 B-9，B-10中空纤维反渗透膜组件，用于海水淡化。目前早已经退出市场，被 卷式反渗透取代。后者的最终完成，来自美国北极星研究所，获得美国军方资 金支持。80年代，课题组的一名成员创办了美国海德能公司，随后课题组负责 人创办了Filmtec公司。海德能随后被罗蒙哈斯收购，陶氏紧接被陶氏收购。90 年代，海德能再次被转卖给日东电工。经过10年的市场推广期，反渗透技术逐 步被接受，在国外主要用于取代热法海水淡化，同期在中国被大量用于发电锅 炉的除盐水系统。
进水电导率 μS/cm 626 625 627 615 610 617 632 634 629 629 619 626 627 621 622 621 620 623 623 622 618 615
ORP mV 448 451 460 474 478 469 514 531 529 527 520 516 512 480 464 435 412 391 383 370 356 344