水處理工藝水處理簡介超濾反滲透

水處理工藝水處理簡介超濾反滲透第1頁/共29頁一、水處理裝置簡介2、水汽車間（熱動分部屆區(qū)）

老水處理裝置：

2×50m3/h陽床；2×50m3/h弱陰床；

1×50m3/h陽床；1×50m3/h陰雙床；

1×100m3/h陽床；1×100m3/h陰雙床；

1×150m3/h陽床；1×150m3/h陰雙床。連續(xù)出力：一級除鹽水200m3/h新水處理裝置：

2×140m3/h超濾裝置；2×100m3/h反滲透裝置

2×100m3/h陽床；2×100m3/h陰床；3×200m3/h混床。連續(xù)出力：一級除鹽水200m3/h，二級除鹽水400m3/h。第2頁/共29頁二、水處理工藝流程平流池黃河水D型濾池原水池1深井水原水池2絮凝劑循環(huán)水系統(tǒng)1、一次水系統(tǒng)消防水系統(tǒng)非循環(huán)冷卻水生產(chǎn)工藝水水處理系統(tǒng)生活用水第3頁/共29頁二、水處理工藝流程超濾反滲透陽床殺菌劑2、除鹽水工藝流程一次水陰床一級除鹽水箱除碳器阻垢劑機(jī)械過濾器陽床一次水強(qiáng)陰床除碳器弱陰床機(jī)械過濾器陽床一次水陰雙床除碳器二級除鹽水箱混床第4頁/共29頁三、超濾預(yù)處理工藝的反滲透系統(tǒng)

超濾預(yù)處理工藝的反滲透系統(tǒng)稱為集成膜系統(tǒng)（IMS）

1、超濾

１.１超濾是一種流體切向流動和壓力驅(qū)動的過濾過程，并按分子量大小來分離顆粒。超濾膜的孔徑大約在0.002-0.1微米范圍內(nèi)。溶解物質(zhì)和比膜孔徑小的物質(zhì)能作為透過液透過濾膜，不能透過濾膜的物質(zhì)被濃縮于排放液中。因此產(chǎn)水中含有水、溶解固體及小分子量物質(zhì)，而膠體、懸浮顆粒、高分子量有機(jī)物、細(xì)菌、病毒和原生動物將被過濾去除。第5頁/共29頁1、超濾第6頁/共29頁超濾系統(tǒng)的運行第7頁/共29頁1、超濾１.２超濾作為反滲透預(yù)處理的優(yōu)點?

膜過濾精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)過濾，可全部去除大于0.1μm的膠體和顆粒物；?

對懸浮顆粒、膠體、微生物、細(xì)菌、病毒的去除率近100%；?

對有機(jī)物的去除率達(dá)20－50%；?

受原水水質(zhì)波動影響小，出水水質(zhì)穩(wěn)定；?

運行壓力低，節(jié)能效果顯著；?

可全自動運行；?

可顯著提高反滲透的產(chǎn)水通量，節(jié)省反滲透膜用量；?

大幅度降低反滲透清洗頻率，提高反滲透的效率及穩(wěn)定性；?

預(yù)處理化學(xué)藥劑用量小，降低污染排放。第8頁/共29頁1、超濾１.３超濾工藝原理

1.3.1超濾屬于濾膜過濾工藝，是一種壓力驅(qū)動的過濾技術(shù)，用泵將水壓入組件，由于濾膜的膜壓差（TMP），進(jìn)水得到過濾。水中雜質(zhì)由濾膜去除，并留在進(jìn)水中。當(dāng)被去除雜質(zhì)的濃度變得太高時，膠體開始產(chǎn)生堵塞，或在濾膜上產(chǎn)生結(jié)垢。在濾膜表面產(chǎn)生的沉積層會改變其過濾性質(zhì)和所需的過濾壓力。因此，一部分進(jìn)水作為濃縮液被定期從系統(tǒng)中去除。

