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反渗透装置过滤器优缺点分析

2012-07-16

  反渗透装置过滤器优缺点分析

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  反渗透系统是水厂中很关键的一道程序,它具有设备精密、运行压力高等特点。他系统的运行状况直接影响到出水水质,所以反渗透工作很重要。可以从以下几个方面来来说:

  反渗透亦称逆渗透(RO)主要技术是从欧美引进。近年来,在我国发展很快。反渗透就是对溶液施加一个大于渗透压的压力,使水透过特制的半透膜,从溶液中分离出来。因为这个过程和渗透现象相反,所以称为反渗透。按各种物料的不同渗透压,就可以对某种溶液使用大于渗透压的反渗透方法,达到对溶液进行分离、提取、纯化和浓缩的目的。它能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物,如细菌、病毒、热源等。本公司生产的反渗透设备采用美国最新技术,反渗透膜原装进口,工艺先进,各项指标在国内外处于领先地位。广泛用于海水或苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用蒸流水、太空水的生产,还应用于生物、医学工程。

  反渗透装置脱盐率≥98%。产品规格0.25-500T/H。反渗透装置,主要是分离溶液中的离子范围,它无需加热,更没有相变过程,因此比传统的方法能耗低。反渗透装置体积小,操作简单,适用范围比较广。用反渗透装置,处理工业用水,不耗用大量酸碱,无二次污染,它的运行费用也比较低。用反渗透方法处理的水,纯度高,它不但能去除离子范围的杂质,还能去除有机污染物、微生物、病毒和热原质等,用其它方法难去除的杂质。

  一、运行的条件

  反渗透系统由反渗透膜(RO膜)、高压泵及为保护反渗透膜而设置的保安过滤器组成。保安过滤器内装有过滤孔径为5μm的滤芯。这些滤芯会过滤掉任何尺寸大于5μm的颗粒。对下游RO膜起到保护作用,否则RO膜表面极易结垢。目前较常用的渗透膜类别为聚酰胺膜,膜型式为卷式复合膜,该种型式的膜的除盐率可达99.5%。由于RO膜易受水中PH值、余氯及水温的影响,故RO膜运行前对进水水质有严格要求:

  PH 值:3~10

  余氯值:<0.1mg/L

  SDI15值:<5.0

  水 温:<45 ℃

  以上任一指标超出范围,均有可能使渗透膜产生变形,从而影响出水水质和缩短膜的使用寿命。并且膜的种类不同对进水水质要求也有所不同。在调试前可以根据RO膜厂家提供的说明进行确认。

  二、运行前的准备

  RO作为高压运行设备,在运行前为保护设备及仪表和安全起见,应严格安照操作程序确认并调整好阀门的开启状态,具体操作如下:

  1、完全打开保安过滤器进水阀门和打开高压泵进水阀门

  2、打开高压泵出水阀门一圈

  3、打开RO入口阀一圈

  4、将浓水管上针阀旋转三圈半

  5、完全打开产水出口阀及浓水出口阀

  6、将所有取样阀和清洗阀门关闭

  7、将所有压力显示阀打开至半开状态

  三、试车的运行

  当确认以上条件都满足时,可以启动高压泵投入试运行。由于RO也是一种液液分离设备,只有当给水压力高于渗透压时,水才能通过反渗透膜,从而达到除盐效果。此现象的驱动力来自给水(浓水)压力和渗透压(渗透压随渗透膜的种类和型式不同而变化)之间的压差(ΔP),该部分的ΔP可由装在RO入口的截止阀(阀5)和装在浓水管线上的压力调节针型阀(阀13)来调节控制。首先根据RO入口截止阀来调节进水总量(流量计11与流量计12的读数和)至设计进水量。然后用压力调节针型阀(阀13)来准确调节产水流量及浓水压力,当产水量比设计值小时,说明给水(浓水)压力太小,即是ΔP值太小,这时应将针阀关小,以增大浓水(进水)压力,直到产水量等于设计值。

  反渗透纯水设备工艺流程与说明

  1.反渗透纯水设备工艺流程

  原水 → 原水箱 → 原水泵 →多介质过滤器 (石英砂过滤器)→活性炭过滤器 →软水处理器 → 精密过滤器 → 高压泵 → 一级反渗透(RO)装置 → 纯净水箱 → 高压泵→二级反渗透→紫外线杀菌装置 → 用水点反渗透纯水设备系统工艺流程图

  2.反渗透纯水设备工艺说明

  1、原水箱

  1)作用:克服管网供水的不稳定性,保证整个系统的供水稳定连续;同时也给各设备长期性能可靠提供了保障。

  2)选型:PE材质或不锈钢材质水箱。

  3)控制:水箱配置高水位浮球阀和低水位液位开关。其具备了可靠性高,价格低廉,结构简单,安装方便等优点。当水位处于高位时,浮球阀关闭,停止进水。水位处于低水位时,高水位浮球阀打开,开始向水箱注水。同时,低水位液位开关断开,增压泵停止工作。

