反滲透的清洗和維護

反滲透的清洗和維護一、 反滲透膜的清洗反滲透膜的清洗反滲透裝置在長期運行中，膜表面會逐漸積累各種污染物，如膠體、微生物、無機物垢、金屬氧化物等。這些物質(zhì)沉積在膜表面上，會引起反滲透裝置性能的下降。為了恢復(fù)膜的性能，需對膜進行化學(xué)清洗和消毒。1.清洗的判斷標準反滲透系統(tǒng)運行過程中，必須密切注意系統(tǒng)的脫鹽率、濃水量、透過水量以及膜組件給水側(cè)進出口壓差的變化，盡早發(fā)現(xiàn)問題，并根據(jù)原水分析報告預(yù)測可能發(fā)生的污染，調(diào)整預(yù)處理方法和變更操作條件。當(dāng)出現(xiàn)下列情形之一時需對膜元件進行化學(xué)清洗：①標準化后鹽的透過率增加10%?15%；②標準化后透過液流量降低10%?15%；③進水和濃水的壓差△p較基準狀況上升了15%（基準狀況為反滲透設(shè)備最初24?48h的操作參數(shù)或上次清洗后的操作參數(shù)），各段壓力差增加15%；④作為日常維護，一般在正常運行3?6個月后；⑤需長期停用，在用保護液進行保護前。2.膜污染特征和清洗藥劑（1）膜污染特征（1）膜污染特征反滲透膜面上常見的污染物有金屬氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、膠體、微生物、有機物等，不同的膜污染物表現(xiàn)出不同的特征，如表4—5所示。（2）膜清洗劑（2）膜清洗劑不同的膜生產(chǎn)廠商對上述污染物采用的清洗藥劑不完全相同。具體的清洗方式或?qū)Ｓ们逑磩﹨⒄漳S商的技術(shù)手冊。但一般來說，酸清洗除去無機沉淀物如金屬氧化物、碳酸鹽，pH值調(diào)至2?4；堿清洗除去有機物、微生物，一般pH值調(diào)至10?12。常用化學(xué)清洗試劑如下。①酸HCl、H2S04、H3P04、檸檬酸、草酸等。其中檸檬酸較常用，其缺點是與Fe2+形成難溶化合物，需要用氨水調(diào)節(jié)pH=4,使Fe2+形成易溶的鐵銨檸檬酸鹽來解決。②堿有P03-4、C02-3和OH-等，對污染物有松弛、乳化和分散作用，與表面活性劑一起對油、脂、污物和生物物質(zhì)有去除作用；另外對Si02—也有一定的效果。③螯合劑最常用的為EDTA，與Ca2+、Mg2-、Ba2+、Fe2+等形成易溶的絡(luò)合物，故對堿土金屬的硫酸鹽很有效，其他螯合劑有磷羧酸、葡萄糖酸等。④表面活性劑可降低膜的表面張力，起濕潤、增溶、分散和去污作用，最常用的為非離子表面活性 劑，如TritonX-100，但應(yīng)注意目前復(fù)合膜與TritonX-100不相溶。⑤酶主要有蛋白酶等，有利于有機物的分解。表4—6列舉了一些常用的清洗劑配方。表4—7為建議使用的常見清洗劑。表4—8列出了常見污染物對膜性能的影響及處理方法。美國軍隊用反滲透化學(xué)藥品見表4—9。3.清洗裝置一般的清洗裝置由清洗箱、清洗泵、5?l0〃m保安過濾器、管2反滲透的清洗和維護道、閥門和控制儀表（壓力表、流量表、溫度計）等組成。特殊要求時，清洗箱可裝上加熱或冷卻裝置，清洗流程如圖4—8所示。（1）清洗箱（1）清洗箱清洗箱應(yīng)用耐腐蝕材料，如聚丙烯、玻璃鋼等制作。清洗箱的容積根據(jù)一次清洗的壓力容器的體積、清洗回路的管件和濾器等的容積來確定?！纠?-1】反滲透裝置有8個08”壓力容器，每個壓力容器內(nèi)裝6個40”長的膜元件，試計算清洗箱的體積。解：每個壓力容器的體積8個壓力容器的容積V8=0.194X8=1.552m3。假設(shè)使用DN80mm管徑30m清洗管道，管道內(nèi)儲水的體積總體積V=V8+Vp=1.552+0.151=1.703m3考慮到未預(yù)見因素，總體積乘以系數(shù)1.2，即總體積V總=1.703X1.2=2.04m3（2）清洗泵（2）清洗泵清洗泵通常是316不銹鋼離心泵或玻璃鋼泵。清洗泵的揚程應(yīng)考慮保安過濾器的壓降、管道的阻力損失等，一般選用壓力為0.3—0.5MPa。膜廠商對不同規(guī)格的膜組件的清洗流速有一規(guī)定的范圍。