第9頁/共29頁1、超濾１.３超濾工藝原理

1.3.2

超濾有兩種基本工作方式：死端過濾（全過濾）和錯流過濾（1）

死端過濾模式：所有進(jìn)水都加壓通過濾膜，濃縮液只在反洗時被去除。死端過濾模式示意圖如下：

死端過濾也稱為直流過濾、全量過濾，與常規(guī)的濾布過濾相似，被處理物料進(jìn)入模組件，等量透過液流出模組件，截流物留在模組件內(nèi)。為了保證膜性能的可恢復(fù)性，必須及時從模組件內(nèi)卸載截留物，因此需要定時反沖洗（過濾的反過程）等措施來去除膜面沉積物、恢復(fù)膜通量。模組件污染后不能拆開清洗，通常使用在線清洗方式。這種模式主要用于高質(zhì)量和混濁度較低的水，全量過濾方式可以實現(xiàn)水回收率的最大化，達(dá)到95－98％，但一般限于原水的懸浮固體含量較低的情況（濁度<10NTU）。第10頁/共29頁1、超濾１.３超濾工藝原理

（2）錯流過濾模式：部分濃縮液連續(xù)排放。在錯流過濾模式中，濃縮液以較高的流速流過濾膜，在膜絲中振蕩，這樣可以防止沉淀和沉積層的形成。錯流過濾模式示意圖如下：

被處理料液以一定的速度流過膜面，透過液以垂直方向透過膜，同時大部分截留物被濃縮液夾帶出模組件。錯流過濾模式減小了膜面濃度極化層的厚度，可以有效降低膜污染。錯流操作模式的典型水回收率為90－95％。

濃縮液第11頁/共29頁1、超濾１.３超濾工藝原理

1.3.3以反洗模式清洗：濾過水從出水口向濃縮口沖洗，很有效地去除沉積層。為避免厚污垢層的形成，系統(tǒng)需要定期反洗。反洗工藝示意圖如下：

在反洗模式中，濾過的水被加壓從過濾出口到濃縮液口“反向”通過系統(tǒng)，從而去除了濾膜濃縮液側(cè)的污垢。反洗用的濾過水或者儲存在儲水箱中，或者由其他過濾單元供應(yīng)，濃縮液由定期的反洗程序不斷去除。在反洗水中投加氯或過氧化物可提高清洗效果，但不必每次反洗都投加，而是以頻度不大的時間間隔使用。系統(tǒng)被清洗的頻率取決于進(jìn)水的質(zhì)量。

第12頁/共29頁1、超濾１.３超濾工藝原理

1.3.4以正向沖洗模式清洗：在反洗順序之前進(jìn)行正向沖洗可顯著增強(qiáng)反洗性能。這個工藝不用濾過水而通常使用進(jìn)水。反洗工藝示意圖如下：第13頁/共29頁超濾膜元件的結(jié)構(gòu)過濾第14頁/共29頁1、超濾１.３超濾工藝原理

1.3.5化學(xué)清洗

超濾的化學(xué)清洗取決于進(jìn)水中污染物的類型，單用反洗可能不能完全去除污垢層，這將造成超濾的性能隨時間而降低。為恢復(fù)系統(tǒng)原先的過濾性能，需要進(jìn)行化學(xué)清洗。清洗劑可選用酸、氫氧化鈉、次氯酸鈉和其它消毒劑。

第15頁/共29頁1、超濾１.4工藝指標(biāo)超濾進(jìn)水溫度15～40℃

超濾出水SDI≤3

進(jìn)水壓力≤0.25MPa

跨膜壓差≤0.08MPa

回收率≥90％

第16頁/共29頁2、反滲透2.1工藝指標(biāo)

