生活饮用水处理设备——反渗透详解

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生活饮用水处理设备——反渗透详解

2020/4/26 10:51:11 来源：水博网作者：阅读数：1397次

1. 反渗透预处理

1）成功运行的必要条件

2）具体的预处理设计需要根据现场情况和膜元件类型确定

3）必须仔细考虑各种要求

4）原水的特点非常非常重要

5）为确保系统可靠运行，有时需要作小型实验

1.1 反渗透预处理合适与否的简单判断准则

1.2 反渗透预处理设计考虑因素

1）膜元件种类(醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺复合膜)

2）进水水质(水源及其变化)

3）进水流量(小型或大型装置)

4）反渗透的回收率(高回收率意味着需要更好的预处理)

5）后处理设备和要求

1.3 反渗透膜元件的进水条件

1.4 预处理中应考虑的反渗透结垢成分

反渗透进水中含有难溶盐及相关成分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。

上表中指标的设计基础为75%的系统水回收率，在某些情况下，最小值范围会有变化。

1.5 反渗透污染物

1.5.1 悬浮固体

1）普遍存在于地表水和废水中

2）尺寸＞1微米(胶体可能会小于1微米)

3）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：

浊度＜1NTU

15分钟SDI值＜5

1.5.2 胶体污染物

1）普遍存在于地表水或废水中

2）污染物主要存在于反渗透系统的前端

3）尺寸＜1微米

4）在未搅拌溶液中微粒会保持悬浮状态

5）可以是有机或无机成份组成的单体或复合化合物

6）无机成份可能是硅酸、铁、铝、硫

7）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的指标降低至：

浊度＜1NTU

15分钟SDI值＜5

1.5.3 有机污染物

1）污染物主要存在于反渗透系统的前端

2）普遍存在于地表水或废水中

3）被吸收附着在膜表面

4）天然腐殖有机物来源于植物腐烂物且常带电荷

5）缺乏明确的TOC(总有机碳)含量规定

6）进水中TOC含量为2ppm时应引起注意

7）具有电中性表面的LFC1膜及CAB膜可能更适用

1.5.4 生物污染

1）普遍存在于地表水或废水中

2）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

3）通常污染物为细菌、生物膜、藻类、真菌

4）警戒含量为每毫升10000cfu(菌落生成单位)