如08”膜元件的清洗流量為6.8?9.1m3/h,壓力容器并聯(lián)4根，清洗泵流量為（6.8?9.1）X4=27.2?36.4m3/h。（3）保安過濾器（3）保安過濾器該過濾器用以除去清洗下來的沉淀物。大小由清洗流量而定。4.一般清洗步驟:一般清洗步驟：①用反滲透產(chǎn)水配置清洗液，檢查溶液的pH值，在清洗之前，要確定所有的藥劑都溶解并攪拌均勻。②溶液混合完畢后，以合適的流量和壓力開始清洗，清洗液在最初的幾分鐘排入地溝，然后再循環(huán)。③清洗過程中要注意清洗液的升溫情況，觀察清洗液顏色的變化，如清洗液變色或變得較渾濁，則需重新配置清洗液。在酸清洗時要注意pH值，如pH值升高o.5個單位，則必須再加酸。④停泵，使元件浸泡在溶液中1h左右。⑤再循環(huán)，時間為30?40min。⑥清洗完畢后，以反滲透產(chǎn)水或預(yù)處理出水沖洗出殘余的清洗液。⑦沖洗結(jié)束，按規(guī)定的運行方式運行，最初產(chǎn)水排放至少10min。5.反滲透設(shè)備的清洗范例：反滲透設(shè)備的清洗范例：的清洗范例參考下述的清洗條件、清洗順序、清洗藥劑量及藥液濃度后進行實施。（1）清洗條件（1）清洗條件①酸洗a.檸檬酸洗凈2%水溶液；值2?4（用氨水溶液調(diào)整pH值）；pH低壓，希望2kg/cm2以下；水溫常溫；時間1h/段，希望浸泡1夜。b.草酸洗凈2%水溶液；pH值2?4（用氨水溶液調(diào)整pH值）；低壓，希望2kg/cm2以下；水溫常溫；時間1h/段，希望浸泡1夜。JS洗滌劑洗凈。②洗滌劑洗凈JS-200洗滌劑洗凈5%水溶液（原液為100%）；pH值7?10（用氨水溶液調(diào)整pH值）；低壓，希望2kg/cm2以下；水溫常溫，希望為30?40°C；時間3反滲透的清洗和維護，1h/段，希望浸泡1夜。（2）清洗順序（2）清洗順序①第1日a.酸洗酸洗液為檸檬酸2%水溶液，pH值2—4（用氨水溶液調(diào)整pH值）；草酸0.2%水溶液，pH值2?4（用氨水溶液調(diào)整）。清洗順序為循環(huán)60min，浸泡30—60min，再循環(huán)30?60min，最后水洗。b.洗滌劑洗凈JS-200洗滌劑洗凈，5%水溶液，pH值7—10。清洗順序為循環(huán)60min，浸泡30—60min，再循環(huán)30?60min，浸泡1夜。②第2日繼續(xù)用JS-200洗滌劑清洗，循環(huán)水洗60min。注：可能的話希望能在清洗前進行事前浸泡。酸洗時也希望1夜浸泡。（3）清洗液量計算（支為例）（3）清洗液量計算（以8”膜元件18支為例）清洗液量計算每支膜元件酸洗液用量為40L，18支用量為720L。其中假定管道內(nèi)液量80L；每支膜元件壓力容器液量（包含膜元件內(nèi)的水量）為12L，18支為220L；洗凈水槽內(nèi)液量為420L。注：關(guān)于管道內(nèi)液量要考慮實際設(shè)備的管線以及支管分布情況后實測計算。（4）藥液使用量（支為例）（4）藥液使用量（以8”膜元件18支為例）藥液使用量①檸檬酸用量=720X2%=14.4kg,25kg/袋，需1袋。草酸用量=720X0.2%=1.44kg,25kg/袋，需1袋。②氨水溶液，用于酸洗凈時調(diào)整pH值，25%水溶液，20kg/罐o③了S-200”洗滌劑用量=720X5%=36L（將原液稀釋20倍）。④NaOH水溶液，用于洗滌劑洗凈時調(diào)整pH值25%水溶液，20kg/罐。⑤浸泡用藥液量5—10L/支（4"），20—401/支（8”）o注：酸洗凈所使用的氨液量可按0.1kg氨/lkg酸（以100%濃度換算）進行估算。（5）冬季停機時的措施（包括防凍結(jié)措施）（5）冬季停機時的措施（包括防凍結(jié)措施）冬季停機時的措施①停機時將甘油10%水溶液及福爾馬林1%水溶液進行置換后再停機。②對于野外露天裝置要將壓力容器用薄膜油布蓋住。③藥液使用量假定水槽容積為500L、管道容積為80L、壓力容器（含膜元件）容積為220Lo甘油需要量=800X10%=80kg，如果每罐22kg，需要4罐。