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河南大川水處理有限公司

 

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反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制

2020-5-20|發(fā)布:河南大川水處理有限公司|點(diǎn)擊數(shù): 1144



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高壓泵后面設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)慢開閥的意義

膜元件設(shè)計(jì)產(chǎn)水量應(yīng)該小于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量,如按標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量作為設(shè)計(jì)產(chǎn)水量,則反滲透膜元件很快就會(huì)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(jì)導(dǎo)則建議應(yīng)根據(jù)不同的進(jìn)水水源來選取不同的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量,應(yīng)該選用能夠保證3年后達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水量的給水泵,即需要設(shè)計(jì)更高壓力的給水泵,但系統(tǒng)初始投運(yùn)時(shí)不需要很高的壓力就可以達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水量,所以系統(tǒng)在初始運(yùn)行時(shí)給水泵壓力富裕,隨著時(shí)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(dòng)調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)給水壓力。有些時(shí)候可以對(duì)給水泵設(shè)置變頻調(diào)節(jié)裝置,此時(shí)可以用變頻的方法來實(shí)現(xiàn)給水壓力的調(diào)節(jié)。高壓泵后面的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥在設(shè)置后一般不需要經(jīng)常調(diào)節(jié),在一段時(shí)間內(nèi)基本上是保持在恒定的位置,在系統(tǒng)每次啟動(dòng)時(shí)也不需要開閉此閥門。如果高壓泵后面沒有其他閥門,此時(shí)每次啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí),高壓泵的高壓水源會(huì)直接沖擊膜元件,***別是在系統(tǒng)中存在空氣時(shí)就會(huì)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(dòng)慢開閥,在啟動(dòng)高壓泵后慢慢打開電動(dòng)慢開閥,也即慢慢向系統(tǒng)的反滲透膜上加載壓力,電動(dòng)慢開閥應(yīng)該是全開全閉閥門,其全開全閉時(shí)間是可以調(diào)節(jié)的一般設(shè)定為 45~ 60s, 所以從反滲透膜元件的安全角度考慮應(yīng)該設(shè)置電動(dòng)慢開閥。 


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自動(dòng)沖洗功能

給水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)后分成兩路,一路透過反滲透膜表面變成產(chǎn)水,另一路沿反滲透膜表面平行移動(dòng)井逐漸濃縮,在這些濃縮的水流中包含了大量的鹽分,甚至還有有機(jī)物、膠體、微生物細(xì)和菌、病毒等。在反滲透系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),給水/濃水流沿著反滲透膜表面以一定的流速流動(dòng),這些污染物很難沉積下來,但是如果反滲透系統(tǒng)停止運(yùn)行這些污染物就會(huì)立即沉積在膜的表面,對(duì)膜元件造成污染。所以要在反滲透系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)沖洗系統(tǒng)利用干凈的水源對(duì)膜元件表面進(jìn)行停運(yùn)沖洗,以防止這些污染物的沉積。 


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開機(jī)時(shí)系統(tǒng)不帶壓沖洗

對(duì)于已經(jīng)采取添加停用保護(hù)藥劑的系統(tǒng),應(yīng)該將這些保護(hù)藥劑排放出來,然后再通過不帶壓沖洗把這些保護(hù)藥劑沖洗干凈,***后再啟動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于沒有采取添加停用保護(hù)藥劑的系統(tǒng),此時(shí)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(shí)間,此時(shí)也***好用不帶壓沖洗的方法把這些水排出后再開機(jī)為好。有時(shí),系統(tǒng)中的水不 是在充滿狀態(tài),此時(shí)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。 


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初始運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄  

