反滲透系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試、運行及維護手冊簿

1、反滲透系統(tǒng)設(shè)計與運行控制1半透膜廣泛存在于自然界動植物體器官上的一種選擇透過性膜。嚴格地說，是只能透過溶劑通常指水而不能透過溶質(zhì)的膜。工業(yè)使用的 半透膜多是高分子合成的聚合物產(chǎn)品。2滲透、滲透壓當把溶劑和溶液或把兩種不同濃度的溶液分別置于半透膜的 兩側(cè)時，溶劑將自發(fā)地穿過半透膜向溶液或從低濃度溶液向高濃度 溶液側(cè)流動，這種現(xiàn)象叫滲透，如果上述過程中溶劑是純水，溶質(zhì) 是鹽份，當用理想半透膜將他們分隔開時， 純水側(cè)會自發(fā)地通過半透 膜流入鹽水側(cè)。純水側(cè)的水流入鹽水側(cè)，鹽水側(cè)的液位上升，當上升到一定程度 后，水通過膜的凈流量等于零，此時該過程達到平衡，與該液位高度 差對應(yīng)的壓力稱為滲透壓，它與溶液的

2、種類、濃度和溫度有關(guān)而與半 透膜本身無關(guān)，通?？捎孟率接嬎銤B透壓：n=A CRT式中：An滲透壓，R氣體常數(shù)， C膜兩側(cè)濃度差，T溫度。3反滲透上述滲透過程中，當在半透膜的鹽水側(cè)施加一個大于滲透壓的壓 力時，水的流動向就會逆轉(zhuǎn)，此時鹽水中的水將流入純水側(cè)，這種現(xiàn) 象叫做反滲透4脫鹽率Salt Rejection 指給水總?cè)芙夤腆w物TDS中未透過膜局部的百分數(shù)，脫鹽率二1-產(chǎn)品水總?cè)芙夤绦挝?給水總?cè)芙夤绦挝颴100%5回收率Recovery指產(chǎn)水流量與給水流量之比，以百分數(shù)表示，回收率二產(chǎn)品水流量/給水流量X100% 一般影響回收率的因素，主要有進水水質(zhì)、 濃水的滲透壓、易結(jié)垢物質(zhì)的濃度、污染

3、膜物質(zhì)等。6流量衰減系數(shù)、膜通量保存系數(shù)指反滲透裝置在運行過程中產(chǎn)水量衰減的現(xiàn)象，即運行一年后產(chǎn)水流量與初始運行產(chǎn)水流量下降的比值復(fù)合膜一般不超過3%;膜通量保存系數(shù)指運行一段時間后產(chǎn)水流量與初始運行產(chǎn)水流量的比 值一般三年可達到0.85以上。7水通量Flux指單位面積膜的產(chǎn)水流量，與進水類型與膜類型有關(guān)。8濃差極化反滲透過程中，水分子透過后，膜界面層中含鹽量增大，形成濃 度較高的濃水層，此層與給水水流的濃度形成很大的濃度梯度，這種現(xiàn)象稱為膜的濃差極化。9朗格利爾指數(shù)LSI又稱飽和指數(shù)，是水樣實測的 PH值減去水樣中碳酸鈣飽和時的 卩日值PHs所得的值。碳酸鈣在水中呈飽和狀態(tài)時，重碳酸鈣既不

4、分解為碳酸鈣，碳酸鈣也不會繼續(xù)溶解，此時的PH值稱為飽和的PH值，以PHs表示。假設(shè)水樣的PH值大于PHS LSI為正值時，碳酸鈣 會從水中析出，這種水屬結(jié)垢型水；當LSI為負值時，原有水垢層會 被溶解掉，使原材料裸露在水中受侵蝕，這種水稱作侵蝕型水；當LSI等于零時，水處于飽和狀態(tài)，這種水屬于穩(wěn)定性。 LSI用以判斷 碳酸鈣水垢在水中是否會析出，并據(jù)此提出用加酸或用加堿處理方法 來控制水垢的析出。10離子積Ipb11溶度積Ksp難溶電解質(zhì)盡管難溶，但還是有一局部陰陽離子進入溶液， 同時 進入溶液的陰陽離子又會在固體外表沉積下來， 當這兩個過程的速率 相等時，難溶電解質(zhì)的溶解就達到平衡狀態(tài)，固

5、體的量不再減少，這 樣的平衡狀態(tài)叫溶解平衡，其平衡常數(shù)叫溶度積常數(shù)沉淀平衡常 數(shù)，簡稱溶度積。通常把在100g水中的溶解度小于0.01g的物質(zhì)稱 為難溶物，難溶電解質(zhì)在水中溶解的局部是完全離解的， 即溶解多少， 就離解多少。溶度積的大小反映了物質(zhì)的溶解能力，它會受溫度的變化以與其他電解質(zhì)的溶解影響而改變，所以通常給出的數(shù)值為某一單 一電解質(zhì)在特定溫度下測定的。12離子積與溶度積的關(guān)系在沉淀溶解平衡中，溶度積是達到沉淀溶解平衡時的離子積。 在 一定溫度下，溶度積是個常數(shù)，而離子積不是常數(shù)，可以根據(jù)離子積 與溶度積的相對大小，判斷溶液中是否有沉淀生成即溶度積規(guī)如 此。如果與一般化學(xué)平衡中的概念作比

6、擬，離子積是反響商，而溶 度積是平衡常數(shù)，另外在酸堿電離平衡中，離子積指的是水的自偶電 離平衡常數(shù)Kw也稱為離子積常數(shù)，這與沉淀溶解平衡中的離子積 不是一回事。13膜的別離特性指標和物、化穩(wěn)定性指標包括：膜材質(zhì)；允許使用的最高壓力；允許使用的溫度 X圍；允 許的最大給水量；適用的PHX圍；耐03和CL2等氧化性物質(zhì)的能力； 抗微生物、細菌的侵蝕能力；耐膠體顆粒與有機物的污染能力。14膜的一般性能要求對水的滲透性要大，脫鹽率要高；具有一定的強度，不致因水的 壓力和拉力影響而變形、破裂，膜的被壓實性盡可能最小，水通量衰 減小，保證穩(wěn)定的產(chǎn)水量；結(jié)構(gòu)要均勻，能制成所需要的結(jié)構(gòu)；能適 應(yīng)較大的壓力、溫

7、度和水質(zhì)變化；具有好的耐溫、耐酸堿、耐氧化、 耐水解和耐生物侵蝕性能；使用壽命要長；本錢要低。15膜的分類卩卩m表皮敷在強度較高的多孔層上，多孔層厚約40卩m最底層為無紡織物支撐層，厚約120卩m起支持整個膜的作用。按膜加工外形-平面膜：由平面膜作為中間原材料，可以加工成 板式、管式或卷式反滲透膜。中空纖維膜：以熔融紡絲經(jīng)過中空纖維 的紡絲、熱處理等工藝制成的很細很細的非對稱結(jié)構(gòu)的中空纖維膜。按膜的材質(zhì)-醋酸纖維素膜：一般是用纖維素經(jīng)脂化生成三醋酸 纖維素，再經(jīng)過兩次水解，成1、2、3醋酸纖維素的混合物制成的膜。 芳香聚酰胺膜：一般是高交聯(lián)芳香聚酰胺作為膜表皮的致密脫鹽層。16膜元件由膜片與進

