反滲透設(shè)備是將原水經(jīng)過精細(xì)過濾器、顆粒活性碳過濾器、壓縮活性碳過濾器等,再通過泵加壓,利用孔徑為1/10000μm(相當(dāng)于大腸桿菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反滲透膜(RO膜),使較高濃度的水分開成極低濃度的水(也就是純凈水)和更高濃度的水,低濃度的水使用,高濃度的水排放或資源再利用,同時將工業(yè)污染物、重金屬、細(xì)菌、病毒等大量混入水中的雜質(zhì)全部隔離,從而達(dá)到飲用規(guī)定的理化指標(biāo)及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)出至清至純的水,是人體及時補充優(yōu)質(zhì)水份的.由于RO反滲透技術(shù)生產(chǎn)的水純凈度是目前人類掌握的在飲用水制造方面的一切制水技術(shù)中的,潔凈度幾乎達(dá)到99%,所以人們稱這種產(chǎn)水機器為反滲透純凈水機。當(dāng)然還有一些更高純度的純水制造技術(shù)(如EDI,拋光混床等)不適用于飲用水生產(chǎn)。
純凈水設(shè)備,簡單來說就是生產(chǎn)純凈水的設(shè)備。而純凈水又被我們廣泛用于:生活飲用、化工、醫(yī)療、養(yǎng)殖、種植、食品、飲料等。
反滲透設(shè)備應(yīng)用膜分離技術(shù),能有效地去除水中的帶電離子、無機物、膠體微粒、細(xì)菌及有機物質(zhì)等。是高純水制備、苦咸水脫鹽和廢水處理工藝中的設(shè)備。廣泛用于電子、醫(yī)藥、食品、輕紡、化工、發(fā)電等領(lǐng)域。
反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側(cè)的料液施加壓力,當(dāng)壓力超過它的滲透壓時,溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側(cè)得到濃縮的溶液,即濃縮液。若用反滲透處理海水,在膜的低壓側(cè)得到淡水,在高壓側(cè)得到鹵水。
反滲透時,溶劑的滲透速率即液流能量N為:
N=Kh(Δp-Δπ)
式中Kh為水力滲透系數(shù),它隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側(cè)的靜壓差;Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差。稀溶液的滲透壓π為:
π=iCRT
式中i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù);C為溶質(zhì)的摩爾濃度;R為摩爾氣體常數(shù);T為溫度。
反滲透通常使用非對稱膜和復(fù)合膜。反滲透所用的設(shè)備,主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。
反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì),從而取得凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發(fā)展?,F(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水(見鹵水)淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理,并與離子交換結(jié)合制取高純水,其應(yīng)用范圍正在擴大,已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。
設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成
編輯 反滲透純凈水處理系統(tǒng)一般包括預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透裝置、后處理系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等。 預(yù)處理系統(tǒng)一般包括原水泵、加藥裝置、石英砂過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器等。其主要作用是降低原水的污染指數(shù)和余氯等其他雜質(zhì),達(dá)到反滲透的進(jìn)水要求。 反滲透裝置主要包括多級高壓泵、反滲透膜元件、膜殼(壓力容器)、支架等組成。其主要作用是去除水中的雜質(zhì),使出水滿足使用要求。
