涵盖反渗透、离子交换、超滤、软化水、净水处理五大类共29个常见技术问题
一般情况下,当标准化通量下降10~15%时,或系统脱盐率下降10~15%,或操作压力及段间压差升高10~15%,应清洗RO系统。清洗频度与系统预处理程度有直接的关系:当SDI15<3时,清洗频度可能为每年4次;当SDI15在5左右时,清洗频度可能要加倍。但清洗频度取决于每一个项目现场的实际情况。
SDI即淤积密度指数(又称污堵指数),是目前行之有效的评价RO/NF系统进水中胶体污染可能的最好技术。这是在RO设计之前必须确定的重要参数,在RO/NF运行过程中,必须定期进行测量(对于地表水每日测定2~3次)。ASTM D4189-82规定了该测试的标准。膜系统的进水规定是SDI15值必须≤5。降低SDI预处理的有效技术有多介质过滤器、超滤、微滤等。
在许多进水条件下,采用离子交换树脂或反渗透在技术上均可行,工艺的选择则应由经济性比较而定。一般情况下,含盐量越高,反渗透就越经济,含盐量越低,离子交换就越经济。由于反渗透技术的大量普及,采用反渗透+离子交换工艺或多级反渗透或反渗透+其它深度除盐技术的组合工艺已经成为公认的技术与经济更为合理的水处理方案。如需深入了解,请咨询水处理工程公司代表。
膜的使用寿命取决于膜的化学稳定性、元件的物理稳定性、可清洗性、进水水源、预处理、清洗频率、操作管理水平等。根据经济分析通常为5年以上。
纳滤是位于反渗透和超滤之间的膜法液体分离技术。反渗透可以脱除最小的溶质,分子量小于0.0001微米;纳滤可脱除分子量在0.001微米左右的溶质。纳滤本质上是一种低压反渗透,用于处理后产水纯度不特别严格的场合,纳滤适合于处理井水和地表水。纳滤适用于没有必要象反渗透那样的高脱盐率的水处理系统,但对于硬度成份的脱除能力很高,有时被称为"软化膜",纳滤系统运行压力低,能耗低于相对应的反渗透系统。
反渗透:目前最精密的液体过滤技术,对溶解性的盐等无机分子和分子量大于100的有机物起截留作用,水分子可自由透过。典型的可溶性盐脱除率为95~99%。
纳滤:脱除颗粒在1nm(10埃)的杂质和分子量大于200~400的有机物,溶解性固体的脱除率20~98%。
超滤:对于大于100~1,000埃(0.01~0.1微米)的大分子有分离作用。所有溶解性盐和小分子能透过超滤膜,可脱除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。
微滤:脱除颗粒范围约0.1~1微米,用于去除细菌、微絮凝物或总悬浮固体TSS。
佳迪水处理可以提供专用膜清洗剂和清洗服务,用户也可根据膜公司或设备供应商的建议自行购买清洗剂进行膜清洗。
最大允许二氧化硅的浓度取决于温度、pH值以及阻垢剂。通常在不加阻垢剂时浓水端最高允许浓度为100ppm,某些阻垢剂能允许浓水中的二氧化硅浓度最高为240ppm,请咨询阻垢剂供应商。
某些重金属如铬会对氯的氧化起到催化作用,进而引起膜片的不可逆性能衰减。这是因为在水中Cr6+比Cr3+的稳定性差。氧化价位越高的金属离子,这种破坏作用就越强。因此,应在预处理部分将铬的浓度降低或至少应将Cr6+还原成Cr3+。
通常的预处理系统组成如下:粗滤(约80微米)以除去大颗粒,加入次氯酸钠等氧化剂,然后经多介质过滤器或澄清池进行精密过滤,再加入亚硫酸氢钠还原余氯等氧化剂,最后在高压泵入口之前安装保安滤器。保安滤器是最终的保险措施,防止偶然大颗粒对高压泵叶轮和膜元件的破坏。含颗粒悬浮物较多的水源,通常需要更高程度的预处理。硬度含量高的水源,建议采用软化或加酸和加阻垢剂等。对于微生物及有机物含量高的水源,还需要使用活性炭或抗污染膜元件。
反渗透(RO)非常致密,对病毒、噬菌体和细菌具有非常高的脱除率,至少在3log以上(脱除率>99.9%)。但是还须注意的是,在很多情况下,膜产水侧仍可能会出现微生物再次滋生,这主要取决于装配、监测和维护的方式。就是说,某一个系统的脱除微生物的能力关键取决于系统设计、操作和管理是否恰当而不是膜元件本身的性质。
温度越高,产水量越高,反之亦然。在较高的温度条件下运行时,应调低运行压力,使产水量保持不变;反之亦然。关于产水量变化的温度校正系数TCF请查阅相关章节。
反渗透或纳滤系统一旦出现颗粒和胶体的污堵就会严重影响膜的产水量,有时也会降低脱盐率。胶体污堵的早期症状是系统压差的增加。膜进水水源中颗粒或胶体的来源因地而异,常常包括细菌、淤泥、胶体硅、铁腐蚀产物等。预处理部分所用的药品如聚合铝和三氯化铁或阳离子聚电介质,如果不能在澄清池或介质过滤器中有效的除去,也可能引起污堵。此外阳离子性的聚电介质也会与阴离子性的阻垢剂反应,其沉淀物会污堵膜元件。水中这类污堵倾向或预处理是否合格采用SDI15进行评价。