8、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 等用膠粘劑組裝成的別離核心，能實現(xiàn)進水與產(chǎn)水分開、沒有耐壓外 殼、不能直接在裝置上運行的反滲透或納濾過程的最小單元稱為膜元 件。17膜元件的分類工業(yè)上使用的膜元件主要有四種根本形式：管式、平板式、中空 纖維式和渦卷式。管式和平板式兩種是反滲透最初始的產(chǎn)品形式，中空纖維式元件和渦卷式元件是管式和平板式膜元件的改良和開展。18不同膜元件的比照管式膜元件：將管狀膜襯在耐壓微孔管上，并把許多單管以串聯(lián) 或并聯(lián)方式連接裝配成管束。有內(nèi)壓式或外壓式兩種，一般用內(nèi)壓式， 其優(yōu)點是水流流態(tài)好，易安裝、清洗、拆換，缺點是單位面積小。平板式膜元件：是由一定數(shù)量的承壓

9、板組成，承壓板兩側(cè)覆蓋微 孔支撐板，其外表覆以平面成為最根本的反滲透單元。迭和一定數(shù)量 的根本單元并裝入壓力容器中，構(gòu)成反滲透器。此種形式能承受高的 壓力，缺點是占地面極大，水流分布均勻差，擾動差，易產(chǎn)生濃差極 化。中空纖維膜元件：將中空纖維絲成束地以U形彎的形式把中空纖 維開口端鑄于管板上，類似于列管式熱交換器的管束和管板間的連 接。由于纖維間是相互接觸的，故纖維開口端與管板的密封是以環(huán)氧 樹脂用離心澆鑄的方式進展的，其后，管板外側(cè)用激光切割以保證很 細纖維也能是開口的。在給水壓力作用下，淡水透過每根纖維管壁進 入管內(nèi)，由開口端聚集流出壓力容器成為產(chǎn)品水。 該種形式的優(yōu)點是 單位面積的填充密

10、度最大，結(jié)構(gòu)緊湊；缺點是要求給水水質(zhì)處理最嚴， 污染堵塞時清洗困難。卷式膜元件：類似一個長信封狀的膜口袋，開口的一邊粘接在含 有開孔的產(chǎn)品水中心管上。將多個膜口袋卷繞到同一個產(chǎn)品中心管 上，使給水水流從膜的外側(cè)流過，在給水壓力下，使淡水通過膜進入 膜口袋后匯流人產(chǎn)品水中心管內(nèi)。 為了便于產(chǎn)品水在膜袋內(nèi)流動，在 信封狀的膜袋內(nèi)夾有一層產(chǎn)品水導(dǎo)流的織物支撐層； 為了使給水均勻 流過膜袋外表并給水流以擾動，在膜袋與膜袋之間的給水通道中夾有 隔網(wǎng)層，膜口袋的三面是用粘結(jié)劑粘接在一起的。 給水從膜元件端部 引入，沿著膜外表平行的方向流動，被別離的產(chǎn)品水垂直與膜外表， 透過膜進入產(chǎn)品水膜袋。如此，形成了一

11、個垂直、橫向相互交叉的流 向。給水中被膜截留下的鹽分和膠體顆粒物質(zhì)仍留在給水逐步的成為濃水中，并被橫向水流帶走。如果膜元件的水通量過大，或回收 率過高指超過制造廠導(dǎo)如此規(guī)定，鹽分和膠體滯留在膜外表上的 可能性就越大，濃度過高會形成濃差極化，膠體顆粒會污染膜外表。如上所述，管式、平板是膜元件的填充密度很低，但可應(yīng)用于高 污染給水或粘度高的液體的處理；中空纖維膜元件易污染，影響其在 一般水處理情況下使用。19壓力容器指盛裝反滲透膜元件的膜殼，用以組成反滲透裝置以便使用。常用的壓力容器的進出水結(jié)構(gòu)構(gòu)形式有兩種：端聯(lián)式和側(cè)聯(lián)式。端聯(lián)式為進出水連接均在壓力容器兩端端板上；側(cè)聯(lián)式為原水從壓力容器 的側(cè)面進

12、入，濃縮水從另一端的側(cè)面排出，而透過水如此從壓力容器 兩端收集。側(cè)聯(lián)式安裝方便。原水進水口與濃縮水排出口可直接與管 線外連，不影響端板的拆卸。端板有擋環(huán)槽、0形圈、保安螺拴等構(gòu)成，保證其密封性。壓力容器分為低壓壓力容器、常壓壓力容器與高 壓壓力容器，依設(shè)計需要選用，其需要有可靠的抗疲勞性能、衛(wèi)生性 能、密封性能以與耐腐蝕性能，以保證其密封、無毒、無污染，并達 到長期使用無腐蝕的要求。20產(chǎn)水背壓背壓指的是產(chǎn)品水側(cè)的壓力大于給水側(cè)的壓力的情況，如果產(chǎn)品水側(cè)的壓力大于給水側(cè)的壓力，膜口袋三面的粘接線就會破裂而導(dǎo)致 膜元件脫鹽率的喪失或者明顯降低，因此從安全的角度考慮，反滲透 系統(tǒng)不能夠存在背壓。由

13、于反滲透膜過濾是通過壓力驅(qū)動的， 在正常運行時是不會存在 背壓的，但是如果系統(tǒng)正?；蛘吖收贤C，閥門設(shè)置或者開閉不當， 那么就有可能存在背壓，因此必須妥善處理解決背壓的問題。21膜元件的標準測試回收率、實際回收率與系統(tǒng)回收率膜元件標準測試回收率為膜元件生產(chǎn)廠家在標準測試條件所采 用的回收率，海德能公司苦咸水膜元件的標準回收率為15%海水膜元件的標準回收率為10%膜元件實際回收率是膜元件實際使用時的 回收率，膜元件生產(chǎn)廠家對單支膜元件的實際回收率作了明確規(guī)定，要求每支I米長的膜元件實際回收率不要超過 18%，但當膜元件用 于第二級反滲透系統(tǒng)水處理時，如此實際回收率不受此限制，允許超 過18% ;

14、系統(tǒng)回收率是指反滲透裝置在實際使用時總的回收率，系 統(tǒng)回收率受給水水質(zhì)、膜元件的數(shù)量與排列方式等多種因素的影響， 小型反滲透裝置由于膜元件的數(shù)量少、 給水流程短，因而系統(tǒng)回收率 普遍偏低，而工業(yè)用大型反滲透裝置由于膜元件的數(shù)量多、 給水流程 長，所以實際系統(tǒng)回收率一般均在75 %以上，有時甚至可以達到90%。在某些情況下采用濃水局部循環(huán)，即反滲透裝置的濃水只排放一局 部，其余局部循環(huán)進入給水泵入口，此時既可保證膜元件外表維持一 定的橫向流速，又可以達到用戶所需要的系統(tǒng)回收率， 但切不可通過 直接調(diào)整給水/濃水進出口閥門來提高系統(tǒng)回收率，如果這樣操作， 就會造成膜元件的污染速度加快，導(dǎo)致嚴重后果