后處理系統(tǒng)是在反滲透不能滿足出水要求的情況下增加的配置。主要包括陰床、陽床、混床、殺菌、超濾等其中的一種或者多種設(shè)備。
清洗系統(tǒng)主要有清洗水箱、清洗水泵、精密過濾器組成。當(dāng)反滲透系統(tǒng)受到污染出水指標(biāo)不能滿足要求時,需要對反滲透進(jìn)行清洗使之恢復(fù)功效。
電氣控制系統(tǒng)是用來控制整個反滲透系統(tǒng)正常運行的。包括儀表盤、控制盤、各種電器保護、電氣控制柜等。
特點
編輯 1.反滲透膜為進(jìn)口卷式復(fù)合膜。膜材質(zhì):芳香族聚酰。
2.透水量大,脫鹽率高。正常情況下≥98%
3.對有機物,膠體、微粒、細(xì)菌、病毒、熱源等有很高的截留去除作用。
4.能耗小,水利用率高,運行費用低于其它脫鹽設(shè)備。
5.分離過程沒有相變,具有可靠穩(wěn)定性。
6.設(shè)備體積小,操作簡單、容易維護,適應(yīng)性強,使用壽命長。
設(shè)計特點
編輯 1、通過增大對水的壓力達(dá)到對水的深層過濾。反滲透純凈水設(shè)備除了包括一般的過濾器之外,還具有精細(xì)過濾器、顆粒活性炭過濾器和壓縮活性炭過濾器。精細(xì)過濾器具有比一般過濾器更精細(xì)的過濾功能,能更好地過濾水中的雜質(zhì)。正如我們所知道的,活性炭具有良好地對異味、雜質(zhì)的吸附過濾功能,反滲透式純凈水設(shè)備運用雙重活性炭過濾器實現(xiàn)了對原水的深層過濾加工,提高了設(shè)備的過濾效率。同時,通過增加水的壓力來增強過濾能力也是一種創(chuàng)新。
2、反滲透純凈水設(shè)備的核心是反滲透膜的應(yīng)用。反滲透膜是一種孔徑極小的過濾膜,利用這種膜可以實現(xiàn)對原水的超精細(xì)過濾,同時可以把水分成較高濃度和低濃度。較高濃度的水可以被循環(huán)再利用,低濃度水就是純凈水,可以供人使用。
清洗方法
編輯 反滲透技術(shù)因具有特殊的*性而得到日益廣泛的應(yīng)用。反滲透凈水設(shè)備的清洗問題可能使許多技術(shù)力量不強的用戶遭受損失,所以要做好反滲透設(shè)備的管理,就可以避免出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。
反滲透設(shè)備
定期對反滲透設(shè)備進(jìn)行大流量、低壓力、低pH值的沖洗有利于剝除附著在膜表面上的污垢,維持膜性能,或當(dāng)反滲透設(shè)備進(jìn)水SDI突然升高超過5.5以上時,應(yīng)進(jìn)行低壓沖洗,待SDI值調(diào)至合格后再開機。
設(shè)備停運保護
由于生產(chǎn)的波動,反滲透設(shè)備不可避免地要經(jīng)常停運,短期或長期停用時必須采取保護措施,不適當(dāng)?shù)靥幚頃?dǎo)致膜性能下降且不可恢復(fù)。
短期保存適用于停運15d以下的系統(tǒng),可采用每1~3d低壓沖洗的方法來保護反滲透設(shè)備。實踐發(fā)現(xiàn),水溫20℃以上時,反滲透設(shè)備中的水存放3d就會發(fā)臭變質(zhì),有大量細(xì)菌繁殖。因此,建議水溫高于20℃時,每2d或1d低壓沖洗一次,水溫低于20℃時,可以每3d低壓沖洗一次,每次沖洗完后需關(guān)閉凈水設(shè)備反滲透裝置上所有進(jìn)出口閥門。
長期停用保護適用于停運15d以上的系統(tǒng),這時必須用保護液(殺菌劑)充入凈水設(shè)備反滲透裝置進(jìn)行保護。常用殺菌劑配方(復(fù)合膜)為甲醛10(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、異噻唑啉酮20mg/L、亞硫酸氫鈉1(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
化學(xué)清洗