進(jìn)水溫度15～40℃

進(jìn)水SDI≤4

進(jìn)水PH3~10

進(jìn)水余氯＜0.1mg/L

進(jìn)水總鐵＜0.1mg/L

進(jìn)水COD＜3mg/L

進(jìn)水壓力≥0.2MPa

給水/濃水壓差

≤0.6MPa

回收率75％脫鹽率≥98%（一年內(nèi)），≥95%（三年內(nèi)）

第17頁/共29頁2、反滲透2.2

反滲透原理

當(dāng)把一張具有一定透過性的薄膜放到溶液中時，膜對溶劑或溶質(zhì)表現(xiàn)出一定的選擇透過性，即膜或是使溶劑通過或是使溶質(zhì)通過，前者稱為滲透，后者稱為滲析。若所用的薄膜只能使溶液中的溶劑或溶質(zhì)單獨通過，溶劑和溶質(zhì)不能同時通過，這種薄膜稱為半透膜。對于反滲透、滲析及電滲析使用的是致密膜，而超過濾及微孔過濾使用的是多孔質(zhì)膜。反滲透是反其自然滲透過程的一種科學(xué)方法，滲透和反滲透均是通過半透膜來完成的，當(dāng)用半透膜隔開兩種不同濃度的溶液時，稀溶液中的溶劑就會透過半透膜進(jìn)入濃溶液一側(cè)，這種現(xiàn)象叫滲透。當(dāng)在濃溶液側(cè)施加一外來壓力時，滲透過程即停止，即達(dá)到所謂滲透平衡，平衡狀態(tài)所需要的外加壓力稱為滲透壓差。滲透壓是溶液本身的一種性質(zhì)，其值與膜無關(guān)。當(dāng)繼續(xù)增大濃溶液一側(cè)的壓力，即所施壓力大于滲透壓力時，溶劑會反其原來的滲透方向，由濃溶液側(cè)通過半透膜進(jìn)入稀溶液側(cè)，這種現(xiàn)象稱為反滲透。

第18頁/共29頁2、反滲透2.3

反滲透脫鹽原理

對于反滲透膜的脫鹽機(jī)理，目前有幾種不同看法。主要是“選擇吸附-毛細(xì)管流動理論”和“篩分理論”，此外還有“氫鍵理論”以及“溶解擴(kuò)散理論”。

“選擇吸附-毛細(xì)管流動理論”：當(dāng)含鹽的水溶液與多孔的半透膜表面接觸時，則在膜的溶液界面上選擇吸附一層水分子，在反滲透壓力的作用下，通過膜的毛細(xì)管作用流出純水，并連續(xù)地形成和流出這個界面純水層。該機(jī)理闡明在半透膜的表皮上布滿了許多極細(xì)的膜孔，在膜的表面選擇吸附了一層水分子，鹽類溶質(zhì)則被排斥，化合價越高的離子被排斥的越遠(yuǎn)，膜孔周圍的水分子在反滲透壓力的推動下，通過膜孔流出純水，因而達(dá)到除鹽的目的。當(dāng)膜孔大于反滲透膜孔范圍時，鹽的水溶液就泄漏過膜，其中的一價鹽泄漏較多，二價鹽次之，三價鹽更次之。至于對于有機(jī)物的去除，純屬篩分機(jī)理。反滲透膜能濾除各種細(xì)菌，如最小的細(xì)菌之一綠膿桿菌；也能濾除各種病毒，還能濾除熱源。

第19頁/共29頁2、反滲透2.3

防止反滲透裝置結(jié)垢

結(jié)垢是由于給水中的微溶鹽在給水逐漸濃縮時超過了濃度積而沉淀到膜上，因此必須防止CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4、SiO2、CaF2結(jié)垢。為了保證反滲透系統(tǒng)正常運行，有效防止膜組件結(jié)垢,采用投加阻垢劑的方法。

第20頁/共29頁2、反滲透2.4

反滲透器的結(jié)構(gòu)