15、。系統(tǒng)回收率越高如此消耗的水量越少， 但回收率過高會發(fā)生以下 問題：產(chǎn)品水的脫鹽率下降；可能發(fā)生微溶鹽的沉淀；濃水的滲透壓 過高，元件的產(chǎn)水量降低。一般苦咸水脫鹽系統(tǒng)回收率多控制在 75%，即濃水濃縮了 4倍, 當原水含鹽量較低時，有時也可采用 80%，如原水中某種微溶鹽含 量高，有時也采用較低的系統(tǒng)回收率以防止結(jié)垢。22系統(tǒng)回收率確實定主要根據(jù)以下兩點來確定系統(tǒng)的回收率： 根據(jù)膜元件串聯(lián)的長度；根據(jù)是否有濃水循環(huán)以與循環(huán)流量的大小。在系統(tǒng)沒有濃水循環(huán)時，一般按照以下規(guī)定決定膜元件和系統(tǒng)回 收率：膜元件串聯(lián)數(shù)量/支1 2 46812 18最大系統(tǒng)回收率 /%<18 <32 <

16、50 <58<68<80<9023膜元件標準測試壓力與實際使用壓力膜元件標準測試壓力為膜元件生產(chǎn)廠家在標準測試條件下所使 用的壓力，以海德能公司CPA系列產(chǎn)品為例，其標準測試壓力為1.55MPa（225psi或者15.5bar）;膜元件使用壓力為膜元件實際工作 時所需要的壓力。實際上膜元件的標準壓力與膜元件的使用壓力有著 本質(zhì)的不同，膜元件標準壓力是膜元件生產(chǎn)廠家為了檢驗其膜元件質(zhì) 量而人為設(shè)定的壓力，而實際使用壓力如此受到溫度、平均水通量選 取值、進水含鹽量、系統(tǒng)回收率、膜元件種類等各種因素的影響，膜 元件的使用壓力應(yīng)根據(jù)各種因素的不同而不同，最簡單的方法就是通過膜元

17、件生產(chǎn)廠家提供的計算軟件進展實際計算。20膜元件的標準脫鹽率、實際脫鹽率與系統(tǒng)脫鹽率膜元件標準脫鹽率為膜元件生產(chǎn)廠家在標準條件下所測得的脫鹽率，以海德能公司的低壓系列產(chǎn)品為例，CPA2在標準條件下的最低脫鹽率為99.2 % （平均脫鹽率為99.5 %） , CPA3在標準條件下的最 低脫鹽率為99.6 % （平均脫鹽率為99.7 %）;膜元件實際脫鹽率為膜 元件在實際使用時所表現(xiàn)出來的脫鹽率，實際脫鹽率有時會比標準脫 鹽率高，但更多情況下要比標準脫鹽率低， 這是由于標準測試條件與 實際使用條件完全不同。在標準測試條件下，其標準測試溶液為氯化 鈉溶液，膜元件標準脫鹽率表現(xiàn)為對氯化鈉的脫除率， 在

18、實際使用條 件下，由于水中各種離子成分不同，溫度、平均水通量選取值、系統(tǒng) 回收率等均不同于標準測試條件，而這些因素均會影響到膜元件的脫 鹽率。系統(tǒng)脫鹽率為整套反滲透裝置所表現(xiàn)出來的脫鹽率， 同樣由于使 用條件與標準條件不同，系統(tǒng)脫鹽率有別于標準脫鹽率，同時由于反 滲透裝置一般均串聯(lián)多根膜元件，而裝置中每根膜元件的實際使用條 件均不同，故系統(tǒng)脫鹽率也有別于膜元件實際脫鹽率，對于只有1支 膜元件的裝置，系統(tǒng)脫鹽率才等于膜元件實際脫鹽率。 要預(yù)測系統(tǒng)脫 鹽率的最簡單的方法就是通過膜元件生產(chǎn)廠家的計算軟件進展實際 計算。了解了膜元件標準脫鹽率、實際脫鹽率與系統(tǒng)脫鹽率之間的關(guān)系 之后，在設(shè)計反滲透裝置、

19、給用戶提供系統(tǒng)性能擔(dān)保、驗收反滲透裝 置或者評定膜元件性能時，一定要根據(jù)系統(tǒng)實際脫鹽率來進展， 而不 能以膜元件標準脫鹽率來進展。24系統(tǒng)脫鹽率確實定系統(tǒng)脫鹽率是反滲透系統(tǒng)對鹽的整體脫除率，它受到溫度、離子種類、回收率、膜種類以與其他各種設(shè)計因素的影響，因而不同的反 滲透系統(tǒng)的系統(tǒng)脫鹽率是不一樣的，其計算公式為總的給水含鹽量-總的產(chǎn)水含鹽量系統(tǒng)脫鹽率二 x 100%總的給水含鹽量有時出于方便的原因，也可以用如下公式來近似估算系統(tǒng)脫鹽率總的給水電導(dǎo)率-總的產(chǎn)水電導(dǎo)率系統(tǒng)脫鹽率二X 100%總的給水電導(dǎo)率以此近似估算得到的系統(tǒng)脫鹽率往往低于實際系統(tǒng)脫鹽率，因而經(jīng)常在反滲透系統(tǒng)驗收時引起爭議。25高

20、壓泵后面設(shè)手動調(diào)節(jié)門和電動慢開門的意義膜元件設(shè)計產(chǎn)水量應(yīng)該小于標準產(chǎn)水量，如按標準產(chǎn)水量作為設(shè) 計產(chǎn)水量，如此反滲透膜元件很快就會受到污染，造成膜元件損壞。 膜元件生產(chǎn)廠家提供的設(shè)計導(dǎo)如此建議應(yīng)根據(jù)不同的進水水源來選 取不同的設(shè)計產(chǎn)水量，應(yīng)該選用能夠保證3年后達到設(shè)計產(chǎn)水量的給 水泵，即需要設(shè)計更高壓力的給水泵，但系統(tǒng)初始投運時不需要很高 的壓力就可以達到設(shè)計產(chǎn)水量，所以系統(tǒng)在初始運行時給水泵壓力富 裕，隨著時間的推移，壓力富裕逐漸減少，因此高壓泵后面應(yīng)設(shè)手動 調(diào)節(jié)門來調(diào)節(jié)給水壓力。有些時候可以對給水泵設(shè)置變頻調(diào)節(jié)裝置， 此時可以用變頻的方法來實現(xiàn)給水壓力的調(diào)節(jié)。高壓泵后面的手動調(diào) 節(jié)門在設(shè)置

21、后一般不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，在一段時間內(nèi)根本上是保持在恒 定的位置，在系統(tǒng)每次啟動時也不需要開閉此閥門。如果咼壓泵后面沒有其他閥門，此時每次啟動系統(tǒng)時，咼壓泵的 高壓水源會直接沖擊膜元件，特別是在系統(tǒng)中存在空氣時就會產(chǎn)生 “水錘的現(xiàn)象，這樣容易造成膜元件的破裂。為了防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)該在高壓泵后面設(shè)電動慢開門，在啟動高壓泵后慢慢打開電 動慢開門，也即慢慢向系統(tǒng)的反滲透膜上加載壓力， 電動慢開門應(yīng)該 是全開全閉閥門，其全開全閉時間是可以調(diào)節(jié)的，一般設(shè)定為4560s，所以從反滲透膜元件的安全角度考慮應(yīng)該設(shè)置電動慢開門。26自動沖洗功能給水進入反滲透系統(tǒng)后分成兩路，一路透過反滲透膜外表變成產(chǎn) 水，另一