福爾馬林800X1%/0.37=21.6kg。如水溶液濃度為37%，每罐20kg，需要1罐。6.清洗效果:清洗效果：成功的清洗應(yīng)能使膜組件進出口壓差明顯減?。ń咏跗谒交蛏洗吻逑春蟮乃剑擕}率、透水量均有所恢復(fù)。如果清洗后沒有達到預(yù)期的效果，應(yīng)及時與膜生產(chǎn)商和有關(guān)清洗公司聯(lián)系，對膜元件進行取樣分析，重新確定清洗方案o應(yīng)該注意的是，反復(fù)進行沒有效果的清洗是有害的。反滲透進水預(yù)處理的目的第一章反滲透預(yù)處理反滲透系統(tǒng)一般包括預(yù)處理、反滲透裝置、后處理三部分。反滲透裝置對進水水質(zhì)有特定要求，所以必須設(shè)計預(yù)處理。反滲透系統(tǒng)是一個整體，系統(tǒng)工藝的選擇應(yīng)4反滲透的清洗和維護考慮下列因素：進水水質(zhì)、產(chǎn)水要求、產(chǎn)水量、工藝設(shè)備的可靠性、投資和運行費用、廢水排放和可靠的檢測手段。第一節(jié)反滲透進水預(yù)處理的目的一、影響反滲透的因素為了確保反滲透系統(tǒng)的正常運行，有兩類物質(zhì)需要在預(yù)處理過程中去除或進行控制。一類是造成膜污染的物質(zhì)。這些物質(zhì)可以分為五種：①以微細顆?；蛘吣z體狀態(tài)存在于原水中的不溶性物質(zhì)；②結(jié)垢性物質(zhì)；③金屬氧化物；④有機物；⑤生物污染物。另一類是會引起膜化學(xué)損害的物質(zhì)。反滲透進水中氯的濃度和pH值是使反滲透膜受到損傷的最重的因素，此外，微生物的侵蝕、游離氧也會損傷膜的性能。二、預(yù)處理的目的預(yù)處理的目的就是要將上述存在于進水中的可能造成膜污染的物質(zhì)除去或降低至膜允許的范圍內(nèi)。預(yù)處理的方法主要取決于原水的水質(zhì)特點、膜的類型和反滲透系統(tǒng)回收率，對于水質(zhì)成分復(fù)雜的原水，為了保證系統(tǒng)的可靠運行，有時需要進行小型試驗來確定反滲預(yù)處理方式。預(yù)處理的合理配置是反滲透裝置長期穩(wěn)定運行的前提，預(yù)處理的出水必須滿足反滲透的進水要求，這樣可以做到少污染、少清洗，反滲透產(chǎn)水流量、脫鹽率等指標相對穩(wěn)定，運行費用相對較低，膜使用壽命長等。良好的預(yù)處理對反滲透裝置長期安全運行是十分必要的。其目的通常為：①除去懸浮固體，降低濁度，去除膠體；②控制微生物的生長；③抑制與控制微溶鹽的沉積；④進水溫度和pH值的調(diào)整；⑤有機物的去除；⑥金屬氧化物和硅的沉淀控制。三、預(yù)處理的目標為了保證反滲透系統(tǒng)的水回收率、透過水質(zhì)量、透過水流量的穩(wěn)定，運行費用的最低化，膜使用壽命的最佳化等，必須進行完善的預(yù)處理。具體的目標為：①防止膜表面發(fā)生污染，即必須盡量去除懸浮固體、微生物、膠體物質(zhì)及有機物，從而防止這些物質(zhì)在膜表面沉積或污堵在膜元件水流通道；②防止膜表面發(fā)生結(jié)垢，即必須盡量抑制難溶鹽如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4以及鐵、錳、鋁、硅化合物等在膜表面的沉積；③防止膜承受物理和化學(xué)損傷，即必須盡量避免高溫、極端的酸性水或堿性水、氧化劑等對膜的影響。四、反滲透進水水源和水質(zhì)要求1.進水水源水源種類很多，一般分地表水和地下水兩種。地表水是指雨雪、江河、湖泊以及海洋的水，這些水的特點都與它們的形成過程密切相關(guān)。地下水是指雨水、地表水經(jīng)過土壤和地層的滲透流動而形成的水。地表水和地下水均可作為反滲透的水源。首先要對水質(zhì)做一全面的了解，必須在不同時期收集水樣，進行分析，了解其變化。這對反滲透5反滲透的清洗和維護系統(tǒng)的設(shè)計至關(guān)重要。對于水源做全分析，才能有效設(shè)計預(yù)處理和反滲透裝置，通常水質(zhì)全分析報告如表3—1所示。