水處理基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、生產(chǎn)部：李鋒水處理基礎(chǔ)知識(shí)生產(chǎn)部：李鋒水處理基礎(chǔ)知識(shí)反滲透、納濾原理21水處理工藝介紹膜元件相關(guān)概念3預(yù)處理選擇及工藝介紹4培訓(xùn)大綱反滲透、納濾原理21水處理工藝介紹膜元件相關(guān)概念3預(yù)處理選擇水處理工藝介紹1. 工藝選擇2. 離子交換3. 電滲析4. EDI第一部分水處理工藝介紹1. 工藝選擇2. 離子交換3. 電滲析4. 水處理分類污水處理地下水水源地表水海水污水自來(lái)水飲用水用途自來(lái)水工業(yè)純水工藝水排放水水處理 水處理海水淡化 中水回用游泳池冷卻水水處理分類污水處理地下水水源地表水海水污水自來(lái)水飲用水用途自水處理工藝選擇精濾膠體需去除雜質(zhì)微生物顆粒硬度離子可選擇工藝電滲析脫氣塔石灰軟化 蒸餾

2、 臭氧介質(zhì)過(guò)濾 反滲透超濾沉淀池 納濾 紫外線微濾EDI離子交換樹脂軟化毛發(fā)過(guò)濾二氧化氯氣體水處理工藝選擇精濾膠體需去除雜質(zhì)微生物顆粒硬度離子可選擇工藝介質(zhì)過(guò)濾器介質(zhì)過(guò)濾器可以使用單一介質(zhì)，也可根據(jù)不同需要采用多種介質(zhì)。單一介質(zhì)的過(guò)濾器也叫淺層介質(zhì)過(guò)濾器，它的主要過(guò)濾介質(zhì)一般為石英砂、花崗巖和火山礫等。多層介質(zhì)過(guò)濾器也叫深層次介質(zhì)過(guò)濾器，它的過(guò)濾介質(zhì)是由一種以上過(guò)濾介質(zhì)組成，一般石英砂、活性碳、無(wú)煙煤、錳砂及其他接觸性介質(zhì)。其他介質(zhì)：纖維球 、纖維束 等 介質(zhì)過(guò)濾器介質(zhì)過(guò)濾器可以使用單一介質(zhì)，也可根據(jù)不同需要采用多多介質(zhì)過(guò)濾器過(guò)濾介質(zhì)1-2mm 無(wú)煙煤0.51 mm 石英砂12mm石英砂通風(fēng)口

3、空隙進(jìn)水口出水口側(cè)管分配口蘑菇狀濾口（水帽）至少50的現(xiàn)有砂高度空間過(guò)濾介質(zhì)墊層多介質(zhì)過(guò)濾器過(guò)濾介質(zhì)1-2mm 無(wú)煙煤0.51 mm 石英步驟閥門開正常操作反洗正洗V1V2V4V5V3時(shí)間(min.)1510V1V3V2V5V4進(jìn)水口反洗水進(jìn)水口出水口排污口步驟閥門開正常操作反洗正洗V1V2V4V5V3時(shí)間1510V排污口12534進(jìn)水口出水口生產(chǎn)排污口12534進(jìn)水口出水口生產(chǎn)反洗操作排污口12534進(jìn)水口工藝流程介紹反洗操作反洗操作排污口12534進(jìn)水口工藝流程介紹反洗操作排污口進(jìn)水口12534正洗操作排污口進(jìn)水口12534正洗操作活性炭過(guò)濾器吸附氣體吸附有機(jī)物 通常 1g的活性炭的表面積