22、路沿反滲透膜外表平行移動并逐漸濃縮， 在這些濃縮的水流 中包含了大量的鹽分，甚至還有有機物、膠體、微生物和細菌、病毒 等。在反滲透系統(tǒng)正常運行時，給水/濃水流沿著反滲透膜外表以一 定的流速流動，這些污染物很難沉積下來，但是如果反滲透系統(tǒng)停止 運行，這些污染物就會立即沉積在膜的外表，對膜元件造成污染。所 以要在反滲透系統(tǒng)中設(shè)置自動沖洗系統(tǒng)，利用干凈的水源對膜元件外 表進展停運沖洗，以防止這些污染物的沉積。(27)開機時系統(tǒng)不帶壓沖洗對于已經(jīng)采取添加停用保護藥劑的系統(tǒng)， 應(yīng)該將這些保護藥劑排 放出來，然后再通過不帶壓沖洗把這些保護藥劑沖洗干凈，最后再啟動系統(tǒng)。對于沒有采取添加停用保護藥劑的系統(tǒng)，此

23、時系統(tǒng)中一般是 充滿水的狀態(tài)，但這些水可能已經(jīng)在系統(tǒng)中存了一定的時間， 此時也 最好用不帶壓沖洗的方法把這些水排出后再開機為好。有時，系統(tǒng)中 的水不是在充滿狀態(tài)，此時必須通過不帶壓沖洗的方法排凈空氣， 如 果不排凈空氣，就容易產(chǎn)生“水錘的現(xiàn)象而損壞膜元件。28初始運行數(shù)據(jù)的記錄在運行過程當中，由于系統(tǒng)的運行條件，如壓力、溫度、系統(tǒng)回 收率和給水濃度的變化會引起產(chǎn)品水流量和質(zhì)量的改變，為了有效地評價系統(tǒng)的性能，需要在一樣的條件下比擬產(chǎn)品水流量和質(zhì)量數(shù)據(jù)， 因為不可能總是在一樣條件下獲得這些數(shù)據(jù)， 因此需要將實際運行狀 況下的RO性能數(shù)據(jù)按照恒定的運行條件進展“標準化，以便評價 R0膜的性能。標準

24、化的參考點是以初投運時（穩(wěn)定運行或經(jīng)過24h） 的運行數(shù)據(jù)，或者由反滲透膜元件制造廠商的標準參數(shù)做參考，標準化包括產(chǎn)品水流量的“標準化和鹽透過率的“標準化。29預(yù)處理PH值偏高，系統(tǒng)脫鹽率整體過低pH值是水的酸堿度的衡量指標，pH值變化，會影響到水中各種 離子的平衡，尤其是碳酸系統(tǒng)離子的平衡，同時也會影響到氫離子和 氫氧根離子的含量，而反滲透膜對各種離子的脫除率是不一樣的，同時其脫除率會受到pH值的明顯干擾，只有在pH值介于68之間時， 其脫除率最高，當pH值過高或者過低時，其脫除率均會大大降低， 而石灰軟化預(yù)處理工藝pH值往往都超過10,因而會導(dǎo)致系統(tǒng)脫鹽率 的大大降低。30膜元件產(chǎn)水管的破

25、裂用戶在安裝時使用了不恰當?shù)臐櫥瑒?，該潤滑劑與由高分子材料 制成的膜元件中心管發(fā)生了反響，同時由于安裝時的應(yīng)力作用，造成 了膜元件中心管的破裂。根據(jù)膜元件廠家的建議，任何時候不允許使用石油類（如化學(xué)溶劑、凡士林、潤滑油與潤滑脂等）的潤滑劑用于潤滑O形密封圈、連接收、接頭密封圈與濃水密封圈，允許使用的潤滑劑只有硅基膠、水或丙三醇(甘油)。31膜元件玻璃鋼外皮的破損安裝時并沒有按照廠家的要求在膜元件與壓力容器的連接處安裝相應(yīng)的墊片，同時系統(tǒng)中反滲透入口處也沒有安裝電動慢開門，在系統(tǒng)啟動時，也沒有進展低壓沖洗排氣，因而造成高壓力的給水瞬間 加載到膜元件上，造成了 “水錘現(xiàn)象，同時由于在系統(tǒng)啟動時，沒

26、 有進展低壓沖洗排氣，殘留的空氣無法排出，被壓縮在壓力容器的出 口端，因而在系統(tǒng)停運時，膜元件又被反推回來，造成了膜元件在系 統(tǒng)內(nèi)來回竄動。反滲透系統(tǒng)設(shè)計前必須提供完整準確的原水分析報告，水質(zhì)分析報告包括水質(zhì)類型和主要成分指標，所需指標包括溶解離子、硅、膠體、 有機物(TOC)。典型溶解陰離子碳酸氫根(HCO),碳酸根(CC32-),氫氧根(OH),硫酸根(SQ2-), 氯離子(Cl ),氟離子(F ),硝酸根離子(NO),硫離子(S ),磷酸根 (PC4-)典型溶解陽離子鈣離子(Ca2+),鎂離子(Mg2+),鈉離子(Na+)，鉀離子(K+),鐵離子 (Fe2 Fe3+),錳離子(Mn2+)

27、,鋁離子(Al 3+),鋇離子(Ba2+),鍶離子 (Sr2+),銅離子(Cu2+)和 鋅離子(Zn2+).4、CaCO和硅。其他不常遇到的結(jié)垢有 CaF、BaSQ和SrSO4，其 他導(dǎo)致問題的離子下面會講到。硫酸鹽在大多數(shù)原水中大量存在，它 們的濃度有時因人工加硫酸調(diào)節(jié) PH值而增加。這種情況下，Ba+和 Sr+離子應(yīng)該被分析并準確到 ppb和ppm級別，因為BaSO和SrSO 的溶解度比CaSOf氐，并且它們結(jié)垢后很難再溶解。堿度：包括負離子中的碳酸根、碳酸氫根、氫氧根，自然水體中 的堿度主要由HCO.形成。pH在8.3以下的水中，碳酸氫根和二氧化 碳平衡存在。當pH高于8.3時,HCO3

28、-將轉(zhuǎn)變?yōu)镃&-存在。如果原水 PH達到11.3以上，將存在OH形式?？諝庵械亩趸紩芙庠谒?中形成H2CO，酸性水將溶解CaCO而CaCOM能是流經(jīng)含CaC儲 石時帶來的。許多自然水體中由 PH決定的CaCO和Ca(HCO2的化學(xué) 動平衡已接近飽和濃度。Ca(HCO2的溶解度大于CaCO如果原水在 RO系統(tǒng)中被濃縮，CaCQ容易沉淀在系統(tǒng)中。所以投加阻垢劑或加酸 調(diào)低PH值會經(jīng)常在RO系統(tǒng)中使用。硝酸鹽：很容易在水中溶解，所以不會在RO系統(tǒng)中形成沉淀。硝酸鹽與健康關(guān)系更密切，當哺乳動物包括人在內(nèi)攝取了硝酸鹽后會 轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}，它會干擾血液中血紅素和氧氣的結(jié)合， 會引起很嚴 重后