表3-1水質(zhì)全分析報告示例項目名稱原水類型項目K+取樣時間mg/Lmmol/L項目Cl-水溫mg/Lmmol/LNaMg陽離子CaFeFeBaSrMn+SO4陰離子NO2NO3HCO3CO3F2-22+2+2+3+2+2+OH2+PO43-NH4+Al3+￡總?cè)芙夤腆w￡pH值電導(dǎo)率(25°C)總硬度總堿度濁度色度分析：分析：2.反滲透進水水質(zhì)要求校核：校核：游離CO2游離氯可溶SiO2膠體SiO2CODMn在反滲透水處理工程中，應(yīng)用最廣泛的膜有CA膜和芳香族聚酰胺膜兩大類。應(yīng)用的組器主要是卷式和中空纖維式組件。不同的反滲透組件對進水的要求如表3—2所示。表3—2不同膜的進水要求項目SDI15濁度含鐵量/(mg/L)游離氯/(mg/L)水溫/C水壓PH值鐵/(mg/L)化學(xué)耗氧量/(mg/L)卷式CA膜V4<1<0.10.2~125(40)2.5?3.05~6(6.5)<0.5<3中空纖維聚酰胺膜<3<0.5<0.1<0.125(40)2.4?2.6(2.8)4?11<0.5<3卷式復(fù)合膜<4(5)<1<0.1<0.125(40)1.0?1.6(4.1)2~11<0.5<3反滲透預(yù)處理的方法膠體物質(zhì)包括淤泥、微細砂粒、鐵的腐蝕產(chǎn)物、鐵的沉淀物、硬度的沉淀物、氫氧化鋁沉淀物、無機和有機膠體等。反滲透裝置進水對這些物質(zhì)的含量用兩個指標來控制：一個是濁度，一般卷式反滲透膜組件要求進水濁度小于1NTU，最好達到0.2NTU；另一個是SDI(污泥密度指數(shù))，一般卷式反滲透膜組件要求進水SDI<5。一、污泥密度指數(shù)：污泥密度指數(shù)：在反滲透系統(tǒng)中，用來衡量反滲透進水水水質(zhì)的一個重要指標就是污泥密度指數(shù)SDI，也稱為污染指數(shù)FI。它是水中膠體和微粒濃度的一種量度。與普通的濁度儀相比，它是從不同的角度反映進水水質(zhì)的情況。SDI值是進水在207kPa的壓力下，通過0.45“m濾膜的淤塞速率推算出來的。進入反滲透系統(tǒng)的料液通常用水中懸浮物作為控制指標時，最初用濁度JTU(杰克遜濁度單位)表示，后來用污染指數(shù)FI、指數(shù)PI和污泥密度指數(shù)SDI來控制。FI值是用直徑47mm的Millipore公司的HAWP047HA型膜過濾器測定的，該過濾器有效直徑為42.7mm，在0.21MPa壓力下首先測量最初500mL水的濾過時間(t1)，然后測量加壓15min后的500mL濾過水的時間(t2)，按下式計算PI值(%)。FI值為FI(15min,0.21MPa)=?常FI值為0—6.67。二、水的混凝與沉淀處理：水的混凝與沉淀處理：水中的懸浮物、膠體、離子的粒徑不同：粒徑最大的稱為懸浮物；其次是膠體；最小的是離子和分子溶解物質(zhì)。水中顆粒物的分類如表3—3所示。表3-3水中顆粒物的分類粒徑/m6反滲透的清洗和維護m分類特征常用處理方法10離子、小分子透明-710-610-510-410-310-210-1110膠體光照下散射超濾懸浮物渾濁精密過濾混凝、澄清、過濾肉眼可見自然沉降、過濾離子交換反滲透——4mm懸浮物是粒徑約在10以上的微粒，這類雜質(zhì)在水中是不穩(wěn)定的，很容易除去。膠體和懸浮物之間沒有一個明顯界限。小粒徑的懸浮物和膠體由于其比表面很大，常常吸附著大量離子而帶電，同類膠體因帶有同性電荷而互相排斥，在水中不能相互黏合，而顯穩(wěn)定，不易下沉。天然水中的膠體微粒大多數(shù)帶負電。1.混凝原理：混凝原理：通常用自然沉降法不能除盡水中的懸浮物，也不能單獨用普通的過濾法來清除天然水中的懸浮物和膠體，所以經(jīng)常采用的方法是先進行混凝處理?；炷幚砭褪窃谒型都右环N稱混凝的化學(xué)藥品，這種化學(xué)藥品在水中會促使微小的顆粒變成大顆粒而下沉。當(dāng)這種混凝劑投入水中時，首先發(fā)生的是它的電離和水解，因而生成Al(OH)3，以混凝劑A12(SO4)3為例，反應(yīng)式如下。