4、有8001200m2. 因此 可以說(shuō)活性炭是理想的吸附材.去除余氯 C+Cl2 +2H2O4HCl+CO2活性炭過(guò)濾器吸附氣體膜法過(guò)濾反 滲 透納 濾微 濾顆 粒 過(guò) 濾離 子 和 分 子微 米 10-3納 米 富 里 酸腐 殖 酸似 隱 孢 菌 素 卵母細(xì)胞 細(xì) 菌 藻 類 非揮發(fā)有機(jī)物/色度/消毒副產(chǎn)物/致癌前軀物 粘 土淤 泥膠 體 乳 化 油小假單胞菌 流 感 病 毒合成有機(jī)化合物殺蟲劑，表面活性劑揮發(fā)性有機(jī)物， 染料二堊英，生物耗氧量化學(xué)耗氧量離 子硝酸根、硫酸根氰化物、硬度、砷磷酸根、重金屬大腸桿菌 蛋 白 質(zhì) 酶 制 品 氨 基 酸 小 紅 細(xì) 胞 膠 體 硅 10-210-11

5、110102103大 分 子微 粒 病 毒 脊髓灰質(zhì)炎病毒 超 濾膜法過(guò)濾反 滲 透納 濾微 離子交換柱（床）離子交換柱（床）離子交換柱（床）離子交換柱（床）離子交換離子交換樹脂 是一種不溶于酸、堿和有機(jī)溶劑的固態(tài)高分子材料。是一類帶有官能團(tuán)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，其結(jié)構(gòu)有三部分組成：不溶性的三維空間網(wǎng)狀骨架，連接在骨架上的官能團(tuán)和官能團(tuán)所帶的相反電荷的可交換離子。樹脂按活性離子分類，如果活性離子是陽(yáng)離子（和陽(yáng)離子發(fā)生交換）就稱為陽(yáng)離子交換樹脂；如果是陰離子，則稱為陰離子交換樹脂。離子交換離子交換樹脂 是一種不溶于酸、堿和有機(jī)溶劑的固態(tài)離子交換樹脂結(jié)構(gòu)骨架：接有功能基團(tuán)，本身是惰性功能基團(tuán)：

6、連接在骨架 上，可與相反離子結(jié)合待交換分子：在吸附階段可與活性離子交換，與骨架上的功能基團(tuán)結(jié)合活性離子：與功能基團(tuán)所帶電荷相反的可移動(dòng)的離子離子交換樹脂結(jié)構(gòu)骨架：接有功能基團(tuán)，本身是惰性功能基團(tuán)：連接電滲析電滲析電滲析原理在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的透過(guò)性(即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)，陰膜只允許陰離子透過(guò))，使水中的陰、陽(yáng)離子作定向遷移，從而達(dá)到水中的離子與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。電滲析原理在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的透過(guò)性(電滲析原理圖電滲析原理圖EDIEDI(Electrodeionization)中文全稱“連續(xù)電去離子技術(shù)”,其主要用于替代傳統(tǒng)的混床技術(shù).EDI工藝原理

7、是:在電場(chǎng)的作用下,通過(guò)導(dǎo)電物質(zhì)將離子化物質(zhì)從產(chǎn)水中遷移出去,以達(dá)到生產(chǎn)高純水的過(guò)程.EDIEDI(Electrodeionization)中文全EDI結(jié)構(gòu)組成淡水進(jìn)水HSiO3- CO3=OH-H+Cl-SO4=NO3-HCO3-陰離子交換膜陽(yáng)離子交換膜Na+Ca+Mg+Na+陰離子交換膜陽(yáng)離子交換膜高純水Ca+Mg+Na+H+陽(yáng)極廢水濃水Anode陽(yáng)極 (+)Cathode陰極(-)陰極廢水高純水濃水進(jìn)水HSiO3- CO3=OH-Cl-NO3-HCO3-HSiO3- SO4=H+EDI結(jié)構(gòu)組成HSiO3- CO3=OH-H+Cl-SO4=模塊分解圖陰極板陰離子交換膜濃水室陽(yáng)離子交換膜淡水