29、果，尤其對于胎兒和兒童，由于這個原因，飲用水中硝酸鹽含量 要求低于40mg/l。反滲透對硝酸鹽的典型脫除率是 90-96%。鐵和錳：通常在水中以二價溶解狀態(tài)存在或以三價非溶解氫氧化 物形成存在。Fe2+可能來源自井水本身或來自泵、管路、水箱的腐蝕， 尤其上游系統(tǒng)中投加了酸。如果原水中鐵、錳濃度大于0.05mg/l并 且被空氣或氧化劑氧化為Fe(O%和Mn(OH)2 ,當pH值偏高時會在 系統(tǒng)中形成沉淀。分析明確鐵錳的存在會加速氧化劑對膜的氧化降 解，因此在預(yù)處理中必須去除鐵錳。鋁：一般不存在于自然水體中。三價鋁會象三價鐵一樣在 R0系 統(tǒng)中形成難溶的AI(OH)3,當pH在5.3至8.5 X圍

30、內(nèi)時候，因為鋁 高價正電特性，所以 Al 2(SO4)3和NaAQ 和Fe2(SQ)3代替鋁鹽作為 混凝劑。銅和鋅：在自然水體中很少存在。有時水中微量的銅和鋅來自管 道材料。在pH值5.3至8.5X圍內(nèi)，Cu(OH和Zn(OH不溶于水， 因為它們一般在水中的含量較低，所以只有當系統(tǒng)長時間不清洗，它 們積累到一定程度時，才會對膜系統(tǒng)造成污染?？墒侨绻~鋅與氧化 劑比如過氧化氫同時存在于原水中，那么會造成膜材質(zhì)的嚴重降 解。硫化物：以HS氣體形式溶于水中，去除硫化氫可以用脫氣裝置 或氯氧化或空氣接觸變?yōu)椴蝗苄粤蚧牵枚嘟橘|(zhì)過濾去除。磷酸鹽：具有較強負電性，容易和多價離子形成難溶鹽。磷酸鈣 在PH中

31、性時溶解度很有限，PH值高時溶解度也不高。進水中投加阻 垢劑或調(diào)低PH小于7可以防止磷酸鹽沉淀。硅：存在大多數(shù)自然水體中，濃度從 1至100啞/L。而且PH低 于9.0時主要以Si(OH)4存在。當PH低時，硅酸可以聚合形成硅膠體。 當PH高于9.0時，它會別離成SiO32-離子而且會和鈣、鎂、鐵或鉛形 成沉淀。硅和硅酸鹽沉淀很難溶解。氟化氫胺溶液清洗硅垢比擬有效，可是氟化氫胺溶液排放會造成環(huán)境污染。當進水中硅含量超過20啞/L時，要注意硅結(jié)垢的潛在危險。膠體懸浮物顆粒分析：淤泥密度指數(shù) （SDI），也被稱為污染 指數(shù)（FI）, 是衡量R0進水中膠體顆粒物潛在污染性的重要指標。 RO進水中的膠

32、體是各種各樣的，經(jīng)常包括細菌、黏土、硅膠體和鐵 腐蝕產(chǎn)物。預(yù)處理中的澄清器中會用一些化學(xué)品，例如明磯、三氯化 鐵或陽離子型聚合劑來去除膠體污染或通過后續(xù)介質(zhì)過濾器去除。細菌總數(shù)和有機物含量：有兩種方法測定水中細菌數(shù)，一種是培 養(yǎng)法，另一種是熒光染色法，后者更常用因為很方便快捷。原水中的 有機物一般是油類-外表活性劑、水溶性聚合物和腐質(zhì)酸。檢測指標 有總有機炭（TOC），生物耗氧量BOD和化學(xué)耗氧量COD。要想更 準確地分析有機物成份，需要使用液相色譜和氣質(zhì)聯(lián)用儀器分析。如 果原水中的TOC含量大于3mg/l,預(yù)處理單元要考慮去除有機物工藝。1離子交換軟化：此工藝在系統(tǒng)未選擇投加有機阻垢劑時且原

33、水 硬度含量較低與有一定的鋇、鍶離子含量水源時，被經(jīng)常采用。一般 說來，目前此工藝在小型反滲透裝置的預(yù)處理系統(tǒng)和用于飲用水凈化 的反滲透純凈水制備系統(tǒng)應(yīng)用最多。2石灰軟化輔助投加鎂劑：此工藝在原水碳酸鹽硬度和溶解二氧 化硅含量較高的大型反滲透系統(tǒng)中往往被采用。 一般說來，該方法可 將原水碳酸鹽硬度降低到100mg/l左右，與此同時原水中溶解的二氧 化硅含量也可以去除5060噓右。此工藝在處理水質(zhì)較差的地表水 和工業(yè)循環(huán)水時應(yīng)用居多。反滲透脫鹽系統(tǒng)的運行和監(jiān)控由 PLG儀表、計算機系統(tǒng)和工藝流程 模擬屏執(zhí)行，同時設(shè)有手動操作按鈕和控制室操作按鈕， 系統(tǒng)具有聯(lián) 鎖保護功能與報警指示功能。221 R

34、O系統(tǒng)設(shè)計過程對儀表和程控的工藝要求1確定系列單元根據(jù)用戶用水情況，R0裝置的總?cè)萘靠煞譃閹讉€單元，因為 RO 單元的清洗和維修需要停運。2確定膜的型式和型號對于容量較大的反滲透系統(tǒng)，均選用渦卷型反滲透膜，對于大型 電站水處理系統(tǒng)，反滲透之后要進展精處理，經(jīng)詳細技術(shù)經(jīng)濟論證， 往往會得出宜選用復(fù)合膜元件的結(jié)論，然后確定采用哪個廠家的膜元 件與其型號。3確定系統(tǒng)回收率，選定壓力容器根據(jù)系統(tǒng)回收率選用壓力容器。如系統(tǒng)回收率為 75%如此考慮 采用六個1米長膜元件裝一個壓力容器，或者4個1.5米長的膜元件 裝一個壓力容器。一般采用“一級兩段的排列方式。R0系統(tǒng)回收率的定義是RO產(chǎn)水量與給水量之比，回

35、收率越高消 耗的水量越少，但回收率過高會存在以下問題：產(chǎn)品水的脫鹽率下降； 可能發(fā)生微溶鹽的沉淀；濃水的滲透壓過高，膜元件的產(chǎn)水量降低。一般苦堿水脫鹽系統(tǒng)回收率多采用 75%即濃水濃縮了四倍，當 原水含鹽量較低時，有時也可采用80%如原水中某種微溶鹽含量高，有時也采用較低的系統(tǒng)回收率以防結(jié)垢。4確定膜元件的數(shù)量根據(jù)膜元件生產(chǎn)廠家提供的設(shè)計導(dǎo)如此，根據(jù)原水水源和給水的 SDI確定采用的水通量數(shù)值。以每單元指定的RO的產(chǎn)水量除以每支膜元件的平均產(chǎn)水量即估 出膜元件的數(shù)量，如采用六個膜元件的壓力容器，如此除以六，同上 取整數(shù)得出壓力容器總數(shù)，再將壓力容器總數(shù)分為兩段，使兩段壓力 容器總數(shù)之比接近2：

