反滲透系統預處理部分
2022-04-22
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第一節 預處理的重要性和目標
1. 反滲透預處理系統的重要性
反滲透系統包括原水的預處理、反滲透裝置、后處理三部分。反滲透系統對原水的預處理有它的特定的要求。由于原水種類繁多,其成分也非常復雜,針對原水水質情況及RO系統回收率等主要工藝設計參數的要求,選擇合適的預處理工藝系統,減少對RO膜的污垢、結垢,防止RO膜脫鹽率、產水率的降低,尤其是針對目前水源日趨匱乏、水質日趨惡化,選擇一個正確的預處理系統,將直接影響整個水處理系統的功能。眾所周知。RO系統運行失敗、多數情況是由于預處理系統功能不完善造成的。為了確保反滲透過程的正常進行,必須對原水進行嚴格的處理。
2. 反滲透系統的水源
反滲透原水的種類很多,有各種天然水、市政水和工業廢水等。天然誰包括地表水和地下水兩種。地表水的范圍很廣,包括江河、湖泊、水庫、海洋等。地下水則存在于土壤和巖石內,由雨水和地表水經過地層的滲流而形成。市政二級污水、電廠冷卻排污水等工業水源將成為新的途徑。水源的選擇將直接影響到水處理工藝的確定和水處理成本。
3. 預處理的目的
良好的預處理對反滲透裝置長期安全運行是十分重要的。其目的通常為:
(1) 除去懸浮固體、降低濁度
(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的調整
(5) 有機物的去除
(6) 金屬氧化物和硅的沉淀控制
4. 預處理的目標
為了保證反滲透系統水的回收率、滲透水的回收質量、透過水流量的穩定運行費用的最低化、膜的使用壽命的最佳化等,必須進行完善的預處理。具體目標為:
(1) 防止膜表面發生污染,即必須盡量去除懸浮固體、微生物、、膠體物質及有機物,從而防止這些物質在膜表面沉積或污垢在膜原件水流通道。
(2) 防止膜表面發生結垢,即必須盡量抑制難溶解鹽如CaCO2、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2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。
5.進水指標
(1) 原水水質指標的全分析。對于RO系統工程是最基礎也是最重要的工作,也是確定預處理工藝流程最重要的化學指標根據。(東麗{TORAT}公司原水水質分析報告要求如上;參見水質分析表。
(2) 反滲透預處理中采用污泥密度指數(SDI),有時也稱為污染指數(FI)來判斷進水中膠體和顆粒物體物質的污染程度。這個方法比濁度測定更能反映水質情況,它已經被反滲透行業普遍接受和認可。東麗(TORAY)的設計導則要求進水的SDI值小于或等于5。一般干凈的井水的SDI<1,故不必進行膠體的預處理。
(3) SDI測試方法
a. 污染密度指數(SDI)—指在2.1Kg/cm2(30spi)給水壓力下,單位時間與單位面積內0.45µm特定濾膜被污堵的百分率。
b. 將SDI測試裝置如圖組裝。
c. 將SDI測試裝置與測試點連接(測試點通常選擇壓力穩定的RO低壓進水口前)
d. 將微濾膜片裝入測試過濾器并將給水的壓力穩定在2.1Kg/cm2(30spi)之內。
注意:將膜片正向平展置于測試儀內,用少量水將膜片完全濕融。不容許有氣泡存在與膜片與測試儀之間。以免影響過濾效果。
e. 在過濾器下放置一只500ml量筒,準備收集過濾水。
f. 開閥門,測定收集500ml水樣所需時間T1并使水繼續流。
g. 15分鐘后,再測定收集500ml水樣所需時間T2;如果收集100ml水樣的時間超過60秒,則表明膜面被污堵,無需再進行測試。
h. 關閉閥門,將測試過濾器中的膜片取出以便進一步分析:
i. 計算
SDI=[1-T1/ T2]×100/15
(4) 溫度及HP
進水的溫度是影響反滲透系統產生水量的重要因素,對于溫度較低或較高的原水可根據膜原件的溫度使用要求采取恰當的措施予以調節。
另外調節HP是控制碳酸鈣結垢的最簡單方法,通常測定、計算濃水的朗格里爾指數(LSI)或斯蒂夫和大衛飽和指數(S﹠DSI),可以判斷碳酸鈣結垢的可能性。但是過低或過高PH值可能會造成膜損傷,請參考膜規格書有關PH的范圍要求。
(5) 生物污染評估
進水是生物來源之一,微生物進入反滲透系統時會在膜表面吸附或繁殖,特別是在濃縮側由于有機物等營養物的大量積蓄而發生的微生物污染的現象,濃水中總細菌的迅速增加是微生物污染的特征之一,對膜原件進行解剖,分析細菌數量、品種以及TOC、蛋白、ATP等可證實微生物污染的存在。
(6) 氧化劑
由于聚酰胺反滲透膜材質本身不能承受氧化劑,所以進水中余氯過氧化物、臭氧等氧化劑。
(7) 油份及有機溶劑
反滲透的進水中不得含有油份和有機溶劑。油份會附在膜表面造成通過的水量降低,有機融物溶劑會在膜表面發神經噩夢后相分離而破壞機能層。
(8) 化學污染物
反滲透的進水中不得含有陽離子高分子絮凝劑、陽離子界面活化劑、環氧樹脂涂料及陰離子交換樹脂的溶出物,這些化學物質會在膜表面形成化學污染。造成透過水量的降低。膜表面雖然與新膜看上去很接近,但PPB單位的極微量的原因的物質也會引起透過水量的降低。而且一般的化學洗凈也無法使膜恢復性能。