在運(yùn)行過程當(dāng)中,由于系統(tǒng)的運(yùn)行條件,如壓力、溫度、系統(tǒng)回收率和給水濃度的變化會(huì)引起產(chǎn)品水流量和質(zhì)量的改變,為了有效地評(píng)價(jià)系統(tǒng)的性能,需要在相同的條件下比 較產(chǎn)品水流量和質(zhì)量數(shù)據(jù),因?yàn)椴豢赡芸偸窃谙嗤瑮l件下獲得這些數(shù)據(jù),因此需要將實(shí)際運(yùn)行狀況下的 RO 性能數(shù)據(jù)按照恒定的運(yùn)行條件進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”,以便評(píng)價(jià)RO膜的性能。標(biāo)準(zhǔn)化的參考點(diǎn)是以初投運(yùn)時(shí)(穩(wěn)定運(yùn)行或經(jīng)過24h)的運(yùn)行數(shù)據(jù),或者由反滲透膜元件制造廠商的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)做參考,標(biāo)準(zhǔn)化包括產(chǎn)品水流量的“標(biāo)準(zhǔn)化”和鹽透過率的 “標(biāo)準(zhǔn)化”。 


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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(biāo),pH值變化,會(huì)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(shí)也會(huì)影響到氫離子和氫氧根離子的含量,而反滲透膜對(duì)各種離子的脫鹽率是不一樣的,同時(shí)其脫鹽率會(huì)受到pH值的明顯干擾,只有在pH值介于 6 ~ 8 之間時(shí),其脫鹽率***高,當(dāng)pH值過高或者過低時(shí),其脫鹽率均會(huì)大大降低,而石灰軟化預(yù)處理工藝pH 值往往都超過1O, 因而會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)脫鹽率的大大降低。 


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膜元件產(chǎn)水管的破裂

用戶在安裝時(shí)使用了不恰當(dāng)?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)生了反應(yīng),同時(shí)由于安裝時(shí)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(shí)候不允許使用石油類(如化學(xué)溶劑、凡士林、潤滑油及潤滑脂等)的潤滑劑用于潤滑O形密封圈、連接管、接頭密封圈及濃水密封圈,允許使用的潤滑劑只有硅基膠、水或丙三醇(甘油)。 


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膜元件玻璃鋼外皮的破損

安裝時(shí)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(shí)系統(tǒng)中反滲透入口處也沒有安裝電動(dòng)慢開門,在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),也沒有進(jìn)行低壓沖洗排氣,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(shí)由于在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),沒有進(jìn)行低壓沖洗排氣,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(yùn)時(shí)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(dòng)。 