36、 1，然后利用廠家提供的軟件，將每個壓力容 器內(nèi)膜元件數(shù)、膜元件型號、產(chǎn)水量、回收率、水文、水質(zhì)、使用年 限等輸入即可求出給水壓力、濃水壓力、給水滲透壓、濃水滲透壓、 濃水的LSI、產(chǎn)品水和水中離子含量等數(shù)據(jù)。每輸入一個各段壓力容 器的數(shù)量，即可得出一組計算結(jié)果。比照相應(yīng)膜元件的設(shè)計通量、系 統(tǒng)溫度、系統(tǒng)壓力、各報警參數(shù)等就可以確定膜元件的數(shù)量和膜組件 的排列方式。5壓力容器的安裝大型R0裝置，壓力容器組件應(yīng)單獨布置在滑架上，壓力容器布 置的最高高度應(yīng)便于裝卸膜元件。裝有 6個8040型© 8英寸，長 40英寸膜元件的壓力容器，當運行時受壓時將約伸長13mm直徑將增大0.5mm因此不

37、能限制壓力容器的膨脹，否如此引起壓力 容器的翹曲，發(fā)生膜元件O型密封圈的泄漏而產(chǎn)生溝流，以與膜元件 連接件“0型圈的泄漏，并且與壓力容器連接的管也應(yīng)采取軟管連 接。6加藥系統(tǒng)加藥量應(yīng)采用比例調(diào)節(jié)方式，根據(jù)給水流量計發(fā)出的信號自動調(diào) 節(jié)計量泵進展比例加藥。計量箱應(yīng)裝有就地液位計，并有低液位信號 進展報警，以保證不會因藥液箱無藥而使加藥中斷。計量泵應(yīng)與高壓泵聯(lián)鎖，反滲透系統(tǒng)包括兩套 RO裝置和一套加 藥系統(tǒng)，每套R0裝置配備一臺高壓泵。當有一臺高壓泵啟動時，加 藥系統(tǒng)計量泵聯(lián)鎖啟動，當兩臺高壓泵都停運時，加藥系統(tǒng)計量泵聯(lián) 鎖停運，高壓泵一臺運行一臺停運時，計量泵正常工作。7就地儀表盤應(yīng)設(shè)有就地給水

38、儀表盤，盤上裝有流量指示和流量積累表、電導(dǎo) 率表、pH值指示表。另外還應(yīng)設(shè)有給水壓力表、流量表、電導(dǎo)率表 和pH表所發(fā)出的參數(shù)信號送至中央控制室進展連續(xù)記錄；同時流量 計發(fā)出的信號控制計量泵進展比例加藥；pH計發(fā)出的高、低報警信號送至中央控制室進展報警。每套RO裝置設(shè)就地儀表盤一塊，盤上裝有RO一段、二段產(chǎn)品水、 排水的流量表各一塊（流量與累積流量值顯示），產(chǎn)品水電導(dǎo)率表一 塊。流量表和電導(dǎo)率表所發(fā)出的參數(shù)信號送中央控制室進展連續(xù)記 錄，并具有電導(dǎo)率值高報警。就地盤上裝有高壓泵啟動、停止按鈕和 指示燈，系統(tǒng)緊急停止按鈕和指示燈，電動慢開門開、關(guān)按鈕和指示 燈。每套RO裝置設(shè)就地壓力表盤一塊，盤

39、上裝有RO一段進水、二段 進水和排水壓力指示表。中央控制盤上設(shè)有高壓泵、計量泵、沖洗水泵的三位操作開關(guān)（自 動一關(guān)一手動），系統(tǒng)程序啟、停按鈕，可實現(xiàn)上述裝置的自動啟動 控制室遠操和就地手操功能。當三位開關(guān)打至“自動位置時，上述 裝置不能就地操作。8中央控制盤應(yīng)裝有光字牌和音響器，可對報警信號進展聲、光顯示；裝有系 統(tǒng)模擬屏，可顯示R0系統(tǒng)的運行；可對需記錄的各種參數(shù)進展連續(xù) 記錄。裝有電流表顯示高壓泵電機電流。9保安過濾器保安過濾器進、出口裝有壓力指示表，當保安過濾器進出口壓差 達到一定值或運行一定時間后，需更換濾芯。應(yīng)考慮在5 1 m過濾器之前裝有不符合RC進水要求的不合格水排放。在RO亭

40、運后需要進展 沖洗，對復(fù)合膜元件最好采用反滲透產(chǎn)水進展沖洗。10咼壓泵進、出口側(cè)分別裝有低、高壓開關(guān)，當高壓泵進口壓力低于限定 值時，低壓開關(guān)閉合并發(fā)送信號至 PLC由PLC進展報警并自動停止 高壓泵的運行；當高壓泵出口壓力高于限定值時，高壓開關(guān)閉合，發(fā) 出信號送至PLC PLC延時一定時間后，如高壓泵高壓側(cè)壓力仍高于 限定值，如此PLC輸出報警并自動停止高壓泵的運行， 如在延時X圍 內(nèi)高壓開關(guān)恢復(fù)至斷開狀態(tài)，如此 PLC自動取消輸人信號。高壓泵出口裝有電動慢開門，高壓泵啟動后，慢開門自動緩慢打 開以確保RO膜元件不受水錘破壞，如慢開門發(fā)生故障而未能在規(guī)定時間內(nèi)打開，如此高壓泵出口壓力增高，壓

41、力開關(guān)輸出報警信號并經(jīng)PLC自動停止高壓泵的運行。11沖洗系統(tǒng)RO裝置停止運行一定時間后，可自動啟動沖洗水泵、開啟沖洗進水與排放閥，對RO1元件進展低壓沖洗。12產(chǎn)水背壓問題防止膜孔袋粘接線破裂，在設(shè)計上就必須考慮靜背壓問題。對醋酸膜元件，任何時候產(chǎn)品水側(cè)的壓力都不能高于給水與排水的壓力，膜不允許承受反壓；對于復(fù)合膜元件靜背壓必須小于5psi。粘接線的破裂是由于膜口袋兩側(cè)的壓差而非流量，由于逆止閥不能瞬間關(guān)閉，不能保證絕對嚴密，所以在系統(tǒng)中設(shè)置逆止閥等均不能徹底解 決背壓問題。為防止膜卷伸出，要求設(shè)計時給水的流量不能超過設(shè)計導(dǎo)如此規(guī)定的數(shù)值，運行時單個膜元件的壓降不允許超過規(guī)定值。13RC裝置

42、啟動和運行過程a. RC裝置程序啟動和運行：先將高壓泵、計量泵的“自動一關(guān)一手動，三位開關(guān)扳至“自動位置，然后按下每套R0裝置的程序啟動按鈕，此時PLC按程序自動對所有計量箱液位、 高壓泵入口側(cè)壓力 進展檢測，當有“低液位或高壓泵入口側(cè)壓力“低報警時，PLC進展聲光報警并停止程序運行。消除報警后，按程序啟動按鈕，程序 恢復(fù)運行，并自動啟動加藥計量泵、高壓泵、開啟電動慢開門，延時 一定時間后，如高壓泵高壓側(cè)壓力仍高于限定值， 如此PLC輸出報警 并自動停止高壓泵、計量泵的運行，同時自動關(guān)閉電動慢開門；如在 延時X圍內(nèi)高壓開關(guān)恢復(fù)至斷開狀態(tài)，如此PLC自動取消高壓開關(guān)輸 入信號，系統(tǒng)進入正常運行階