Al2(SO4)3Al+H2OAl(OH)+H2OAl(OH)2+H2O+2+3+2Al+3SO4Al(OH)+H+2+3+2++Al(OH)2+HAl(OH)3+H+這個過程很快，通常在30s以內(nèi)就完成了。Al(OH)3是溶解度很小的化合物，它從水中析出時形成膠體，這些膠體在近乎中性的天然水中帶正電荷。隨后，它們在離子(如S04)的作用下漸漸凝聚成粗大的絮狀物(通常稱為凝絮或磯花)，然后在重力的作用下沉降。這是鋁鹽處理時它本身發(fā)生的變化。為什么加混凝劑能去除水中的懸浮物和膠體呢?這是因為在混凝劑本身所發(fā)生的凝聚過程中還伴隨著許多其他物理化學(xué)作用，其實際情況很復(fù)雜，現(xiàn)分析如下。①吸附作用。當(dāng)Al(OH)3形成膠體時，會吸附水中原有的膠體雜質(zhì)。這是混凝處理所以能除去水中膠體雜質(zhì)的重要原因。②中和作用。在上述吸附過程中，如膠體和混凝劑帶的電荷相反，則由于異性電荷相吸與中和作用，更促使它們黏結(jié)并析出。實際情況是：天然水中的膠體大都帶負電，混凝劑形成的膠體帶正電，所以有中和作用。此外，在剛投入混凝劑時生成的Al也有中和天然水中帶負電膠體的作用。③表面接觸作用。當(dāng)水中懸浮物量較多時，凝絮的核心可以是某些懸浮物，即凝絮在懸浮物的表面上形成。④網(wǎng)捕作用。凝絮在水中下沉的過程中，好像一個過濾網(wǎng)在下沉，又可以把懸浮物帶走，凝絮過濾網(wǎng)主要是由于氫氧化物的膠體在聚沉過程中相互結(jié)成長鏈，起了架橋作用，組成了許多網(wǎng)眼，包裹著懸浮物和一些水分而形成的。3+2-由此可見，用A12(SO4)3處理水是一種較復(fù)雜的過7反滲透的清洗和維護程，常?；旌细鞣N聚沉反應(yīng)，故稱混凝處理。2.影響混凝效果的因素：影響混凝效果的因素：影響凝絮效果的因素很多，主要因素分析如下。(1)水的pH值水中pH值對混凝劑的溶解度、水解、膠體凝聚速度、效果等都有直接的影響。不同的水質(zhì)，不同的混凝劑，最優(yōu)的pH值都不同。(2)混凝劑的用量混凝過程不是一種單純的化學(xué)反應(yīng)，故所需加藥量不能根據(jù)計算來確定，在不同的具體情況下應(yīng)該做專門的試驗以求得最優(yōu)加藥量，在實際運行中再根據(jù)處理效果進行調(diào)整。(3)水溫長溫對不同的混凝劑混凝效果的影響有大有小，如鋁鹽作為混凝劑時，水溫影響很大。當(dāng)水溫很低時，產(chǎn)生的凝絮細而松，沉降很慢，效果差；而用鐵鹽作混凝劑時，水溫對混凝效果的影響不大。(4)水中雜質(zhì)水中離子量的多少和種類、濁度高低、水中TOC(總有機碳)以及色度的大小等，對混凝效果有直接影響。(5)水力條件混凝劑的加入點、水和混凝劑的混合速度、在加藥點和澄清設(shè)備中形成的水力條件等對混凝效果均有影響。綜上所述，影響混凝效果的因素很多，如何在這許多因素中找出最優(yōu)條件，使混凝處理的效果較好，比較復(fù)雜。為達到這個目的，可先在實驗室做模擬試驗。一般來說，需要探求的通常是加藥量和pH值。3.混凝劑和助凝劑的種類(1)混凝劑常用的混凝劑有鋁鹽和鐵鹽兩類。①鋁鹽?？捎米龌炷齽┑匿X鹽有許多，如硫酸鋁［A12(504)s-18H20］、明磯［A12(S04)s-K2S04?24H20］、聚合氯化鋁(PAC)等。②鐵鹽。常用做混凝劑的鐵鹽，一般為硫酸亞鐵(FeS04-7H20)、氯化鐵(FeCl3-6HzO)和硫酸鐵［Fe2(S04-)s］等。(2)助凝劑助凝劑是為了提高混凝效果而投加的輔助藥劑。除高分子絮凝劑，助凝劑單獨使用的情況很少。常用的助凝劑有：用來調(diào)節(jié)pH值和堿度的石灰；作為氧化劑的氯；用來增加凝絮牢固性的水玻璃(NasO?xSi02-yHzO)；用做高分子吸附劑的聚丙烯酰胺(PAM)等。4.沉淀處理設(shè)備沉淀處理用的設(shè)備，可分成沉淀池和澄清池兩類。沉淀或澄清設(shè)備就是利用凝聚沉降的原理把原水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)經(jīng)過混凝處理后，從水中分離出來的裝置。