8

反滲透系統(tǒng)的設(shè)置原則

反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)前必須提供完整準(zhǔn)確的原水分析報(bào)告,水質(zhì)分析報(bào)告包括水質(zhì) 類型和主要成分指標(biāo),所需指標(biāo)包括溶解離子、硅、膠體、有機(jī)物(TOC)。 
8.l  典型溶解陰離子  
碳酸氫根(HC03-),碳酸根(CO32-),氫氧根(OH-),硫酸根( SO42-),氯離子 (CL-),氟離子(F-),硝酸根離子(NO3-), 硫離子(S2-),磷酸根(P044-)  
8.2 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+或 Fe3+),錳離子(Mn2+), 鋁離子(Al3+), 鋇離子(Ba2+),銅 離子 (Cu2+)和  鋅離子(Zn2+). 
8.3 反滲透系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的難溶鹽是 CaS04、CaC03和硅 。
其他不常遇到的結(jié)垢有CaF2、BaS04 和SrS04, 其他導(dǎo)致問題的離子下面會(huì)講到。硫酸鹽在大多數(shù)原水中大量存在,它們的濃度有時(shí)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)該被分析并精確到ppb和ppm***別,因?yàn)锽aS04和SrS04的溶解度比CaS04低,并且它們結(jié)垢后很難再溶解。
堿度包括負(fù)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HCO3-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(dāng)pH高于8.3 時(shí),HC03-將轉(zhuǎn)變?yōu)镃O32-產(chǎn)存在。如果原水PH達(dá)到11.3以上,將存在0H形式。空氣中的二氧化碳會(huì)溶解在水中形成 H2C03 ,酸性水將溶解CaC03, 而CaC03可能是流經(jīng)含CaC03巖石時(shí)帶來的。許多自然水體中由PH決定的CaC03和Ca(HC03)2的化學(xué)動(dòng)平衡已接近飽和度。Ca(HC03)2的溶解度大于CaC03。如果原水在RO系統(tǒng)中被濃縮,CaC03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(huì)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(huì)在RO系統(tǒng)中形成沉淀。硝酸鹽與健康關(guān)系更密切,當(dāng)哺乳動(dòng)物包括人在內(nèi)攝取了硝酸鹽后會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯觖},它會(huì)干擾血液中血紅素和氧氣的結(jié)合,會(huì)引起很嚴(yán)重后果,尤其對(duì)于胎兒和兒童,由于這個(gè)原因,飲用水中硝酸鹽含量要求低于40mg/l。反滲透對(duì)硝酸鹽的典型脫鹽率是90-96%。 
鐵和錳:通常在水中以二價(jià)溶解狀態(tài)存在或以三價(jià)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O.O5mg/L;并且被空氣或氧化劑氧化為 Fe(OH)3   和Mn(OH)2,當(dāng)pH值偏高時(shí)會(huì)在系統(tǒng)中形成沉淀。分析表明鐵錳的存在會(huì)加速氧化劑對(duì)膜的氧化降解,因此在預(yù)處理中必須去除鐵錳。 
鋁:一般不存在干自然水體中。三價(jià)鋁會(huì)象三價(jià)鐵一樣在RO系統(tǒng)中形成難溶的Al(OH)3,當(dāng)pH在5.3至8.5范圍內(nèi)時(shí)候,因?yàn)殇X高價(jià)正電***性,所以Al2(SO4)3和NaAl02可以用于地表水的預(yù)處理去除水中負(fù)電性膠體,千萬小心鋁鹽不要過多投加,殘留的鋁離子對(duì)膜有污染 。也可用 FeCl3 和Fe(S04)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(shí)水中微量的銅和鋅來自管道材料。在pH 值5.3至8.5范圍內(nèi),Cu(OH)2和Zn(OH)2 不溶于水, 因?yàn)樗鼈円话阍谒械暮瘦^低,所以只有當(dāng)系統(tǒng)長時(shí)間不清洗,它們積累到一定程度時(shí),才會(huì)對(duì)膜系 統(tǒng)造成污染?墒侨绻~鋅與氧化劑(比如過氧化氫)同時(shí)存在于原水中,那么會(huì)造成膜材質(zhì)的嚴(yán)重降解。 
硫化物:以H2S氣體形式溶于水中,去除硫化氫可以用脫氣裝置或用氯氧化或空氣接觸變?yōu)椴蝗苄粤蚧,用多介質(zhì)過濾去除 。 
磷酸鹽:具有較強(qiáng)負(fù)電性,容易和多價(jià)離子形成難溶鹽。磷酸鈣在PH中性時(shí)溶解度很有限,PH值高時(shí)溶解度也不高。進(jìn)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100mg/L。而且PH低于9.0時(shí)主要以Si(OH)4存在 。當(dāng)PH低時(shí),硅酸可以聚合形成硅膠體。當(dāng)PH高于9.0時(shí)它會(huì)分離成SiO32-離子而且會(huì)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較有效,可是氟化氫胺溶液排放會(huì)造成環(huán)境污染。當(dāng)進(jìn)水中硅含量超過 20mg/L 時(shí),要注意硅結(jié)垢的潛在危險(xiǎn)。 
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), 是衡呈RO進(jìn)水中膠體(顆粒物)潛在污染性的重要指標(biāo)。RO進(jìn)水中的膠體是各種各樣的經(jīng)常包括細(xì)菌、黏土、硅膠體和鐵腐蝕產(chǎn)物。預(yù)處理中的澄清器中會(huì)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(xì)菌總數(shù)和有機(jī)物含量:有兩種方法測(cè)定水中細(xì)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?yàn)楹芊奖憧旖。原水中的有機(jī)物一般是油類-表 面活性劑 、水溶性聚合物和腐質(zhì)酸 。檢測(cè)指標(biāo)有總有機(jī)炭  (TOC) ,生化需氧量(BOD ) 和化學(xué)需氧量(COD )。要想更精確地分析有機(jī)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(jī)物工藝。


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