反滲透水處理系統(tǒng)的構(gòu)成講解

1、1.反滲透水處理系統(tǒng)的構(gòu)成*芻卉質(zhì)辻潔越凸任昭it時 *箱世離辻祐其他其它*轍弋霸*察外殺甌儀債渝過注化聲反遙透后處d里;反遂透預(yù)處理系統(tǒng)彩控制瑟陰規(guī)電換R舊庶 子rtiArii化學(xué)茹劑瀛加* MMIH* #b!H凸石垠化*調(diào)節(jié)pH垣 氏加獄r除贏2.反滲透預(yù)處理它是讓您咼枕無憂的關(guān)鍵«成動運行的必要條件* 具體的預(yù)處理設(shè)計需要根據(jù)現(xiàn)場情況和膜元件類型確定- 必須仔細考慮各種要求- 原水的特點非常重要- 為確保系統(tǒng)可靠運行，有時需要作小型實驗* 最后您將心想事成！2.1反滲透預(yù)處理合適與否的簡單判斷準(zhǔn)則清洗頻率預(yù)處理是否合理或適度3個月或更長適度13個月可能需要加強預(yù)處理1個月超過1

2、次確實需要加強預(yù)處理22反滲透預(yù)處理設(shè)計考慮因素* 膜元件種類（醋酸纖維素膜或芳香聚酰胺復(fù)合膜）* 進水水質(zhì)（水源及其變化）* 進水流量（小型或大型裝置）* 反滲透的回收率（高回收率意味著需要更好的預(yù)處理）后處理設(shè)備和要求2.3反滲透元件的進水條件反滲透膜元件類型進水中氯的濃度 -ppm是否能耐受細菌的降解進水pH進水溫度-CCAB0.3 1.0不能5 6135CPAV 0.1 *可以4 10145SWCV 0.1 *可以4 10145ESPAV 0.1 *可以4 10145ESNAV 0.1 *可以4 10145注：氯的耐受力計算建立在無鐵存在的基礎(chǔ)上2.4預(yù)處理中考慮的反滲透結(jié)垢成分反滲透

3、進水中含有的難溶鹽及相關(guān)成分達到下表中所列的濃度時，均應(yīng)在預(yù)處理中采取相應(yīng)措施,以防止反滲透膜結(jié)垢結(jié)垢成份在下列進水情況下需要預(yù)處理，包括添加阻垢劑、分散劑CaCO 3濃水LSI值0, pH值較高，溫度較高CaSO 4濃度積 /溶度積100%，Ca+SO 4> 250 ppmBaSO 4濃度積/溶度積100%，Ba > 50 ppbSrSO4濃度積/溶度積> 100%，Sr >2 ppm可溶性鐵Fe > 0.3 ppm錳Mn > 0.05 ppm可溶性硅溫度V 15 'C時，且沒有重金屬（Fe、Al等）存在時，SiO2>25 ppm注意：上表中

4、指標(biāo)的設(shè)計基礎(chǔ)為75%的系統(tǒng)水回收率，在某些情況下，最小值范圍會有變化。2.5反滲透污染物2.5.1懸浮固體* 普遍存在于地表水和廢水中* 尺寸> 1微米（膠體可能會小于1微米）* 在未攪拌溶液中能懸浮狀態(tài)沉積下來（膠體會保持懸浮狀態(tài)） 預(yù)處理后必須將下列指標(biāo)降低至濁度v 1 NTU 15分鐘SDI值v 52.5.2膠體污染物4444444）普遍存在于地表水或廢水中污染物主要存在于反滲透系統(tǒng)的前端t尺寸V 1微米在未攪拌溶液中微粒會保持懸浮狀態(tài)»可以是有機或無機成份組成的單體或復(fù)合化合物»無機成份可能是硅酸、鐵、鋁、硫»有機成份可能是單寧酸、木質(zhì)素、腐殖物預(yù)