43、段。b. RC裝置控制室手動啟動和運行：當高壓泵、計量泵、沖洗水泵的“自動一關(guān)一手動三位開關(guān)扳至 “手動位置時，上述設(shè)備可在控 制室內(nèi)操作。c. RC裝置就地手動啟動和運行：當高壓泵、計量泵的“自動一關(guān)一 手動，三位開關(guān)扳至“關(guān)位置時，上述設(shè)備可在就地手動啟動和運 行。在任何情況下，都可以通過設(shè)置在就地儀表盤上的系統(tǒng)緊急停止 按鈕，停止RC裝置的運行。d. RC裝置自動停止運行或由操作人員按程序停止按鈕停運時，高壓 泵停止運行，計量泵聯(lián)鎖停止運行，自動關(guān)閉高壓泵出口電動慢開門。儀表與PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成根據(jù)R0系統(tǒng)對儀表和控制的要求確定。1位開關(guān)：給出低液位信號。2流量計：瞬時流量指示與流量累

44、積值顯示。3電導(dǎo)率儀：數(shù)字顯示，具有電導(dǎo)率值高報警輸出和420mA電流信號輸出。4pH計：數(shù)字顯示，具有用戶可設(shè)定的pH值高、低報警輸出和4 20mA電流信號輸出。3預(yù)處理系統(tǒng)的運行控制難溶鹽、金屬氧化物、細菌、氧化性物質(zhì)、有機物以與硅膠等都有可能引起膜元件的污染。因此，為減少反 滲透膜的污染，延長膜的清洗周期和使用壽命，提高產(chǎn)水率和脫鹽率， 反滲透一般都要求給水的濁度、SDI、微生物數(shù)量較低，并滿足適宜 的水溫和pH。傳統(tǒng)的預(yù)處理出水很難達到理想的反滲透給水的水質(zhì) 要求，所以必須改良預(yù)處理工藝，為完善反滲透系統(tǒng)尋求更好的解決 方法。3.1介質(zhì)過濾器去除膠體、懸浮、顆粒物傳統(tǒng)的過濾裝置可分為開

45、放的重力過濾和封閉的壓力濾器。去除懸浮固體普遍的方法是多介質(zhì)過濾，介質(zhì)過濾器以成層狀的無煙煤、 石英砂、細碎的石榴石或其他材料為床層， 過濾面積的頂層由質(zhì)輕和 質(zhì)粗品級的材料組成，而最重和最細品級的材料放在床的底部， 原理 為按深度過濾水中較大的顆粒層被除去， 較小的顆粒在過濾器介 質(zhì)的較深處被除去。在單一介質(zhì)過濾器中，最細的顆粒材料反洗至床 的頂部。大多數(shù)過濾發(fā)生在床頂部 5cm區(qū)域內(nèi)，其余作為支撐介質(zhì)， 形成泥漿層。過濾材料視進入過濾器（池）的水pH值而不同：使用鋁 鹽（硫酸鋁、明磯、氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁）混凝、澄清的 水，可用石英砂過濾，經(jīng)石灰沉淀軟化處理；用鐵鹽（硫酸亞鐵、三

46、氯化鐵，聚合硫酸鐵，聚合氯化鐵）混凝處理的水，pH值較高，可用 某某石、白云石或無煙煤過濾。所用的濾料應(yīng)進展化學(xué)穩(wěn)定性試驗， 石英砂和無煙煤分別在酸性、中性和堿性溶液中浸泡，某某石與白云 石應(yīng)在中性和堿性溶液中浸泡，酸性溶液含鹽酸400mg/ L,中性溶液含氯化鈉500mg/L,堿性溶液含氫氧化鈉400mg/L, 10g上述濾 料，粒徑為0.51mm在室溫（20 C）浸泡24h，每4h攪動1次，浸 泡液總?cè)芙夤绦挝镌黾恿?0mg/ L,二氯化硅1mg/ L。單層濾料的 石英砂粒徑為0.51.2mm;雙層濾料無煙煤粒徑為 0.81.8mm,石 英砂粒徑為0.51.2mm;三層濾料用的重質(zhì)礦石粒徑

47、可有 45種級 配，可為0.35mm以上。163L/ (min m2)，多介質(zhì)過濾器的水力過程流速可高達 815L/(min ml)，但因高水質(zhì)的要求，通常在RO預(yù)處理中流速限制在306L/(min m2)。過濾器(池)的濾速，可參照 DL/T5068-1996火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計技術(shù)規(guī)程的表-2。表-2 過濾器(池)濾速(DL/T5068-1996 表 3. 2. 2. 4)過濾器(池)型式濾速/ (m/ h)混凝澄清接觸凝聚正常濾速強制濾速細砂過濾68單層濾料單流雙流 810 15181014 1418610610雙層濾料三層濾料變孔隙過濾高效纖維過濾101418 2018 2120 402

48、0256103.2活性炭過濾器(吸附去除余氯、重金屬、有機物)活性炭過濾器用于對有機物的吸附和對過量氯(余氯)的吸附去除，對前者去除能力較差，通常為 50%，對后者如此很強，可以完 全脫除余氯，這是由于在對余氯吸附的同時，還有自身被氯化的作用?；钚蕴课剿袪I養(yǎng)物質(zhì)，可以成為細菌微生物的溫床，微生物 膜對水的阻力影響較大，因此，應(yīng)定期進展反洗去污，如果反洗不能 奏效時，應(yīng)進展滅菌處理。實際上，按照進水濁度安排合理的反沖洗制度更具有實際意義，由于微生物膜與微生物黏泥難于清凈， 采取空氣擦洗是必要的。某熱 電廠用受嚴重污染的河水作為原水， 水中菌、藻和微生物對濾池污塞 嚴重，虹吸濾池的運行時間和反

49、洗時間持平，活性炭過濾器無法使用， 混床被黏泥結(jié)成團塊無法分層再生。 為保證水的產(chǎn)量，將虹吸濾池濾 料粒徑由1mm左右先后放大到2mm和34mm將混床改成二級陽床 與二級陰床除鹽，其出水質(zhì)量雖下降，但是滿足了供熱的用水量。最 終的解決對策是使用了局部自來水，緩解河水污染造成的困擾，因此, 當活性炭過濾器由于菌、藻造成污塞時除了加強反洗保證壓差在規(guī)定 X圍內(nèi)之外，滅菌雖屬重要，但是更應(yīng)從源頭上解決。3.3氧化過濾去除鐵、錳膠體物通常含鹽量為苦咸水X圍的某些井水呈復(fù)原態(tài)，典型特點是含有 二價的鐵和錳，有時還會存在硫化氫和氨。如果對這類水源進展氯化 處理，或當水中含氧量超過 5mg/L時，F(xiàn)/將轉(zhuǎn)化

50、為Fe3+形成難溶解 性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧化反響如下：4Fe HCQ 2+Q+2HS4Fe OH 3+8CO4Mn HCG2+Q+2HO)4Mn OH 3+8CO由于鐵的氧化在很低的pH值時就會發(fā)生，因而出現(xiàn)鐵污染的情 況要比錳污染的情況要多，即使 SDI小于5, RQ進水的鐵含量低于 0.1mg/L ,仍會產(chǎn)生鐵污染的問題。堿度低的進水鐵離子含量要高， 這是因為FeCQ的溶解度會限制Fe2+的濃度。處理這類水源的一種方 法是防止整個RC過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接觸，低pH值有 利于延緩Fe2+的氧化，當pH<6,氧含量v 0.5mg/L時，最大允許Fe2+ 濃度4mg

