水的分类和国家标准
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水处理工艺
原水→ 预处理系统→ 反渗透系统→ 后处理系统→ 产品水
水质来源的分析
原水来源 : 自来水(城市、乡镇),地表水、地下水、雨水,中水、废水,海水、苦咸水注意事项 : 在市政水厂添加了化学药剂,阳离子聚合物,氧化铝 / 氯化铁,正磷酸锌,添加了互不相容的化学药剂,氧化剂,采样的正确性和模拟性
水质——检测指标
铵离子(NH4+)总铁(Fe2+/Fe3+)亚硝酸根(NO2-)活性二氧化硅(SiO2)
钾离子( K+ )锰离子( Mn2+ )硝酸根
( NO3- )硬度
钠离子( Na+ )铜离子( Cu2+ )氯离子
( Cl- )二氧化碳( CO2 )
镁离子( Mg2+ )锌离子( Zn2+ )氟离子
( F- )游离氯( Cl )
钙离子( Ca2+ )铝离子( Al3+ )硫酸根( SO42- )PH 值
钡离子( Ba2+ )碱度磷酸根
( PO43- )总含固量( TDS )
锶离子( Sr2+ )碳酸氢根( HCO3- )硫化氢( H2S )水温
铁离子( Fe2+ )碳酸根( CO32- )胶体二氧化硅( SiO2 )电导率
生物耗氧量( BOD )化学耗氧量( COD )总有机碳( TOC )浊度( NTV )
预处理系统
原水→泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→泵→锰砂过滤器→精密过滤器→超滤器→水箱介质:石英砂、白煤层高:1.0~1.6m 流速:10 ~ 20m/h 冲洗压差:0.03~0.06Mpa 水质:SDI<5
介质:果壳炭层高:1.0 ~ 1.6m 流速:10~20m/h 有机物除去率:90%
介质:锰砂层高:1.0 ~ 1.5m 流速:10~20m/hFe、Mn去除率:90%
介质:聚丙烯容量:>5倍精度:3 ~10μm
介质:PSF、PAN 形式:中空纤维截留分子量:1~15万 COD去除率:60% 悬浮物去除率:SDI<1
材质:PE、SS 要求:无死角容量:0.5 倍
设计依据
膜元件的材质与构型( PA*/CA ,卷式 */ 中空纤维
进水质量(水源及其变化)
进水流量(小型 / 大型装置)
反渗透的回收率(高回收率需要完善的预处理)
后处理设备和要求(后处理低负荷和高需求需要更好的预处理)
对象、要求
对象:悬浮固体胶体有机物生物体结垢物
要求: 悬浮固体胶体浊度<1NTUSDI<5 (15min),有机物TOC<2ppm,生物体菌落数<10000cfu/ml,
结垢物CaCO3浓度CSI<0、SrSO4 Sr<2ppm、CaSO4 Ca+SO4<250ppm、BaSO4 Ba <50ppbMn
Mn< 0.05ppm、Fe(可溶)Fe<0.3ppmSi(可溶)SiO2<25ppm
对策
全过滤:多介质过滤、锰砂过滤、活性炭过滤、保安过滤
错流过滤:微滤、超滤、混床
离子交换:软化、阴阳床、石灰软化
化学药剂添加:阻垢剂、分散剂、 PH 值调节、加氯 / 除氯
其它:紫外杀菌、热交换、脱气
预处理设计
难溶盐离交软化、阴离子软化、石灰软化、添加化学阻垢剂 *
金属氧化物离交软化、石灰软化、锰砂过滤 * 、添加化学分散剂
溶解硅石灰软化、热交换器、脱除铁 * 、硅分散剂 *
微粒和胶体澄清、石灰软化、砂滤 * 、多介质过滤 * 、微滤、超滤 *
天然有机物澄清、石灰软化、活性炭过滤 * 、微滤、超滤 *
微生物(滋生)化学杀菌剂 * 、紫外杀菌、微滤、超滤、保持流动和减少死角
反渗透系统
预处理水箱→ 增压泵→ 保安过滤器→ 高压泵→ 止回阀→RO 元件→ 水箱
材质:不锈钢形式:离心泵增压: 0.3Mpa
介质:聚丙烯容量: 3~5 倍精度: 1 ~3μm
材质:不锈钢形式:多级离心泵增压: 1.2Mpa
材质:不锈钢作用:防止膜产生背压力
形式:卷式材质: PA 尺寸: 8040 、 4040
材质: PE 、 SS 要求:无死角容量: 0.5 倍
配置方式
RO 配置方式一般有一级多段、多级多段两种,增加段数以提高水利用率,增加级数以提高水质量。
* 多级多段中后级浓水回到前级原水既可提高水利用率,又可提高水质量。
脱盐效率
组件:(1)≥99%,(2)≥99.7%;
系统:(1)≥95%, (2)≥98%;
测试: 2000ppmNaCl 纯水溶液
操作条件影响
压力压力升高,流量几乎线性上升,脱盐率急速上升后缓慢上升
温度温度升高,流量几乎线性上升,脱盐率缓慢下降
盐浓度盐浓度增大,水流量和脱盐率缓慢下降
回收率回收率增加,水通量和脱盐率缓慢下降至一定值后急速下降
PH 值PH 值在很宽的范围内变化对水流和脱盐率无影响,在极端情况下脱盐率下降
原因
膜降解(水解、氧化、机械损坏)
沉淀物沉积(碳酸垢、硫酸垢、硅垢)
胶体沉积(金属氧化物、污泥)
有机物沉积(天然有机物、不溶油类、阻垢剂、铁沉淀… )
生物污染(藻类、真菌、细菌侵蚀、生物黏泥)
症状(与现象相对应):
系统进水与浓水间压降增加
反渗透进水压力发生变化
标准化后的产水流量发生变化
标准化后的产水盐透率发生变化
故障诊断
可能的原因可能发生地点进水与浓水间压降产水
量盐透率
金属氧化物污染第一段正常 / 增加降
低正常 / 增加
胶体污染第一段正常 / 增加降低正常 / 增加
结垢污染最后一段增
加降低增加
生物污染任何一段正常 / 增加降低正常 / 增加
有机污染任何一段正
常降低降低 / 增加
氧化物作用第一段最严重正常 / 降低增
加增加
磨损(颗粒)第一段最严重降低增
加增加
密封泄漏随机分布正常 / 增加正常 / 增加增加
回收率过高任何一段降低正常/ 降低增加
减少故障和清洗
在取得水质全分析的基础上设计反渗透系统