5、處理后必須將下列的指標(biāo)降低至:濁度v 1 NTU15分鐘SDI值v 52.5.3有機污染物4444444t污染物主要存在于反滲透系統(tǒng)的前端»普遍存在于地表水或廢水中被吸收附著在膜表面t天然腐殖有機物來源于植物腐爛物且常帶電荷»缺乏明確的TOC （總有機碳）含量規(guī)定進水中TOC含量為2 ppm時應(yīng)引起注意具有電中性表面的LFC1膜及CAB膜可能更適用2.5.4444444生物污染'普遍存在于地表水或廢水中開始時易在反滲透前端形成污染物，隨后擴展及整個反滲透系統(tǒng)»通常污染物為細菌、生物膜、藻類、真菌» 警戒含量為每毫升10000 cfu （菌落生成單

6、位）'必須控制生物活性t CAB膜由于其對余氯的耐受性較好，因而可能更適用2.6針對特定污染物的反滲透預(yù)處理設(shè)計要點2.6.1針對給溶鹽的反滲透預(yù)處理設(shè)計444離子交換軟化'弱酸陽離子軟化»石灰軟化添加化學(xué)阻垢劑262針對金屬氧化物的反滲透預(yù)處理設(shè)計«離子交換軟化« 石灰軟化* 錳砂過濾« 添加化學(xué)分散劑263針對溶解性硅的反滲透預(yù)處理設(shè)計« 石灰軟化« 熱交換器« 脫除鐵« 硅分散劑264針對微粒和膠體的反滲透預(yù)處理設(shè)計« 澄清« 石灰軟化* 砂濾或添加混凝劑或絮凝劑后進行多介

7、質(zhì)過濾* 微濾或超濾265針對天然有機物的反滲透預(yù)處理設(shè)計* 澄清« 石灰軟化* 活性碳過濾* 微濾或超濾266針對有微生物滋長的反滲透預(yù)處理設(shè)計* 化學(xué)殺菌劑* 石灰軟化- 紫外殺菌* 微濾或超濾* 保持水流動* 盡量減少死角2.6.7由于預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計或操作不當(dāng)而人為造成的常見污染* 在市政水廠添加化學(xué)藥劑* 陽離子聚合物* 氯化鋁或氯化鐵* 正磷酸鋅« 添加了互不相容的化學(xué)藥劑« 氧化劑3. 反滲透系統(tǒng)的故障診斷和運行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化生活就像一盒夾心巧克力，你無法預(yù)計你可能會發(fā)現(xiàn)什么。阿甘正傳3.1反滲透系統(tǒng)的故障及其診斷確定問題：« 您的反滲透系統(tǒng)是

8、否運轉(zhuǎn)不正常？* 您的反滲透系統(tǒng)是不是正常停機中停用時間過長？« 您的反滲透預(yù)處理或化學(xué)加藥系統(tǒng)是否正常？« 確定您是否在適當(dāng)?shù)倪M水溫度、TDS或這pH條件下使用？« 確定您的水流量和水回收率是否適當(dāng)？- 確定壓降（進水一濃水）是否正常？確定所有的儀器儀表是否校準(zhǔn)？* 對產(chǎn)水流量和產(chǎn)水水質(zhì)進行標(biāo)準(zhǔn)化。* 逐段及逐個壓力容器測量產(chǎn)水水質(zhì)。4 檢查每只壓力容器密封件有無損壞。« 檢測反滲透進水的保安過濾器是否含有污染物？* 檢測反滲透膜元件是否被污染或被損壞。* 采樣并分析反滲透進水、濃水和各段產(chǎn)水及總產(chǎn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)。* 將分析所得水質(zhì)數(shù)據(jù)與反滲透設(shè)計的計算值

9、相比較。* 以標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水水質(zhì)、流量及壓降的變化為基礎(chǔ)，確定可能的污染物。- 對預(yù)測的污染物及垢質(zhì)進行清洗。- 分析清洗液中所含的污染物以及清洗液的顔色和pH值變化。* 將反滲透膜元件送岀進行非破壞性的分析，并確定清洗方案。* 最后的手段是進行膜元件解剖分析和實驗分析以確定污染物。3.2常見反滲透污染現(xiàn)象321膜降解* 水解（由過低或過高pH值造成）* 氧化（Cl 2 ,H 2 O 2 ,KMnO 4 ）* 機械損壞（產(chǎn)水背壓、膜卷突岀、過熱、由于細碳料或砂料造成的磨損）3.2.2沉淀物沉積* 碳酸垢（Ca ）* 硫酸垢（Ca,Ba,Sr ）« 硅垢（SiO 2 ）323膠體沉積&#