5）必须控制生物活性

6）CAB膜由于其对余氯的耐受性较好，因而可能更适用

1.6 针对特定污染物的反渗透预处理设计要点

1.6.1 针对难溶盐的反渗透预处理设计

1）离子交换软化

2）弱酸阳离子软化

3）石灰软化

4）添加化学阻垢剂

1.6.2 针对金属氧化物的反渗透预处理设计

1）离子交换软化

2）石灰软化

3）锰砂过滤

4）添加化学分散剂

1.6.3 针对难溶解性硅的反渗透预处理设计

1）石灰软化

2）热交换器

3）脱除铁

4）硅分散剂

1.6.4 针对微粒和胶体的反渗透预处理设计

1）澄清

2）石灰软化

3）砂滤或添加混凝剂或絮凝剂后进行多介质过滤

4）微滤或超滤

1.6.5 针对天然有机物的反渗透预处理设计

1）澄清

2）石灰软化

3）活性碳过滤

4）微滤或超滤

1.6.6 针对有微生物滋长的反渗透预处理设计

1）化学杀菌剂

2）石灰软化

3）紫外杀菌

4）微滤或超滤

5）保持水流动

6）尽量减少死角

1.6.7 由于预处理系统设计或操作不当而人为造成的常见污染

1）在市政水厂添加化学药剂

2）阳离子聚合物

3）氯化铝或氯化铁

4）正磷酸锌

5）添加了互不相容的化学药剂

6）氧化剂

2. 反渗透系统的故障诊断和运行数据的标准化

2.1 反渗透系统的故障及诊断

确定问题：

1）您的反渗透系统是否运转不正常？

2）您的反渗透系统是不是正常停机中停用时间过长？

3）您的反渗透预处理或化学加药系统是否正常？

4）确定您是否在适当的进水温度、TDS或pH条件下使用？

5）确定您的水流量和水回收率是否适当？

6）确定压降(进水—浓水)是否正常？

7）确定所有的仪器仪表是否校准？

8）对产水流量和产水水质进行标准化。

9）逐段及逐个压力容器测量产水水质。

10）检查每支压力容器密封件有无损坏。

11）检测反渗透进水的保安过滤器是否含有污染物？

12）检查反渗透膜元件是否被污染或被损坏？

13）采样并分析反渗透进水、浓水和各段产水及总产水水质数据。

14）将分析所得水质数据与反渗透设计的计算值相比较。

15）以标准化后产水水质、流量及压降的变化为基础，确定可能的污染物。

16）对预测的污染物及垢质进行清洗。

17）分析清洗液中所含的污染物以及清洗液的颜色和pH值变化。

18）将反渗透膜元件送出进行非破坏性的分析，并确定清洗方案。

19）最后的手段是进行膜元件解剖分析和实验室分析以确定污染物。

2.2 常见反渗透污染现象

2.2.1 膜降解

1）水解(由过低或过高pH值造成)

2）氧化(Cl2、H2O2、KMnO4)

3）机械损坏(产水背压、膜卷空出、过热、由于细碳粒或砂粒造成的磨损)

2.2.2 沉淀物沉积

1）碳酸垢(Ca)

2）硫酸垢(Ca、Ba、Sr)

3）硅垢(SiO2)

2.2.3 胶体沉积

1）金属氧化物(Fe、Zn、Al、Cr)

2）污泥

2.2.4 有机物沉积

1）天然有机物(腐殖物和灰黄素)

2）油类(泵密封泄漏，新换管道)

3）过量的阻垢剂或铁沉淀

4）过量的阳离子聚合物(来源于预处理的过滤器)

2.2.5 生物污染

1）复合膜(CPA、ESPA、ESNA)表面形成生物粘泥

2）细菌对醋酸膜(CAB)的侵蚀

3）藻类

4）真菌

2.3 反渗透污染症状

1）系统进水与浓水间压降增加

2）反渗透进水压力发生变化

3）标准化后的产水流量变化

4）标准化后的盐透过率发生变化

2.4 反渗透故障诊断一览表

2.5 如何减少故障和降低反渗透清洗频率

1）在取得水质全分析的基础上设计反渗透系统

2）在进行设计前确定RO进水的SDI值

3）如果进水水质变化，需要作出相应的设计调整

4）必须保证足够的预处理

5）选择正确的膜元件，LFC1膜对于处理比较复杂的地表水或污水可能更为适用

6）选择比较保守的水通量

7）选择合理的水回收率

8）设计足够的横向流速及浓水流速

9）对运行数据进行标准化

2.6 反渗透系统的标准化

1）使用计算机程序来分析产水水质和产水水量在一段时间内的变化趋势，监测反渗透系统的运行

2）然后可以初步掌握“该反渗透系统是否运转正常？”

3）有助于反渗透系统故障排除

2.6.1 标准化

1）由于下列原因导致反渗透系统性能变化

2）基本设计参数如温度、使用年限、进水TDS、回收率、水通量等发生变化—— (即：系统发生变化是正常的)

3）膜元件发生污染或结垢——(即：需要清洗！)

4）膜元件降解——(即：需要购买新膜更换)

2.6.2 标准化定义

1）标准化：将现在经过计算的操作数据(标准化后的产水流量和标准化后脱盐率)和原来选定的基准参考时间的操作参数进行比较的过程。

2）标准化的流量：如果系统运行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的流量。

3）标准化后的脱盐率：如果系统运行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的脱盐率。

参考点：

初投运时(稳定运行或经过24小时)(优先选用)

反渗透膜元件制造厂商的标准参数

2.6.3 标准化后的一般特征

1）通常CPA膜元件盐透过率每年增加10~17%

2）通常反渗透膜元件产水流量每年减少4~10%

3）标准化的真正意义在于了解变化趋势，而不是评价某一天的变化

4）前一次有效清洗后，标准化后的流量或产水水质下降15%或压降增加15%时，建议进行再清洗。