如果系统使用阻垢剂,当水温在20~38℃之间,大约4小时;在20℃以下时,大约8小时。如果系统未用阻垢剂,约1天。
采用低能耗膜元件即可,但应注意到它们的脱盐率比标准膜元件略低。
超过滤过程如下:在压力作用下,料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过滤膜到达低压侧,从而得到透过液或称为超滤液;而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成浓缩液。超滤特点:超滤属于压力驱动型膜分离过程,超滤膜的分离范围为相对分子质量500-100万的大分子物质和胶体特质,相对应粒子的直径为0.005-0.1μm;分离机理一般认为是机械筛分。超滤膜组件有板式、卷式、管式、毛细管式及中空纤维等几种形式,过滤的方式一般为错流过滤。
净水用超滤膜:
A、定时自动反冲洗和排污处理——在用于净水处理的超滤膜,现在大多采用中空纤维超滤膜组件,其过滤方式主要采用全流过滤,定期开启排放阀进行排污染物或错流过滤,在工作制水同时开启污水阀排放5%-10%的污水。由于中空纤维膜的流道比较小容易附着污物于流道中,所以需要对超滤膜进行定期的反冲洗即由产水侧向进水侧通产品水以剥离附着在膜面的污物。系统的反冲频率根据进入超滤膜的水质的污浊情况确定,一般采用自动控制比较好。
B、做好预处理工作——超滤系统可以过滤大分子的有机物、胶体及固体悬浮物,但是由于超滤膜毕竟是一个孔径比较精细的高分子物质,所以一定要有必要的预处理一般为50-100μm过滤精度,这样可以减少超滤膜的污堵防延长超滤膜寿命。
C、系统操作压力不应大于设计压力。
电泳漆用超滤膜:
电泳漆超滤膜组件的使用除要做好预处理工作外,电泳漆超滤系统因油漆粘度大均采用错流过滤。电泳漆超滤系统要防止死角,特别是大的系统。电泳漆超滤系统还应在长时停机时对超滤膜进行纯水置换和清洗操作,以防附着于超滤膜的油漆干枯而堵塞超滤膜。
1. 净化:
(1)制水工业——天然水净化;作为反渗透的前级过滤。
(2)无菌液体食品制造——低度白酒的去浊除菌;制造速溶液茶;果酒、啤酒及其他酒类的制造。
(3)医疗、医药方面。
2. 浓缩:浓缩酶制剂、蛋白质、生物制剂等方面。
3. 电泳漆回收:超滤技术在电泳涂装生产线中用于回收电泳漆,节约成本、减少排放。
离子交换器在整个制水过程中没有废水排出,只是在再生时需要耗水,一般耗水量可计为制水量的5-10%。
离子交换器的酸碱耗量与离子交换树脂性能有关,但市面上普通的用于阳阴离子交换器的阳阴离子交换树脂,每升阳树脂需30%盐酸250g,每升阴树脂需99%烧碱100g。每再生一次离子交换树脂使用多久后需要再生,主要根据制水终点要求的水质(即产水水质标准)和原水水质(即TDS)及树脂的交换容量有关(即每升树脂交换的水中的盐分的能力)。所以不同生产环境和不同品质的离子交换树脂及不同水原有不同的再生周期。有实践表明用于双床离子交换器在原水电导率是200μS/cm以下,产水在15μS/cm以下,75升阳树脂+75升阴树脂组成的双床可制水40-50M3。
离子交换器系统产水水质主要根据原水水质情况,双床离子交换器的产水水质在1-15μS/cm,而单级混床的产水水质在1-0.1μS/cm,双级混床的产水质在0.1μS/cm以下。
混床是混合离子交换床的简称,指将阳、阴两种离子交换树脂置于同一交换库中,在再生时分层,分别进酸、进碱再生。运行时将它们混合均匀,并冲洗合格后投入运行。由于在混床中阳、阴树脂是相互混合均匀的,所以阳、阴离子交换反应几乎是同时进行的,或者说相当于很多级阳、阴床串联。与单级复床(阳床、阴床)式除盐工艺相比,混床式除盐工艺出水水质好,运行稳定,交换终点明显。一般混床进水水质要求是经过一级除盐处理的比较好,一般电导率在10μS/cm以下。
自动离子交换器主要是通过电动或气动或水力推动阀门动作进行阀门切换进行控制,自动离子交换器在第一次设定好再生及运行程序后可以自行对产水水质进行控制,制水合格则产水,不合格进行冲洗或再生,人工强度低,操作简单。