反滲透裝置主要由反滲透膜元件和壓力容器組成。反滲透膜主要有醋酸纖維素膜、芳香族聚酰胺膜復(fù)合膜等品種。把導(dǎo)流隔網(wǎng)、膜和多孔支撐材料依次迭合，用粘合劑沿三邊把兩層膜粘結(jié)密封，另一開放邊與中間濃水集水管聯(lián)接，再卷起來，就組成了一個膜元件。反滲透器主要有板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式四種。將數(shù)只膜元件裝入壓力容器中，進(jìn)水原液生水是通過進(jìn)水隔網(wǎng)的空隙沿著膜表面流動。在此過程中，透過膜的淡化水再經(jīng)過產(chǎn)品水導(dǎo)網(wǎng)螺旋形地流向中心管，然后將產(chǎn)品淡化水導(dǎo)出系統(tǒng)外，這就組成了螺旋卷式反滲透器。本公司所使用的是螺旋卷式復(fù)合膜反滲透器。其優(yōu)點是：單位體積內(nèi)的膜堆面積大，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。缺點是：比較容易堵塞。因此，對進(jìn)水原液的預(yù)處理要求較嚴(yán)格。水處理技術(shù)對生水進(jìn)行過濾、加藥和精密過濾的目的，就是要保證膜元件的長期使用。反滲透布置系統(tǒng)有單程式、循環(huán)式和多段式。多段式系統(tǒng)充分提高了水的回收率，用于產(chǎn)水量大的場合，膜組件逐漸減少是為了保持一定的流速，以減輕膜表面濃差極化現(xiàn)象。

第21頁/共29頁反滲透膜元件的結(jié)構(gòu)第22頁/共29頁反滲透膜元件的結(jié)構(gòu)第23頁/共29頁反滲透的運行第24頁/共29頁2.5反滲透的化學(xué)清洗清洗頻率：3-6月清洗一次清洗流量：7-9m3/h每只膜殼1)正常清洗時，清洗系統(tǒng)壓力采用使系統(tǒng)基本不能產(chǎn)出純水時的壓力為最好，清洗液溫度基本保持在20-40℃。必須用反滲透產(chǎn)品水或去離子水配制清洗藥液，藥液混合要均勻。2)清洗時要將反滲透壓力容器和管道內(nèi)的存水排掉，再把清洗過程沖產(chǎn)生的濃縮液向清洗藥箱循環(huán)。如果回流清洗液明顯變色或渾濁應(yīng)重新準(zhǔn)備清洗藥液。若回流清洗液PH變化超過0.5，應(yīng)重新調(diào)整PH或更換清洗液。3)按規(guī)定時間清洗完成后，應(yīng)立即用反滲透產(chǎn)品水或去離子水進(jìn)行沖洗。沖洗時間一般為30-60分鐘，并將反滲透出口水放掉（開產(chǎn)水自動門、沖洗濃水測排放自動門）。4)確認(rèn)沖洗完成后，最好立即投入正常運行，化學(xué)清洗后至投入運行時間不得超過24小時。第25頁/共29頁2.5反滲透的化學(xué)清洗

常見清洗液

清洗液成份配制100加侖（379升）溶液時的加入量PH調(diào)節(jié)

1檸檬酸反滲透產(chǎn)品水（無游離氯）17．0磅（7.7公斤）100加侖（379升）用氨水調(diào)節(jié)PH至3.0

2三聚磷酸鈉EDTA四鈉鹽反滲透產(chǎn)品水（無游離氯）17．0磅（7.7公斤）7磅（3.18公斤）100加侖（379升）

用酸調(diào)節(jié)PH至10.03三聚磷酸鈉十二烷基苯磺酸鈉反滲透產(chǎn)品水（無游離氯）17．0磅（7.7公斤）13磅（0.97公斤）100加侖（379升）

用酸調(diào)節(jié)PH至10.04鹽酸(HCl)(濃度36%)0.47加侖(1.8升)緩慢加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.5，調(diào)高pH用氫氧化鈉5氫氧化鈉(100%粉末)或(50%液體)0.83磅(0.38公斤)0.13加侖(0.5升)緩慢加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至11.5，調(diào)低pH時用鹽酸第26頁/共29頁3計算公式2.1

超濾部分(1)

去除率：留在濾膜進(jìn)水側(cè)的水的各種成分濃度的百分比。

R=（1-Cf/Cz）×100%式中：R ——去除率（%）；

Cf——產(chǎn)水濃度（mg/L）；

Cz ——進(jìn)水濃度（mg/L）(2)

膜通量：過濾容積流量與濾膜表面積之比。

J＝V／F式中：J ——膜通量（l/m2·h）；