在正常運行條件下,反滲透膜也可能被無機物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染,這些物質(zhì)沉積在膜表面上會引起凈水設(shè)備反滲透裝置出力下降或脫鹽率下降、壓差升高,甚至對膜造成不可恢復(fù)的損傷,因此,為了恢復(fù)良好的透水和除鹽性能,需要對膜進(jìn)行化學(xué)清洗。
一般3~12個月清洗一次,如果每個月不得不清洗一次,這說明應(yīng)該改善的預(yù)處理系統(tǒng),調(diào)整的運行參數(shù)。如果1~3個月需要清洗一次,則需要提高設(shè)備的運行水平,是否需要改進(jìn)預(yù)處理系統(tǒng)較難判斷。
處理系統(tǒng)
編輯 反滲透系統(tǒng)是整個純凈水系統(tǒng)的核心部件,只有通過反滲透才能達(dá)到純凈水的標(biāo)準(zhǔn)。反滲透系統(tǒng)主要采用膜過濾工藝。然后水分子可以通過反滲透膜。其他一些如鈣、鎂、鈉等離子隨廢水一起排掉。下面本系統(tǒng)的組成部件。
1.精密過濾器
主要過濾水中的大顆粒分子。
2.特種高壓泵
為反滲透設(shè)備提供強勁的動力。
3.反滲透膜
反滲透膜采用的是膜過濾技術(shù)。讓水分子通過其他一些離子不能通過達(dá)到凈化水的目的。
作為純凈水生產(chǎn)的依托是非常重要的。所以要生產(chǎn)純凈水一定是要選擇原水水質(zhì)比較好的地方。如山泉、深井等。在這里牽扯到一個非常重要的指數(shù)就是“電導(dǎo)率”。一般而言電導(dǎo)率,越低。水越純凈。采用的水處理工藝都是采用的反滲透系統(tǒng)。經(jīng)過處理后的水一般能達(dá)到90%——99%的脫鹽率。下面我介紹一下這個系統(tǒng)的組成部件。
1.原水泵
原水泵是為原水預(yù)處理系統(tǒng)提供原水壓力的作用。如果原水有壓力就可以不用這個設(shè)備。一般要求原水壓力>=0.3MP
2.原水箱
原水箱的作用更簡單,是儲存原水用的。這是怕原水萬一供不上作一個中轉(zhuǎn)。
3.石英砂過濾器
這個設(shè)備主要是過濾水中的微生物、塵土使原水達(dá)到清澈的目的。
4.活性炭過濾器
該設(shè)備主要是過濾水中的余氯。
5.加藥系統(tǒng)(陽離子交換系統(tǒng))
小型系統(tǒng)多使用陽離子交換系統(tǒng);大型系統(tǒng)則多使用加藥系統(tǒng)直接向里添加阻垢劑。
主要工藝流程
編輯原水罐
儲存原水,用于沉淀水中的大泥沙顆粒及其它可沉淀物質(zhì)。同時緩沖原水管中水壓不穩(wěn)定對水處理系統(tǒng)造成的沖擊。(如水壓過低或過高引起的壓力傳感的反應(yīng))。
原水泵
恒定系統(tǒng)供水壓力,穩(wěn)定供水量。
多介質(zhì)過濾器
采用多次過濾層的過濾器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、鐵銹、膠體物質(zhì)、懸浮物等顆粒在20um以上的物質(zhì),可選用手動閥門控制或者全自動控制器進(jìn)行反沖洗、正沖洗等一系列操作。保證設(shè)備的產(chǎn)水質(zhì)量,延長設(shè)備的使用壽命。
活性炭過濾器
系統(tǒng)采用果殼活性炭過濾器,活性炭不但可吸附電解質(zhì)離子,還可進(jìn)行離子交換吸附。經(jīng)活性炭吸附還可使耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由于吸附作用使表面被吸附復(fù)制的濃度增加,因而還起到催化作用、去除水中的色素、異味、大量生化有機物、降低水的余氯值及農(nóng)藥污染物和除去水中的三鹵化物(THM)以及其它的污染物。同時,設(shè)備具有自我維護系統(tǒng),運行費用很低。
離子軟化系統(tǒng)
R/O裝置為了溶解固體形物的濃縮排放和淡水的利用,為防止?jié)馑颂貏e是RO裝置根膜組件濃水側(cè)出現(xiàn)CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的濃度積大于其平衡溶解度常數(shù)而結(jié)晶析出,損壞膜原件的應(yīng)有特性 ,在進(jìn)入反滲透膜組件之前,應(yīng)使用離子軟化裝置或投放適量的阻垢劑阻止碳酸鹽, SiO2,硫酸鹽的晶體析出.