10、171;金屬氧化物（Fe,Zn,AI,Cr ）4 污泥324有機物沉積«天然有機物（腐殖物和灰黃素）« 油類（泵密封泄漏，新?lián)Q管道）«過量的阻垢劑或鐵沉淀« 過量的陽離子聚合物（來源于預(yù)處理的過濾器）325 生物污染« 復(fù)合膜（CPA,ESPA,ESNA ）表面形成生物粘泥«細菌對醋酸膜（CAB ） 的浸蝕4 藻類« 真菌3.3反滲透污染癥狀3.3.1系統(tǒng)進水與濃水間壓降增加3.3.2反滲透進水壓力發(fā)生變化3.3.3標(biāo)準(zhǔn)化后的產(chǎn)水流量變化3.3.4標(biāo)準(zhǔn)后的鹽透過率發(fā)生變化3.4反滲透故障診斷一覽表可能的原因可能的發(fā)生地點進水

11、與濃水間壓降產(chǎn)水流量鹽透過率金屬氧化物第一段正常或增加降低正?；蛟黾幽z體污染第一段正?；蛟黾咏档驼；蛟黾咏Y(jié)垢最后一段增加降低增加生物污染任何一段正?；蛟黾咏档驼；蛟黾佑袡C污染所有各段正常降低降低或增加氧化物（如CI2）第一段最嚴(yán)重正?；蚪档驮黾釉黾幽p（碳粒、污泥粒）第一段最嚴(yán)重降低增加增加O型圈或粘結(jié)部位泄漏隨機分布正?；蛟黾诱；蛟黾釉黾?回收率過高所有各段降低正?；蚪档驮黾?.5如何減少故障和降低反滲透清洗頻率3.5.1在取得水質(zhì)全分析的基礎(chǔ)上設(shè)計反滲透系統(tǒng)3.5.2在進行設(shè)計前確定 RO進水的SDI值3.5.3如果進水水質(zhì)變化，需要作岀相應(yīng)的設(shè)計調(diào)整3.5.4必須保證足夠的預(yù)處理3

12、.5.5選擇正確的膜元件，CAB或LFC1膜對于處理比較復(fù)雜的地表水或污水可能更為適用3.5.6 選擇比較保守的水通量3.5.7選擇合理的水回收率3.5.8設(shè)計足夠的橫向流速及濃水流速3.5.9對運行數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化3.6反滲透系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化* 使用計算機和和程序來分析產(chǎn)水水質(zhì)和產(chǎn)水水量在一段時間內(nèi)的變化趨勢，監(jiān)測反滲透系統(tǒng)的運行« 然后可以初步掌握“該反滲透系統(tǒng)是否運轉(zhuǎn)正常？”* 有助于反滲透系統(tǒng)故障排除3.6.1 標(biāo)準(zhǔn)化由于下列原因?qū)е路礉B透系統(tǒng)性能變化：* 基本設(shè)計參數(shù)如溫度、使用年限、進水TDS、回收率、水通量等發(fā)生變化一一（即:系統(tǒng)發(fā)生變化是正常的）* 膜元件發(fā)生污染或結(jié)垢一一

13、（即:需要清洗?。? 膜元件降解一一（即:需要購買新膜更換）3.6.2標(biāo)準(zhǔn)化定義* 標(biāo)準(zhǔn)化：將現(xiàn)在經(jīng)過計算的操作數(shù)據(jù)（標(biāo)準(zhǔn)化后的產(chǎn)水流量和標(biāo)準(zhǔn)化后的脫鹽率）和原來選定的基準(zhǔn)參考時間的操作參數(shù)進行比較的過程。* 標(biāo)準(zhǔn)化的流量：如果系統(tǒng)進行條件與初投運時相同，現(xiàn)在理論上所能達到的流量。* 標(biāo)準(zhǔn)化后的脫鹽率：如果系統(tǒng)運行條件與初投運時相同，現(xiàn)在理論上所能達到的脫鹽率參考點:A. 初投運時（穩(wěn)定運行或經(jīng)過24小時）（優(yōu)先選用）B. 反滲透膜元件制造廠商的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)363標(biāo)準(zhǔn)化后的一般特征« 通常CAB膜元件鹽透過率每年增加 33%« 通常CPA膜元件鹽透過率每年增加 1017%通常反