(1)沉淀池沉淀池是一個用來使渾水中的懸浮物進行沉降分離的池，結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)原水中懸浮物的量很大時，可用沉淀池作預(yù)處理沉淀處理。沉淀池有間歇式和連續(xù)式之分。間歇式沉淀池占地面積較大，只適用于小型水處理。連續(xù)式沉淀池的型式有多種，較常用的有平流式沉淀池、斜管式沉淀池和斜板式沉淀池：(2)澄清池原水進行沉淀處理時，在反應(yīng)階段使水中保持若干先前生成的泥渣，可以大大改善8反滲透的清洗和維護沉淀過程。為此，現(xiàn)代沉淀處理設(shè)備在運行中都有泥渣參與。此類帶有泥渣運行的沉淀設(shè)備稱為澄清池。三、水的過濾處理過濾的目的就是進一步除去水中的懸浮物、膠體等。當(dāng)原水懸浮物含量較低，如以城市自來水為水源時，可以不加設(shè)沉淀設(shè)備，而采用接觸混凝過濾的處理方法，即把混凝劑（與助凝劑）直接加到過濾器的進水管道中。過濾設(shè)備通常有濾料過濾、活性炭過濾和微孔過濾等。1.濾料過濾（1）過濾分類過濾設(shè)備可以是重力式過濾和壓力式過濾。重力式過濾（見圖3—1）是水流對大氣敞開，它流經(jīng)濾料是靠其自身的重力來完成的。壓方式過濾可根據(jù)過濾用的壓力容器型式不同分為立式過濾。（見圖3—2）和臥式過濾。臥式過濾器一般應(yīng)用于處理量大的系統(tǒng)。（2）濾料做濾料的物質(zhì)，應(yīng)具備以下條件：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不影響出水水質(zhì)；機械強度良好，使用中不碎裂，粒度適當(dāng)。常用的濾料有石英砂、無煙煤、大理石等。在水處理中，常用的有單濾料過濾和雙濾料過濾。（3）壓力式過濾壓力式過濾有多種過濾型式，有順流、雙流、逆流過濾等，下面著重介紹常規(guī)的順流式過濾器。①結(jié)構(gòu)過濾器通常有進水裝置、配水系統(tǒng)等主要裝備，有時還有用來進壓縮空氣的裝置。在過濾器外設(shè)有各種必要的管道和閥門等。②運行過濾器的運行是成周期性的，每個周期可分為過濾、反洗和正洗三個步驟。反洗的目的是清除濾層中積累的污物，以恢復(fù)濾層的截污能力。它是過濾器運行的一個重要步驟。為了使反洗的效果良好，在反洗時還通常采用壓縮空氣。普通通過濾器的運行流速約8?10m/h，當(dāng)它運行到水流通過濾層的壓力降達到容許極限時，停止過濾運行，開始反洗。此時將過濾器內(nèi)的水排放到濾層的上緣為止，然后送入強度為18—25L/（m2?s）的壓縮空氣，吹洗3?5min后，在繼續(xù)供給空氣的情況下，向過濾器內(nèi)送入反洗水，其強度應(yīng)使濾層膨脹率約達40%?50%。最后，用水正洗直至出水合格，方可開始正式過濾運行。這種過濾器，除了可以按照水通過濾層的壓力降來確定是否需要清洗外，也可按照一定的運行時間，來進行清洗。其容許的運行周期，應(yīng)通過調(diào)整試驗求得。過濾器不應(yīng)經(jīng)常在將要有懸浮物穿過的時候方進行清洗，應(yīng)稍提前進行，否則濾層不易清洗干凈，長此下去會使濾料產(chǎn)生結(jié)塊。一般容許壓力降約為5mH20。2.活件炭討濾活性炭過濾主要是用來除去水中的有機物和殘余氯，也能除去水中的臭味、色度等。通常，活性炭宜選用優(yōu)質(zhì)果核殼類，以確保機械強度好且吸附速度快、吸附容量大?；钚蕴窟^濾器結(jié)構(gòu)型9反滲透的清洗和維護式與壓力式過濾器相似，活性炭過濾器一般運行流速為8-15m/h。由于活性炭過濾器內(nèi)濾料的多孔結(jié)構(gòu)以及活性炭吸附的有營養(yǎng)的有機物，為細菌提供繁殖的環(huán)境，因此，活性炭過濾器需要定期殺菌消毒或化學(xué)處理。3.微孔過濾對于反滲透進水，除了需要對原水進行常規(guī)的濾料過濾外，還必須使用微孔濾芯，以除去水中微量的懸浮雜質(zhì)。