51、/L;另一種方法是用空氣、Cl2或KMnCM化鐵和錳，將所形 成的氧化物通過介質(zhì)過濾器除去，但需要主要的是，由硫化氫氧化形 成的膠體硫可能難以由過濾器除去，在介質(zhì)過濾器內(nèi)添加氧化劑通過 電子轉(zhuǎn)移氧化Fe2+，即可一步同時完成氧化和過濾。海綠石就是這樣一種粒狀過濾介質(zhì)， 當其氧化能力耗盡時，它可 通過KMnO的氧化來再生，再生后必須將殘留的 KMnO完全沖洗掉， 以防止對膜的破壞。當原水中含 Fe+的含量小于2mg/L時，可以采用 這一處理方法，如原水中含更高的 Fe2+時，可在過濾器進水前連續(xù)投 加KMnO但是在這種情況下，必須米取措施例如安裝活性炭濾器以保 證沒有高錳酸鉀進入膜元件內(nèi)。Bir

52、m過濾也可以有效地用于從 RO/NF進水中去除Fe2+, Birm是 一種硅酸鋁基體上涂有二氧化錳形成沉淀，并且通過濾器反洗可將這 些沉淀沖出濾器。由于該過程 pH將升高，可能會發(fā)生LSI值變化， 因而要預(yù)防過濾器和RO/NF系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)CaCO沉淀。3.4微絮凝加藥絮凝過濾由于膠體懸浮物既很細小又由于介質(zhì)電荷之間的排斥，所以單獨過濾不起作用，在這種情況下，過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學(xué)藥品。 常用的絮凝劑有三氯化鐵、磯和陽離子聚合物，因為陽離子聚合物在 低劑量下就有效果，且不明顯地增加過濾器介質(zhì)的固體負荷， 所以最 常用。另一方面，如果陽離子聚合物進入現(xiàn)在采用的某些最通用的膜 上，如此它們卻是非

53、常強的污染物，很少量的陽離子聚合物就能堵塞 這些膜，且往往難以去除，須謹記當用陽離子聚合物作為過濾助劑時， 必須小心使用。硫酸鐵和三氯化鐵可以用于對膠體外表的負電荷進展失穩(wěn)處理，將膠體捕捉到新生態(tài)的氫氧化鐵微小絮狀物上，使用含鋁絮凝劑其原 理相似，但因其可能有殘留鋁離子污染問題，并不推薦使用，除非使 用高分子聚合鋁。迅速的分散和混合絮凝劑十分重要，建議采用靜態(tài) 混合器或?qū)⒆⑷朦c設(shè)在增壓泵的吸入段，通常最優(yōu)加藥量為10 -30mg/L,但應(yīng)針對具體的項目確定加藥量。為了提高混凝劑絮體的強度進而改良它們的過濾性能， 或促進膠 體顆粒間的架橋，絮凝劑與混凝劑一起或單獨使用，絮凝劑為可溶性 的高分子有

54、機化合物，如線性的聚丙烯酰胺，通過不同的活性功能團， 它們可能表現(xiàn)為陽離子性、陰離子性或中性非離子性。混凝劑和絮凝 劑可能直接或間接地影響 R0膜，間接的影響如它們的反響產(chǎn)物形成 沉淀并覆蓋在膜面上，例如當過濾器發(fā)生溝流而使混凝劑絮體穿過濾 器并發(fā)生沉淀；當使用鐵或鋁混凝劑，但沒有立即降低pH值時，在RO階段或因進水濃縮誘發(fā)過飽和現(xiàn)象，就會出現(xiàn)沉淀，還有在多介 質(zhì)濾器后參加化合物也會產(chǎn)生沉淀反響， 最常見的是投加阻垢劑，幾 乎所有的阻垢劑都是帶負電荷的，將會與水中陽離子性的絮凝劑或助 凝劑反響而污染RC膜。當添加的聚合物本身影響膜導(dǎo)致通量的下降， 這屬于直接影響。為了消除RC/NF膜直接和間接

55、的影響，陰離子和非 離子的絮凝劑比陽離子的絮凝劑適宜，同時還須防止過量添加。采用超濾/微濾預(yù)處理工藝的反滲透/納濾系統(tǒng)叫做集成膜系統(tǒng) IMS。與采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的反滲透系統(tǒng)相比，IMS設(shè)計具有一 些明顯的優(yōu)勢。MF/UF透過液水質(zhì)更好，SDI和濁度更低，明顯降低了對反滲透 的膠體、有機物、微生物污染負荷；由于膜在這里是污染物的絕對屏 障，MF/UF濾液的高質(zhì)量可以保持穩(wěn)定，即便是地表水和廢水等水質(zhì) 波動異常頻繁的水源，這種穩(wěn)定性也不會改變；由于膠體污染減少， 反滲透系統(tǒng)的清洗頻率明顯降低；與一些傳統(tǒng)過濾工藝相比，MF/UF系統(tǒng)操作更容易，耗時更少；與采用大量化學(xué)品的傳統(tǒng)工藝相比， MF/UF

56、濃縮廢液的處置比擬容易。3.6軟化器去除結(jié)垢離子軟化器是鈉陽離子交換器的俗稱，原水中含有過量的結(jié)垢陽離 子，如CaT Bf和5產(chǎn)等，需要進展軟化預(yù)處理，軟化處理的方法有 石灰軟化和樹脂軟化。石灰軟化：水的硬度過高，例如8mmo/L(Ca2+Mg2+),使 用一般的阻垢分散技術(shù)難以奏效者。在水中參加熟石灰即氫氧化鈣可去除碳酸氫鈣，反響式為：Ca(HC(3)2 + Ca(OH> 2CaC3 + 2H0, Mg(HC3)2 + 2Ca(OH尸2CaCO J + Mg(OH2 + 2H0非碳酸硬度可參加碳酸鈉純堿得到進一步降低：CaCb + NaCO2NaCl + Ca(CO3) J石灰-純堿軟

57、化處理還可降低二氧化硅的含量，在參加鋁酸鈉和三氯化鐵時會形成碳酸鈣以與硅酸、 氧化鋁和鐵的復(fù)合物沉淀。通過 參加多孔氧化鎂和石灰的混合物，采用 60- 70 C熱石灰脫硅酸工藝， 能將硅酸濃度降低到1mg/L以下。通過石灰軟化也可顯著去除鋇、 鍶和有機物，但石灰軟化處理的問題是需要使用反響器以便在高濃度下形成沉淀晶種，通常要采用上升流固體接觸澄清器。過程出水還需要設(shè)置多介質(zhì)過濾器， 并在進入 膜單元之前要調(diào)節(jié)pH。使用含鐵混凝劑，無論是否同時使用聚合物 絮凝劑陰離子型和非離子型，均可提高石灰軟化的固液別離效果。 只有大型苦咸水/廢水系統(tǒng)大于200mVh才會考慮選擇石灰軟化工 藝。樹脂軟化：含鋇、鍶等離子高，或是含硫酸根高 （例如200mg /L）或是含氟離子高（例如10mg/L）者。a. 強酸型樹脂軟化使用鈉離子置換除去結(jié)垢型陽離子如 Ca + > Ba + > Sr2+，樹脂交 換飽和后用鹽水再生。