14、滲透膜元件產(chǎn)水流量每年減少410%標(biāo)準(zhǔn)化的真正意義在于了解變化趨勢，而不是評價某一天的變化« 前一次有效清洗后，標(biāo)準(zhǔn)化后的流量或產(chǎn)水水質(zhì)下降15%或壓降增加15%時，建議進行再清洗3.6.4標(biāo)準(zhǔn)化實例一一系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)進水 溫 度進水TDS產(chǎn)水TDS脫鹽率產(chǎn)水流量濃水 流 量回收率進 水 壓 力濃 水 壓 力產(chǎn) 水 壓 力 P進水減產(chǎn)水壓力） P進減濃水力日期°CPPmPPm%gpmgpm%psipsipsipsidpsi1-Jan205401098.13001007521015010200602-Jan19530998.3250837519513510185603-Jan2

15、3550998.43001007525019050200604-Jan18570998.4280937520014010190605-Jan18570998.430010075240180102306015-Jan186001497.7300100752801901027090初投運時20.65501597.3300100752161581020658注：1gpm = 3.785 L/min99.5Y-實際值-一標(biāo)準(zhǔn)化后值0 0 0 0-00003432302826242220加侖"分鐘JanJanJanJan4. 反滲透膜的清洗、消毒及保存 目的：保證反滲透系統(tǒng)的正常運行*目的：延

16、長反滲透膜元件使用壽命* 什么時候需要清洗及消毒如何清洗消毒及用何種藥品進行清洗消毒4.1什么時候需要清洗反滲透系統(tǒng)« 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化后的產(chǎn)水流量比上次清洗后減少1015%« 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化后的產(chǎn)水水質(zhì)比上次清洗后降低1015%* 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化后的壓降比上次清洗后增加1015%« 在長期停用前« 作為日常的維護4.2需要清洗什么碳酸鈣垢 硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢水合金屬氧化物垢（鐵、錳、鎳、銅等） 硅垢膠體沉積物（無機）膠體沉積物（無機、有機混合物）有機沉積物（自然產(chǎn)物）有機沉積物（人為產(chǎn)物）生物滋長（細菌、真菌、霉菌等）注意：通常您需要清潔的是上述幾種污染物的混合物4

17、.3如何選擇清洗藥劑* 確定污染物* 與膜制造廠商、工程公司或反滲透專用化學(xué)藥劑供應(yīng)商聯(lián)系* 選擇通用型或?qū)Ｓ眯突瘜W(xué)清洗藥品4現(xiàn)場收集信息并進行清洗（實驗及校正法）4向反滲透專用藥劑供應(yīng)商提供膜元件以供實驗室分析之用* 考慮藥品成本4.4選擇和使用化學(xué)清洗劑時的注意事項遵循制造廠商推薦的關(guān)于藥劑品種、劑量、pH值、溫度及接觸時間的指導(dǎo)原則最佳的清洗效果最小限度地使用強烈化學(xué)試劑對于CPA、ESPA膜通常pH范圍為410對CPA、ESPA、膜最大pH范圍為212在推薦溫度清洗，一般在3040 C下清洗最好需要考慮排放對環(huán)境的影響不要將酸堿混合 用高pH的產(chǎn)水沖洗清洗劑 如果出現(xiàn)油污染，開始時不要