目前，常用的濾芯結(jié)構(gòu)型式有纏繞式濾芯、折疊式濾芯和噴熔式濾芯。濾芯還有多種材質(zhì)和孔徑規(guī)格（0.1—70pm）。在反滲透裝置前常用聚丙烯5pm孔徑的濾芯。濾芯適用處理懸浮物含量較低的水（如濁度＜1NTU）。建議單個濾芯出水為0.5m/h時，使用壓差最好小于0.05MPa，以免影響出水質(zhì)量。采用MF（微濾）或UF（超濾）法預(yù)處理后的水質(zhì)優(yōu)于常規(guī)預(yù)處理。，有資料介紹，采用MF或UF預(yù)處理系統(tǒng)，允許反滲透系統(tǒng)的運行通量提高20%-30%，并且可減少反滲透膜的清洗次數(shù)，提高膜的壽命（較澄清、多介質(zhì)過濾、砂濾、活性炭預(yù)處理系統(tǒng)）。結(jié)合微絮凝技術(shù)，MF對TOC（總有機碳）也有較高的去除率。四、離子交換軟化法利用離子交換劑活性基團中的H、Na等陽離子與水中的硬度成分Ca、Mg等進行離子交換，從而去除以達到軟化的目的。鈉離子交換軟化處理的交換過程，可以用下式表示。2RNa+Ca——R2Ca+2Na2RNa+Mg——R2Mg+2Na2+2+—I—I—I—+2+2+3即水通過鈉離子交換器后，水中的Ca、被置換成Na，Mg水通過一級交換后，殘余硬度一般小于0.03mmol/L。當(dāng)鈉離子交換樹脂失效后，為恢復(fù)其交換能力，就要進行再生處理，再生劑為食鹽。再生過程的反應(yīng)如下。R2Ca+2NaCl===2RNa+CaCl2R2Mg+2NaCl===2RNa+MgCl2經(jīng)過上述處理，樹脂即可恢復(fù)原來的交換性能。根據(jù)處理水量、進水水質(zhì)以及對出水水質(zhì)要求，軟化系統(tǒng)可采用順流再生固定床、逆流再生固定床、浮動床、移動床等。需經(jīng)常間歇運行或供水量不穩(wěn)定的場合，不宜采用浮動床和移動床。在裝填強酸性樹脂的一級鈉離子交換軟化水系統(tǒng)中，有關(guān)床型適用的進水質(zhì)見表3—4。按再生操作時壓脂層面的頂壓方式，逆流再生固定床的工藝可分為氣頂壓法、水頂壓法、低流速法與無頂壓法四種，目前使用較為廣泛的是氣頂壓法與無頂壓法。圖3—3為逆流再生固定床無頂壓法的工藝程序。五、化學(xué)軟化法在水中加入一些藥劑，從而把水中的Ca、Mg轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶鹽，并使其沉淀析出，如石灰軟化法、石灰一純堿軟化法等。藥劑軟化大多數(shù)是和凝聚、沉淀或澄清過程同時進行的。石灰軟化法是將石灰乳Ca（OH）2加入水中，與水中的碳酸化合物反應(yīng)，生成難溶的CaCO3，或者是其他難10反滲透的清洗和維護溶的堿性物質(zhì)。同時可大量地減少鋇、鍶及有機物。但石灰軟化法除去硬度不完全，用于原水中碳酸鹽硬度較高、非碳酸鹽硬度較低的場合。石灰-純堿軟化法可除去水中的碳酸鹽和非碳酸鹽硬度，同時可減低硅濃度。也可采取加入軟化劑如Na2HP04等對水進行軟化。六、殺菌處理微生物主要是隨著原水進入系統(tǒng)的。進入反滲透系統(tǒng)的微生物會在膜元件及管道內(nèi)繁殖生長，形成生物黏泥，造成膜的生物污染。生物污染會嚴重影響膜的性能，其表現(xiàn)特征主要為水通量逐漸下降，運行壓差逐漸增加；對于CA膜，微生物(如細菌)的侵蝕會使醋酸纖維素高分子中的乙?；茐?，引起膜脫鹽率的下2+2+2+2++降；對于復(fù)合膜，雖然不會被細菌侵蝕，但細菌黏泥會造成膜元件的污堵。由于生物黏泥的附著力較大，因此，一旦發(fā)生生物污染就較難進行清洗。為了防止細菌污染，通常采用對原水進行殺菌處理，常用的殺菌劑有C12、NaOCl、O3等。為了保證足夠的接觸時間，殺菌劑的加人點應(yīng)盡可能靠前，以便使水在進入膜組件前完成殺菌過程。應(yīng)注意的是CA膜要求有0.2?1.0mg/L的余氯量；但當(dāng)使用復(fù)合膜時，加氯消毒后，給水在進入膜組件前應(yīng)除去殘余氯，使余氯量＜0.1mg/L。脫除余氯的方法有活性炭吸附及加還原劑NaHS03。