精密過濾器
采用精密過濾器對進(jìn)水中殘留的懸浮物、非曲直粒物及膠體等物質(zhì)去除,使RO系統(tǒng)等后 續(xù)設(shè)備運行更安全、更可靠。濾芯為5um熔噴濾芯、目的防止上級過濾單元,漏掉的大于5um的雜質(zhì)除去。防止進(jìn)入反滲透裝置損壞膜的表面,從而損壞膜的脫鹽性能。
反滲透系統(tǒng)
反滲透裝置是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般是水)通過反滲透膜(或稱半透膜)而分離出來,因為這個過程和自然滲透的方向相反,因此稱為反滲透。 反滲透法能適應(yīng)各類含鹽量的原水,尤其是在高含鹽量的水處理工程中,能獲得很好的技術(shù)經(jīng)濟效益。反滲透法的脫鹽率提高,回收率高,運行穩(wěn)定,占地面積小,操作簡便,反滲透設(shè)備在除鹽的同時,也將大部分細(xì)菌、膠體及大分子量的有機物去除。
主要用途
編輯 1、制取電子工業(yè)生產(chǎn)如顯像管玻殼、顯像管、液晶顯示器、線路板、計算機硬盤、集成電路芯片、單晶硅半導(dǎo)體等工藝所需的純水、高純水;
2、制取熱力、火力發(fā)電鍋爐,廠礦企業(yè)中、低壓鍋爐給水所需軟化水、除鹽純水;
3、制取醫(yī)藥工業(yè)所需的科研大輸液、注射劑、藥劑、生化制品純水、科研無菌水及人工腎透析用純水等;
4、制取飲料(含酒類)行業(yè)的飲用純凈水、蒸餾水、礦泉水,酒類釀造水和勾兌用純水;
5、海水、苦咸水制取生活用水及飲用水;
6、制取電鍍工藝用去離子水;電池(蓄電池)生產(chǎn)工藝的純水;汽車、家用電器、建材產(chǎn)品 表面涂裝、清洗沌水;鍍膜玻璃用純水;紡織印染工藝所需的除硬除鹽水;
7、石油化工業(yè)如化工反應(yīng)冷卻水;化學(xué)藥劑、化肥及精細(xì)化工、化妝品制造過程用工藝純水;
8、賓館、樓宇、社區(qū)機場房產(chǎn)物業(yè)的優(yōu)質(zhì)供水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及游泳池水質(zhì)凈化;
9、線路板、電鍍、電子工業(yè)廢水處理及回用;
10、生活、醫(yī)院、制革、印染、造紙工業(yè)廢水及垃圾滲瀝液的處理;
濃度極化危害
編輯 反滲透膜分離過程中,水分子透過以后,膜界面中含鹽量增大,形成較高的濃水層,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(concentration polarization)。濃度極化會對運行產(chǎn)生有害的影響。
(1)由于界面層中的濃度很高,相應(yīng)地就會使?jié)B透壓升高。滲透壓升高后,勢必會使原來運行條件的產(chǎn)水量下降。為達(dá)到原來的產(chǎn)水量,就要提高給水壓力,使產(chǎn)品水的能耗增大
(2) 由于界面層中鹽的濃度升高,膜兩側(cè)的Δc增大,使產(chǎn)品水鹽透過量增大。
(3) 由于界面層的濃度升高,對易結(jié)垢的物質(zhì)增加了沉淀的傾向,導(dǎo)致膜的垢污染。為了恢復(fù)性能要頻繁地清洗垢物,并可能造成不可恢復(fù)的膜性能下降。
(4) 形成的濃度梯度,歲采取一定措施使鹽分?jǐn)U散離開膜表面,但膠體物質(zhì)的擴散要比鹽分?jǐn)U散速度小數(shù)百數(shù)千倍,因而濃度極化是促成膜表面膠體污染的重要原因。