常用的自动离子交换器主要分为两类:一类采用自动多路阀控制,有代表性的为美国OSMONICS公司的系列自动多路阀172、180、182、255、263等和美国FLICK公司的9600、5600等型号以及意大利系列自动多路阀,主要是通过时轴或流量控制阀门的开闭达到程序控制目的,其性能稳定,但一般程序比较固定。另一种是采用PLC+气动或电动阀门进行控制的自动离子交换器,这种系统控制多用于中型以上的水处理除盐项目,其控制步骤和过程可以根据需要自行设定,能更好的适应具体工程的需要。佳迪水处理均能为客户提供以上自动控制离子交换系统。
您需要了解以下参数:
◇ 首先您要提供所需要使用软化水的系统是什么行业;
◇ 系统用水时间:即运行时间/每小时用水量/平均值/峰值/用户是否需要连续供水?若需要则选择单阀双罐或双控双床系列,否则可选单阀单罐系统;
◇ 源水总硬度:水源是市政自来水?地下水?地表水源(江,河,湖水)您需提供使用地区的原水硬度。对一定型号的软水器来说水硬度高,其周期制水量必然要少,由此而来导致再生频繁。对树脂的使用寿命不利。为避免这种情况出现,应加大树脂体积,这意味着选用加大型号的软水器;
◇ 所需的软水单位流量(吨/小时),这由用户设备的性质和要求决定,以此选定标准型号的软水器;
◇ 周期制水量的设定——在软水器型号设定之后,根据原水硬度,所用树脂的交换工作容量就可以确定理论周期制水量(吨)。
自动化程度高:可定时、定流量自动再生;运行稳定,出水质量高,设备结构紧凑、安装占地面积小。属于免维护设备,运行不需专人看管。运行费用低:水耗与传统设备相比均可大大降低。
◇ 全自动运作——由于采用了电脑在线监控,实现了连续运行和再生工艺的全自动运作。全程不受人工干扰,不会发生工序操作的提前或滞后。
◇ 技术先进、运作平稳。
◇ 不用专设制盐系统——该装置在多路通伺服阀中采用自吸式喷射器吸盐,按工序要求定时进行吸盐和补水省去盐泵。
◇ 结构紧凑、占地少——整套装置设计合理、配置精巧、重量轻。
◇ 操作简便、易于管理——只要设备的初始数据设定正确,系统就能忠实的按既定的程序准确运作。操作人员除了对电脑显示屏进行日常的监测外,全部的操作就是定时、定量的往盐箱内加盐就可以了。
全自动软水器的再生可根据时间或流量来启动,软水器的工作过程一般由下列几个步骤循环组成:
A. 运行(工作)——原水在一定的压力(0.2-0.8Mpa)、流量下,通过控制器阀,进入装有离子交换树脂的容器(树脂罐),树脂中所含的Na+与水中的阳离子(Ca2+,Mg2+,Fe2+……等)进行交换,使容器出水的Ca2+,Mg2+离子含量达到既定的要求,实现了硬水的软化。
B. 反洗——树脂失效后,在进行再生之前,先用水自下而上的进行反洗。反洗的目的有两个,一是通过反洗,使运行中压紧的树脂层松动,有利于树脂颗粒与再生液充分接触;一是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出,从而使交换器的水流阻力不会越来越大。
C. 再生吸盐——再生用盐液在一定浓度、流量下,流经失效的树脂层,使其恢复原有的交换能力。
D. 置换(慢速清洗)——在再生液进完后,交换器内尚有未参与再生交换的盐液,采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗(慢速清洗),以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷。
E. 正洗(快速清洗)——目的是清除树脂层中残留的再生废液,通常以正常流速清洗至出水合格为止。
F. 再生剂箱注水——向再生剂箱中注入溶液再生一次所需盐量的水,以便下一次再生操作。
通常使用的精密过滤器主要为PP材质喷熔材质或线绕的滤芯,规格有5″、10″、20″、30″、40″几种规格,也有其它如PVDF、PES材质的等,过滤精度有0.1μm到100μm不等,可以根据使用情况进行选择。用户需要根据制水量和所选滤芯的透水能力以及消毒要求、耐温能力和过滤精度进行选择。
我司生产的除铁锰过滤器有两种型式:一种是封闭压力式除铁锰设备,该设备适合于含铁、锰低,用水量少的用户。一种是敞开静压式除铁锰设备,该设备适合于用水量大,含铁、锰高的地下水用户。根据水质的不同可选择一级或二级处理系统,根据水量选择单台或多台并联系统。当原水含铁量低于10mg/L、含锰量低于0.5mg/L时采用单级处理系统;当小于20mg/L或锰含量大于1mg/L时采用二级除铁锰处理系统。
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