8、室模塊分解圖陰極板陰離子交換膜濃水室陽(yáng)離子交換膜淡水室反滲透基本概念和原理1. 半透膜2. 滲透3. 滲透壓4. 反滲透第二部分反滲透基本概念和原理1. 半透膜2. 滲透3. 滲透壓4. 半透膜 只讓溶劑通過(guò)而不讓溶質(zhì)通過(guò)的膜稱為半透膜半透膜與選擇性透過(guò)膜的區(qū)別？半透膜與反滲透膜的區(qū)別？ Semipermeable Membrane半透膜 只讓溶劑通過(guò)而不讓溶質(zhì)通過(guò)的膜稱為半透膜半透膜與選擇半透膜示意圖半透膜示意圖滲透 稀溶液中的溶劑(水分子)自發(fā)地透過(guò)半透膜(反滲透膜或納濾膜)進(jìn)入濃溶液(濃水)側(cè)的溶劑(水分子)的流動(dòng)現(xiàn)象。Osmosis滲透OsmosisOsmotic Pressure在自

9、然滲透的過(guò)程中，滲透過(guò)程達(dá)到平衡點(diǎn)，此時(shí)的液柱高差稱為該濃溶液的滲透壓。滲透壓Osmotic Pressure在自然滲透的過(guò)程中，滲透過(guò)程反滲透 在濃溶液側(cè)，施加一個(gè)大于滲透壓的壓力，使?jié)馊芤褐械娜軇┩ㄟ^(guò)半透膜向稀溶液流動(dòng)，此種溶劑的流動(dòng)方向與原來(lái)滲透的方向相反，這一過(guò)程稱為反滲透。Reverse Osmosis反滲透 在濃溶液側(cè)，施加一個(gè)大于滲透壓的壓力，使?jié)馊芤褐懈?、水分子附1、水分子附2、氫鍵附2、氫鍵附3、水合離子附3、水合離子1反滲透膜膜元件2膜組件3膜裝置4錯(cuò)流過(guò)濾6濃差極化7回收率8產(chǎn)水背壓5膜元件結(jié)構(gòu)及相關(guān)概念第四章節(jié)1反滲透膜膜元件2膜組件3膜裝置4錯(cuò)流過(guò)濾6濃差極化7回收

10、率反滲透膜 允許溶劑分子透過(guò)而不允許溶質(zhì)分子透過(guò)的一種功能性的半透膜稱為反滲透膜。聚酯材料增強(qiáng)無(wú)紡布，約120m厚；聚砜材料多孔中間支撐層，約40m厚；聚酰胺材料超薄分離層，約0.2m厚。反滲透膜 允許溶劑分子透過(guò)而不允許溶質(zhì)分子透過(guò)的一種膜元件 將反滲透或納濾膜膜片與進(jìn)水流道網(wǎng)格、產(chǎn)水流道材料、產(chǎn)水中心管和抗應(yīng)力器等用膠粘劑等組裝在一起，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水與產(chǎn)水分開的反滲透或納濾過(guò)程的最小單元稱為膜元件。膜元件 將反滲透或納濾膜膜片與進(jìn)水流道網(wǎng)格、產(chǎn)膜元件示意圖膜元件示意圖膜組件膜元件安裝在受壓力的壓力容器外殼內(nèi)構(gòu)成膜組件膜組件膜元件安裝在受壓力的壓力容器外殼內(nèi)構(gòu)成膜組件 由膜組件、儀表、管道、閥門

11、、高壓泵、保安濾器、就地控制盤柜和機(jī)架組成的可獨(dú)立運(yùn)行的成套單元膜設(shè)備稱為膜裝置。膜裝置 由膜組件、儀表、管道、閥門、高壓泵、保安濾器、就地控制盤柜產(chǎn)水背壓如果產(chǎn)水管線在運(yùn)行和系統(tǒng)停機(jī)時(shí)帶壓，膜元件就可能會(huì)遭遇靜態(tài)的產(chǎn)水背壓。為了避免膜元件因背壓產(chǎn)生膜片復(fù)合層的剝離破壞，任何情況下，凈背壓不得高于0.3bar(5psi)什么情況下會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)水背壓？ 自然滲透、突然停機(jī)、憋壓、系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等產(chǎn)水背壓如果產(chǎn)水管線在運(yùn)行和系統(tǒng)停機(jī)時(shí)帶壓，膜元件就可能會(huì)遭錯(cuò)流過(guò)濾錯(cuò)流過(guò)濾濃差極化 在反滲透過(guò)程中，由于膜的選擇滲透性，溶劑從高壓側(cè)透過(guò)膜，而溶質(zhì)被膜截留，其濃度在膜表面處升高，同時(shí)發(fā)生從膜表面向水體的回?cái)U(kuò)