18、使用低pH值溶液清洗4.5復(fù)合膜最常用的清洗配方污染物清洗溶液碳酸鈣、磷酸鈣、金屬氧化物（鐵）pH值4.0 , 2%檸檬酸溶液+氨水，溫度40 C,有時也可用pH23的鹽酸水溶液清洗硫酸鈣、混合膠體、小分子天然有機物、微生物pH值10.0，2%三聚磷酸鈉溶液，溫度 40 C，有時也可用pH小于10 的NaOH水溶液清洗大分子天然有機物、微生物pH值10.0，2%三聚磷酸鈉溶液，0.25%十二烷基苯磺酸鈉溶液，溫度40 C4.6醋酸膜最常用的清洗配方污染物清洗溶液碳酸鈣、磷酸鈣、金屬氧化物pH值4.0, 2%檸檬酸溶液，0.1%非離子清洗劑，溫度 35 C硫酸鈣、混合膠體、小分子天然有機物pH值

19、7.5，2%三聚磷酸鈉溶液，0.8%Na-EDTA 溶液，0.1%的非離子清洗劑，溫度35 C大分子天然有機物pH值7.5，0.5%過硼酸鈉溶液，0.1%非離子清洗劑，溫度 35 C生物滋長pH值7.5，2%三聚磷酸鈉溶液，0.25%Na-DBS 溶液，溫度35 C4.7二氧化硅垢的化學(xué)清洗* 對沉淀在膜上的溶解性硅，在不損壞膜的前提下很難去除* 在清洗前應(yīng)詢問膜廠商* 較高的沖洗流速有利于沖刷掉污垢4 反復(fù)地循環(huán)、浸泡有助于除垢* 對于CPA膜，高pH值1012的堿性溶液和 40 °C溫度有助于硅垢的去除4.8復(fù)合膜生物污染的清洗珊瑚礁綜合癥：無機垢、金屬氧化物、膠體物質(zhì)、有機物質(zhì)

20、、活的及死的細菌、生物粘泥、真菌等復(fù)雜混 合物。4.8.1 解決辦法一* 低pH清洗* 高pH清洗* 生物殺菌劑消毒4.8.2解決辦法.利用能破壞粘泥的殺菌劑消毒高pH值清洗每周停運殺菌一次，每次使用生物殺菌劑消毒2030分鐘4.9細菌的控制和殺除4.9.1濃水中細菌濃度控制規(guī)則：如果每毫升v log cfu，認(rèn)為細菌數(shù)量已得到控制如果每毫升46log cfu，應(yīng)引起注意如果每毫升達到6log cfu或細菌數(shù)量上升，應(yīng)著手處理問題消毒：指細菌 99.9% ( 3 log )殺菌：指細菌減少 99.9999% ( 6 log )滅菌：指細菌減少 99.9999999% ( 9 log )殺菌劑：

21、殺滅細菌生物抑制：阻止細菌生長粘泥破壞劑：破壞生物粘膜的數(shù)量注意：4log = 10,000 = 10 4,6log = 1,000,000 = 10 64.10反滲透化學(xué)殺菌劑應(yīng)有的特性* 殺除細菌« 去除生物粘膜* 最少接觸時間* 對膜危害最小« 無毒性及無環(huán)境危害性可以安全地操作* 合理的價格4.11殺菌劑的殺菌速度(條件為20 °C時去除99.9999%的抱菌)殺菌劑接觸時間2%甲醛溶液12小時100ppm的次氯酸鈉溶液7小時0.2%的過氧化氫溶液25小時5%的過氧化氫溶液23小時10%的過氧化氫溶液12小時1%過氧化氫和400ppm的過醋酸溶液0.51小

22、時4.12復(fù)合膜(CPA, ESPA, ESNA ) 元件消毒用殺菌劑4.12.1 甲醛« 劑量：0.11.0%«在美國認(rèn)為該藥劑有一定毒性* 對于新膜，必須在操作 24小時后才可使用，否則會導(dǎo)致不可恢復(fù)的水通量損失«可用做長期貯存時的殺菌液4.12.2 異噻唑啉« 劑量：1525ppm-68* Rohm & Haas （羅門哈斯） 的 “ Kathon ” 或 Betz 公司的 “ Simicide C«可用做長期貯存時的殺菌液4.12.3 亞硫酸氫鈉« 劑量：500ppm，使用3060 分鐘1.0%的溶液可用于長期貯存4.