濃差極化的結(jié)果是鹽水的滲透壓加大,因而反滲透所需要的壓力也得增大;此外,還可能引起某些難溶鹽(如CaSO4)在膜表面析出。因此,在運行中必須保持鹽水側(cè)呈絮流狀態(tài)以減輕濃差極化的程度。
工藝流程
編輯 源水箱→源水增壓泵→多介質(zhì)過濾器→活性碳過濾器→陽樹脂軟化器→精密過濾器→一級RO反滲透純水系統(tǒng)→二級RO反滲透純水系統(tǒng)→水氣混合器→臭氧殺菌機→不銹鋼純水罐→ 全自動灌裝線
操作注意事項
編輯 純凈水設(shè)備能否長久正常運行最重要的是維護,設(shè)備維護的細(xì)心,設(shè)備就得心應(yīng)手。所以,在純凈水設(shè)備的運行是應(yīng)該注意不要損壞機器。在純凈水設(shè)備的操作中應(yīng)該注意
1.防止濾料進(jìn)入反滲透裝置:選擇合適的過濾器出水裝置,防止過濾器漏砂漏活性炭;選擇合適的活性炭,防止使用過程中脫粉。
2.以自來水為水源的大型純凈水設(shè)備設(shè)立獨立的供水系統(tǒng),這樣既可以保證供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,又可以減少RO系統(tǒng)啟停時對全廠供水管網(wǎng)造成的瞬間沖擊。當(dāng)RO裝置直接從原水管網(wǎng)上取水時,應(yīng)設(shè)置高低壓保護設(shè)施,因為大多數(shù)自來水管網(wǎng)壓力波動較大。
3.首先應(yīng)考慮藥劑與藥劑之間的兼容性,其次應(yīng)考慮藥劑與膜材料的兼容性。例如,RO系統(tǒng)中經(jīng)常同時使用混凝劑,助凝劑,殺菌劑,還原劑和阻垢劑。由于天然水中的肢體一般帶負(fù)電荷,所以通常使用帶正電荷的陽離子型混凝劑。為了防止R0裝置結(jié)垢,RO的進(jìn)水端幾乎都考慮了投加阻垢劑的措施,這些阻垢劑幾乎都是帶有負(fù)電荷的。因此,應(yīng)避免陽離子型混凝劑與陰離子型的阻垢劑發(fā)生反應(yīng),防止反應(yīng)生成的膠體化合物在膜面沉積。
在純凈水設(shè)備的使用過程中以上幾點極為重要,既是對設(shè)備的保護,也是成產(chǎn)的保證。
1.防止濾料進(jìn)入反滲透裝置:選擇合適的過濾器出水裝置,防止過濾器漏砂漏活性炭;選擇合適的活性炭,防止使用過程中脫粉。
2.以自來水為水源的大型純凈水設(shè)備設(shè)立獨立的供水系統(tǒng),這樣既可以保證供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,又可以減少RO系統(tǒng)啟停時對全廠供水管網(wǎng)造成的瞬間沖擊。當(dāng)RO裝置直接從原水管網(wǎng)上取水時,應(yīng)設(shè)置高低壓保護設(shè)施,因為大多數(shù)自來水管網(wǎng)壓力波動較大。
3.首先應(yīng)考慮藥劑與藥劑之間的兼容性,其次應(yīng)考慮藥劑與膜材料的兼容性。例如,RO系統(tǒng)中經(jīng)常同時使用混凝劑,助凝劑,殺菌劑,還原劑和阻垢劑。由于天然水中的肢體一般帶負(fù)電荷,所以通常使用帶正電荷的陽離子型混凝劑。為了防止R0裝置結(jié)垢,RO的進(jìn)水端幾乎都考慮了投加阻垢劑的措施,這些阻垢劑幾乎都是帶有負(fù)電荷的。因此,應(yīng)避免陽離子型混凝劑與陰離子型的阻垢劑發(fā)生反應(yīng),防止反應(yīng)生成的膠體化合物在膜面沉積。
在純凈水設(shè)備的使用過程中以上幾點極為重要,既是對設(shè)備的保護,也是成產(chǎn)的保證。