當(dāng)水流過活性炭過濾器時，氯在活性碳層的上部約10?20cm即被炭吸附，并與炭反應(yīng)生成CO2和HCl。NaHS03則按以下反應(yīng)進行脫氯。NaHS03+C12+H20—NaHSO4+2HCl該反應(yīng)完成僅需數(shù)秒，因此，NaHSO3的加入點通常設(shè)在保安過濾器前。為了保證反應(yīng)完全，NaHS03的加入量應(yīng)不少于化學(xué)計量的兩倍，lmg/LCl2要求1.465mg/L的NaHS03。七、金屬氧化物的處理該物質(zhì)主要有NaOH、Al(OH)3、Mn(OH)2，它們的存在會引起膜的污垢。反滲透裝置進水對鐵的允許濃度隨pH值和溶解氧量而有所不同，一般為0.05一0.1mg/L。對于地表水，經(jīng)加氯、澄清、過濾后，水中的鐵、錳含量一般是合格的。在一些地下水中，由于缺氧，金屬氧化物以低價狀態(tài)存在，如Fe和Mn，鐵污染的產(chǎn)生比錳頻繁。Fe3+2+2+2+本身不會影響反滲透膜組件的性能，且脫除率很高，但一經(jīng)接觸空氣，就會氧化為Fe，繼而產(chǎn)生不溶性氫氧化物的膠體。通常采用以下兩種方法去除。方法一：用空氣、氯或KMn04等使Fe氧化成Fe，然后通過過濾方法去除。反應(yīng)式如下。4Fe十O2+10H20=4Fe(OH)3+8H2+3+2++2+2+3+方法二：用錳砂濾器將Fe氧化成Fe，同時將鐵的沉淀物除去。天然錳砂的主要成分是MnO2,它是Fe氧化成Fe良好的催化劑。在用錳砂除鐵時，需將原水充分曝氣。3+當(dāng)采用自來11反滲透的清洗和維護水作為反滲透原水時，應(yīng)注意城市自來水一般采用明磯［KAl（SO4）2］作為混凝劑，在混凝過程中，如pH值過高或過低（Al在pH值6.5?7.5時溶解度最?。?，則其處理后的水中含有較多的Al，因而在調(diào)節(jié)pH值防止CaCO3結(jié)垢的過程中或反滲透除鹽過程中，均有可能因超過溶解度而出現(xiàn)Al（OH）3沉淀。八、有機物的去除方法原水中的有機物呈懸浮、膠體和溶解三種形態(tài)，懸浮、膠體形態(tài)的有機物可通過前述的方法除去或降低，這里僅指溶解性有機物。有機物不僅是微生物的養(yǎng)料，而且當(dāng)其濃縮到一定程度后，還可以溶解膜材料，使膜性能劣化。有機物的種類較多，有些低分子有機物如乙醇等可透過膜，因此對膜無影響；腐殖酸分子量大，不透過膜，對膜的污染也較少；而單寧酸易吸附在膜上，是強污染物。不同種類的有機物，據(jù)其特性可采用不同的方法來去除。常規(guī)方法有：①低分子易揮發(fā)有機物，可以脫氣法除去；②采用高分子陽離子絮凝劑除去極性大分子；③非極性、小低分子量的有機物可以活性炭吸附除去（活性炭吸附是一種短期有效的方式，缺點是活性碳飽和后再生困難，且極易成為細菌繁殖的溫床）；④采用低污染反滲透膜是防御水體中有機物污染的有效辦法?？傊ト芙庑杂袡C物的方法有：①用陽離子混凝劑除去負電子性大分子有機物；②投加氧化劑如Cl2、ClO2等氧化、分解有機物；③采用活性炭吸附；④用超濾除去一定分子量的有機物等?；钚蕴吭谒幚碇杏泻巫饔茫炕钚蕴吭谒幚碇杏泻巫饔?？活性炭被廣泛應(yīng)用于生活用水及食品工業(yè)、化工、電力等工業(yè)用水的凈化、脫氯、除油和去臭等。一般在除鹽水處理過程中，于陽離子交換器的前面（少數(shù)的也有設(shè)在后面的）設(shè)置活性炭過濾器。由于活性炭3+3+的比表面積很大，其表面又布滿了平均直徑辦20-30埃的微孔，因此，活性炭具有很高的吸附能力。此夕卜，活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團，可以對各種性質(zhì)的有機物質(zhì)進行化學(xué)吸附、以及靜電引力作用，因此，活性炭還能去除水中對于陰離子交換劑有害的腐殖酸、富維酸、本質(zhì)磺醉等有機物質(zhì)，還可以去除象余氯一類對陽離子交換劑有害的物質(zhì)，從而提高了除鹽水處理能力。通常，能夠去除63%?86%膠體物質(zhì)；50%左右