1. 反滲透預處理系統的重要性
反滲透系統包括原水的預處理、反滲透裝置、后處理三部分。反滲透系統對原水的預處理有它的特定的要求。由于原水種類繁多,其成分也非常復雜,針對原水水質情況及RO系統回收率等主要工藝設計參數的要求,選擇合適的預處理工藝系統,減少對RO膜的污垢、結垢,防止RO膜脫鹽率、產水率的降低,尤其是針對目前水源日趨匱乏、水質日趨惡化,選擇一個正確的預處理系統,將直接影響整個水處理系統的功能。眾所周知。RO系統運行失敗、多數情況是由于預處理系統功能不完善造成的。為了確保反滲透過程的正常進行,必須對原水進行嚴格的處理。
2. 反滲透系統的水源
反滲透原水的種類很多,有各種天然水、市政水和工業廢水等。天然誰包括地表水和地下水兩種。地表水的范圍很廣,包括江河、湖泊、水庫、海洋等。地下水則存在于土壤和巖石內,由雨水和地表水經過地層的滲流而形成。市政二級污水、電廠冷卻排污水等工業水源將成為新的途徑。水源的選擇將直接影響到水處理工藝的確定和水處理成本。
3. 預處理的目的
良好的預處理對反滲透裝置長期安全運行是十分重要的。其目的通常為:
(1) 除去懸浮固體、降低濁度
(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的調整
(5) 有機物的去除
(6) 金屬氧化物和硅的沉淀控制
4. 預處理的目標
為了保證反滲透系統水的回收率、滲透水的回收質量、透過水流量的穩定運行費用的最低化、膜的使用壽命的最佳化等,必須進行完善的預處理。具體目標為:
(1) 防止膜表面發生污染,即必須盡量去除懸浮固體、微生物、、膠體物質及有機物,從而防止這些物質在膜表面沉積或污垢在膜原件水流通道。
(2) 防止膜表面發生結垢,即必須盡量抑制難溶解鹽如CaCO2、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2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。
5.進水指標
(1) 原水水質指標的全分析。對于RO系統工程是最基礎也是最重要的工作,也是確定預處理工藝流程最重要的化學指標根據。(東麗{TORAT}公司原水水質分析報告要求如上;參見水質分析表。
(2) 反滲透預處理中采用污泥密度指數(SDI),有時也稱為污染指數(FI)來判斷進水中膠體和顆粒物體物質的污染程度。這個方法比濁度測定更能反映水質情況,它已經被反滲透行業普遍接受和認可。東麗(TORAY)的設計導則要求進水的SDI值小于或等于5。一般干凈的井水的SDI<1,故不必進行膠體的預處理。
(3) SDI測試方法
a. 污染密度指數(SDI)—指在2.1Kg/cm2(30spi)給水壓力下,單位時間與單位面積內0.45µm特定濾膜被污堵的百分率。
b. 將SDI測試裝置如圖組裝。
c. 將SDI測試裝置與測試點連接(測試點通常選擇壓力穩定的RO低壓進水口前)
d. 將微濾膜片裝入測試過濾器并將給水的壓力穩定在2.1Kg/cm2(30spi)之內。
注意:將膜片正向平展置于測試儀內,用少量水將膜片完全濕融。不容許有氣泡存在與膜片與測試儀之間。以免影響過濾效果。
e. 在過濾器下放置一只500ml量筒,準備收集過濾水。
f. 開閥門,測定收集500ml水樣所需時間T1并使水繼續流。
g. 15分鐘后,再測定收集500ml水樣所需時間T2;如果收集100ml水樣的時間超過60秒,則表明膜面被污堵,無需再進行測試。
h. 關閉閥門,將測試過濾器中的膜片取出以便進一步分析:
i. 計算
SDI=[1-T1/ T2]×100/15
(4) 溫度及HP
進水的溫度是影響反滲透系統產生水量的重要因素,對于溫度較低或較高的原水可根據膜原件的溫度使用要求采取恰當的措施予以調節。
另外調節HP是控制碳酸鈣結垢的最簡單方法,通常測定、計算濃水的朗格里爾指數(LSI)或斯蒂夫和大衛飽和指數(S﹠DSI),可以判斷碳酸鈣結垢的可能性。但是過低或過高PH值可能會造成膜損傷,請參考膜規格書有關PH的范圍要求。
(5) 生物污染評估
進水是生物來源之一,微生物進入反滲透系統時會在膜表面吸附或繁殖,特別是在濃縮側由于有機物等營養物的大量積蓄而發生的微生物污染的現象,濃水中總細菌的迅速增加是微生物污染的特征之一,對膜原件進行解剖,分析細菌數量、品種以及TOC、蛋白、ATP等可證實微生物污染的存在。
(6) 氧化劑
由于聚酰胺反滲透膜材質本身不能承受氧化劑,所以進水中余氯過氧化物、臭氧等氧化劑。
(7) 油份及有機溶劑
反滲透的進水中不得含有油份和有機溶劑。油份會附在膜表面造成通過的水量降低,有機融物溶劑會在膜表面發神經噩夢后相分離而破壞機能層。
(8) 化學污染物
反滲透的進水中不得含有陽離子高分子絮凝劑、陽離子界面活化劑、環氧樹脂涂料及陰離子交換樹脂的溶出物,這些化學物質會在膜表面形成化學污染。造成透過水量的降低。膜表面雖然與新膜看上去很接近,但PPB單位的極微量的原因的物質也會引起透過水量的降低。而且一般的化學洗凈也無法使膜恢復性能。