12、散。當(dāng)這兩種傳質(zhì)過(guò)程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，膜表面處的濃度C2高于主體溶液濃度C1，這種現(xiàn)象叫濃差極化。 C2 /C1 稱為濃差極化度。濃差極化 在反滲透過(guò)程中，由于膜的選擇滲透性回收率 指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化為產(chǎn)水或透析液的百分率。公式：回收率 = 透析液流量 進(jìn)水流量回收率 指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化為產(chǎn)水或透析液的百分率。公式：錯(cuò)流過(guò)濾和回收率首先，切向流速能使原水中的污染物隨濃水排出;其次，切向流速能產(chǎn)生紊流破壞膜表面的濃差極化層;因此，我們需要保證單只膜元件回收率不超過(guò)15%;進(jìn)水濃水產(chǎn)水進(jìn)水濃水錯(cuò)流過(guò)濾切向流速錯(cuò)流過(guò)濾和回收率首先，切向流速能使原水中的污染物隨濃水排出;第五章節(jié)HSRO-390FF產(chǎn)品

13、規(guī)范21HSRO-390FF含義HSRO-390FF熱消毒3HSRO-390FF運(yùn)行極限值4HSRO-390FF其它信息5HSRO-390FF膜元件第五章節(jié)HSRO-390FF產(chǎn)品規(guī)范21HSRO-390FFHSRO-390FF命名HSRO Heat Sanitizable Reverse Osmosis 熱消毒元件390 390平方英尺FF (Full Fit) 充滿外殼衛(wèi)生型元件膜元件直徑 25：2.5英寸 40：4.0英寸 80 ： 8.0英寸膜元件長(zhǎng)度 21：21英寸 40：40英寸HSRO-390FF命名HSRO膜元件直徑 25：2.5英HSRO-390FF產(chǎn)品規(guī)范產(chǎn)品名稱有效膜面積

14、ft2 (m2)運(yùn)行壓力psi (bar)產(chǎn) 水 量gpd (m3/d)穩(wěn)定脫鹽率Cl-HSRO-390-FF390 (36)150 (10.3)9,000 (34)99.5單只元件的最小脫鹽率98.0%。產(chǎn)水量和脫鹽率是基于測(cè)試條件：2000ppm NaCl，壓力為上表值，25C，15%回收率。元件投運(yùn)前必須進(jìn)行穩(wěn)定性處理，在此過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一次性的通量下降。上表的規(guī)范值為經(jīng)過(guò)穩(wěn)定處理后的性能數(shù)據(jù)。單只元件的產(chǎn)水量會(huì)在20范圍內(nèi)變化。HSRO-390FF產(chǎn)品規(guī)范產(chǎn)品名稱有效膜面積運(yùn)行壓力產(chǎn) HSRO-390FF的熱消毒HSRO熱消毒卷式元件在首次使用前應(yīng)用熱水進(jìn)行熱穩(wěn)定處理。熱消毒控制條件同

15、熱穩(wěn)定處理。合適的熱穩(wěn)定（熱消毒）步驟如下：HSRO-390FF的熱消毒HSRO熱消毒卷式元件在首次使用HSRO-390FF的熱消毒在低壓低流量條件下用適當(dāng)質(zhì)量的凈化水沖洗。在很低壓力下用熱水作循環(huán)處理，水溫小于等于45oC，溫水循環(huán)，最大壓力45psi(3bar)，膜兩側(cè)壓差必須小于25psi(1.7bar)。將熱水輸入系統(tǒng)中，直至溫度升至80oC。（升溫小于4oC/min)當(dāng)使用水溫為45oC或高于45oC的溫水或熱水時(shí)，膜兩側(cè)的壓差必須小于25psi(1.7bar)。保溫6090分鐘。讓系統(tǒng)將溫度降到45oC以下。（降溫小于4oC/min)在很低壓力下用適當(dāng)質(zhì)量的凈化水沖洗，最大壓力45