23、12.4 過氧化氫/過乙酸* 劑量：0.2% （兩種化合物之和）pH : 34 （高pH值會引起膜氧化）溫度：25弋（最高）* 如果存在鐵或過渡金屬，會引起 CPA膜氧化« 反復(fù)循環(huán)2030分鐘/浸泡2小時/隨后沖洗* 對于破壞生物粘膜可能需要4個小時的接觸時間* 是有效、迅速的氧化型殺菌劑* 對于破壞生物粘膜比較有效* 本殺菌液不適用于長期貯存4.13醋酸膜（CAB膜消毒用殺菌劑）4.13.1 游離氯* 劑量：在pH值56時，采用0.11.0ppm 劑量連續(xù)加入* 劑量：二周一次，每次使用5ppm消毒1小時* 與腐蝕產(chǎn)物（鐵）反應(yīng)會造成膜損傷* 如果存在鐵，建議可以使用最高濃度為1

24、0ppm的氯胺溶液代替* 0.11.0ppm的溶液可以用做長期貯存時的殺菌劑4.13.2 甲醛* 劑量：0.11.0%* 可用做長期貯存時的殺菌劑4.13.3 異噻唑啉« 劑量：1525ppm可用于長期貯存時的殺菌劑4.14反滲透系統(tǒng)化學(xué)清洗的一般方法4.14.1沖洗反滲透膜組件* 排除運行過程中剩余濃水和給水通道中的污染物4.14.2清理清洗裝置4如水箱、管路、新使用的保安過濾器等4.14.3配制清洗溶液* 使用反滲透產(chǎn)品水（至少是軟化水）* 混合均勻* 調(diào)節(jié)至所需pH值* 調(diào)節(jié)至所需溫度* 對于正常污染情況，每根4''X 40”膜元件配制2.2加侖溶液* 對于正常

25、污染情況，每根8'X 40"膜元件配制8.7加侖溶液* 對于嚴(yán)重污染的情況，可將溶液體積加倍4.14.4在第一段引入清洗溶液反滲透進水入口處最大壓力為60psi （減少已松脫的污染物被沖回膜表面的可能） 單只膜元件最大壓降1015psi ，以防止膜卷突出將置換出的水排入下水通道« 將最初20%已污染的/變色的化學(xué)清洗溶液排入下水通將于凈的化學(xué)清洗溶液再循環(huán)至清洗箱«將滲岀的少量產(chǎn)品水再循環(huán)至清洗箱* 如果pH值變化超岀0.5單位，則需要重新調(diào)整 pH到指定范圍 4.14.5低流量循環(huán)« 循環(huán)515分鐘« 每根4 "的壓力容器流

26、量為3 gpm （ 11.4 升/分鐘）« 每根8 ”的壓力容器流量為12 gpm （ 45.5 升分鐘）盡量減少沖洗下來的污染物對進水通道的阻塞 4.14.6中等流量循環(huán)循環(huán)515分鐘每根8 ”的壓力容器流量為6 gpm ( 22.7升/分鐘）每根8 ”的壓力容器流量為24 gpm ( 90.9升/分鐘）4.14.7第一次大流量循環(huán)循環(huán)3060分鐘每根4 "的壓力容器流量為810 gpm ( 30.337.9升/分鐘）每根8 ”的壓力容器流量為3540gpm ( 132.5151.4升 / 分鐘)4.14.8浸泡（選擇使用）* 對于CPA、ESPA和CAB膜的輕度污染可浸泡 12小時« 對于嚴(yán)重污染的CPA膜，需浸泡過夜（為保持溫度可能需要維持正常流量10%的循環(huán)流量）* 浸泡有利于污染物的去除應(yīng)當(dāng)在必須的情況下才進行浸泡，原則上應(yīng)盡量減少化學(xué)試劑與膜的接觸時間4.14.9第二次高流量循環(huán)（選擇使用）* 循環(huán)1560分鐘* 按需要浸泡及循環(huán)4.14.10 沖洗* 使用與清洗溶液pH值及溫度相同且與系統(tǒng)容積相同量的反滲透產(chǎn)品水沖洗，并將出水排入下水 通道* 然后使用未調(diào)節(jié)過的反滲透產(chǎn)品水反復(fù)沖