16、psi(3bar)，膜兩側(cè)壓差小于25psi(1.7bar) 。HSRO-390FF的熱消毒在低壓低流量條件下用適當(dāng)質(zhì)量的凈HSRO-390FF運(yùn)行極限值膜的類型 聚酰胺復(fù)合膜最高運(yùn)行溫度45oC最高熱消毒溫度(1.75bar，25psi) 85oC最高運(yùn)行壓力600psi(41bar)最大壓差 15psi(1.0bar)連續(xù)運(yùn)行pH范圍 211短時(shí)清洗pH范圍(30分鐘) 112最大給水污染指數(shù)SDI 5最大給水濁度1NTU游離氯容忍量 0.1ppmHSRO-390FF運(yùn)行極限值膜的類型 HSRO-390FF 其它信息元件一旦浸濕，即應(yīng)始終保持濕潤(rùn)。如果不嚴(yán)格遵守技術(shù)公告中的設(shè)計(jì)導(dǎo)則和運(yùn)行極

17、限值，有限質(zhì)量保證將失效。在系統(tǒng)停機(jī)、運(yùn)輸、貯存期間，為了防止微生物滋長(zhǎng)，將膜元件浸沒(méi)于保存液中。標(biāo)準(zhǔn)的保存液含1.5%(重量)的亞硫酸氫鈉(食品級(jí))。元件至少需使用6小時(shí)后方可用甲醛消毒殺菌。如果在6小時(shí)內(nèi)使用甲醛，可能導(dǎo)致通量損失。該膜對(duì)氯(次氯酸鹽)的短期攻擊有一定抵抗力，但連續(xù)接觸會(huì)破壞膜，故而應(yīng)避免?？蛻魬?yīng)全面負(fù)責(zé)不兼容的化學(xué)藥品和潤(rùn)滑劑對(duì)元件產(chǎn)生的影響。使用不兼容的藥品將使有限質(zhì)量保證失效。始終避免產(chǎn)品水側(cè)產(chǎn)生背壓。HSRO-390FF 其它信息膜污染及預(yù)防1. 結(jié)垢2. 污堵3. 生物污染4. 膜降解第八章節(jié)膜污染及預(yù)防1. 結(jié)垢2. 污堵3. 生物污染4. 膜降解第結(jié)垢【結(jié)垢】

18、定義為部分鹽類的濃度超過(guò)其溶度積在膜面上的沉淀，例如碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、硫酸鍶、氟化鈣和磷酸鈣等。當(dāng)難溶鹽類在膜元件內(nèi)不斷被濃縮且超過(guò)其溶解度極限時(shí)，它們就會(huì)在反滲透或納濾膜膜面上發(fā)生結(jié)垢，如果反滲透水處理系統(tǒng)采用50%回收率操作時(shí)，其濃水中的鹽濃度就會(huì)增加到進(jìn)水濃度的兩倍，回收率越高，產(chǎn)生結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)性就越大。結(jié)垢【結(jié)垢】定義為部分鹽類的濃度超過(guò)其溶度積在膜面上的沉淀，結(jié)垢的預(yù)防加酸 H+CaCO3 Ca2+HCO3 加阻垢劑樹脂軟化石灰軟化 Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 2CaCO3+2H2O結(jié)垢的預(yù)防加酸污堵【污堵】定義為有機(jī)物和膠體在膜面上的沉積。 膠體和顆粒污堵可嚴(yán)重地影響反滲透及納濾元件的性能，如大幅度降低產(chǎn)水量，有時(shí)也會(huì)降低系統(tǒng)脫鹽率，膠體和顆粒污染的初