  2、原水泵

  1)作用:给预处理各设备提供必需的工作压力。

  2)选型:根据预处理各设备设计压力降(每台过滤设备最大压降0.05Mpa),以及高压泵前压力不能小于0.5Kg/cm2,确定增压泵的工作压力。

  3)控制:泵后用调节阀调节压力及进水量。

  3、机械过滤器(石英砂过滤器)

  1)作用:原水首先经过机械过滤器,在过滤器中放置12-24目的精致石英砂,使原水中的絮凝体、铁锈等悬浮杂质在此过程中被截留。由于机械过滤器在工作中截留了大量的悬浮杂质,为保证过滤器的正常工作,必须对过滤器定期进行冲洗、反冲洗。

  2)选型:选用FRP材质(玻璃钢材质)容器.

  3)控制:机械过滤器的反洗操作采用手工控制器,过滤器应每天进行一次清洗,清洗时间为10-20分钟。

  4、活性碳过滤器

  1)作用:本工艺采用活性碳过滤器,作为反渗透装置的予处理,是非常重要的。反渗透系统要求进水指标SDI≤5,余氯<0.1mg/L。为满足其进水要求,需进一步纯化原水,使之达到反渗透的进水指标。在反渗透装置前设置碳滤器,主要有两个功能:

  1、吸附水中部分有机物,吸附率为60%左右2、吸附水中余氯。吸附粒度在10-20埃左右的无机胶体、有机胶体和溶解性有机高分子杂质以及在砂滤器中是难以去除的余氯。活性碳之所以能用来吸附粒度在几十埃左右的活性物,是由于其结构存在大量平均孔径在20-50埃的微孔和粒缝隙,活性碳的这个结构特点,使它的表面吸附面积能够达到500-2000m2/g,由于一般有机物的分子直径略小于20-50埃,因此活性碳对有机物具有很强的吸附作用。此外活性碳具有很强的脱氯能力,由于余氯具有很强的氧化性,余氯和碳起反应,生成二氧化碳和氯离子,因此只是损失了少量的碳,所以活性碳脱氯可以使用相当长的时间。活性碳不仅仅具有以上功能,还能够去除水中的异味、色素,提高水的澄明度,活性碳使用一段时间后,其吸附能力下降,需要进行再生或更换。所以,原水通过碳滤器后,能大大提高水质,减少对反渗透膜的污染,经过处理后的水质都能达到反渗透装置进水水质要求(余氯<0.1mg/L)。

  2)选型:选用玻璃钢材质容器,膨胀率40%。

  3)控制:活性碳过滤器的控制採用手工控制器,由于活性碳过滤器在工作中吸附了大量的悬浮杂质,为保证系统正常工作,每天必须进行冲洗、反冲洗,冲洗过程由清洗时间为15-30分钟。

  5、全自动软化水器或加药装置

  1)作用:除去水中硬度(Ca2+ 、Mg2+)的过程称为软化。本设备装填001×7强酸型Na离子交换树脂,用钠离子置换原水中的钙、镁离子,使原水中的残余硬度低于0.03mmol/L。软化的目的是防止反渗透膜表面结垢,以延长反渗透膜的使用寿命和处理效率。

  2)选型:软水器为玻璃钢材质容器,

  3)控制:控制系统采用美国自动控制阀型。按已设定的时间/流量,控制阀头可自动再生树脂,完成吸盐\反洗,正冲\注水过程。软水器配备一个再生箱,应每日检查盐箱的盐量及水量,并及时补充盐(禁止使用加碘盐及其他有添加物的盐)。

  6、精密过滤器

  1)作用:精密过滤又称为保安过滤器。它是原水进入反渗透膜装置前的一道处理工艺。PP过滤芯具有过滤流量大,纳污量大,压力损耗小的特点,可阻截不同粒径的杂质颗粒,集表面过滤与深层过滤于一体。精密过滤器使用一定时期后也有堵塞现象,因此,一定时期后PP熔喷滤芯必须更换,更换依据:精密过滤前后的压力差在0.05-0.1Mpa时更换。

  2)选型:选用不锈钢材质容器.

  7、高压泵

  1)作用:高压泵是提供给反渗透系统所需产水流量及水质的工作压力。使过滤水经过泵体后达到10公斤左右的压力,以满足膜体的进水压力,保证纯水的出水量。

  2)选型:根据反渗透膜所需的工作压力,采用南方立式多级高压泵。

  3)控制:当原水压力表指针达到2KG时,按下产水开关,高压泵启动,开始产水。高压泵前设有压力保护开关,当进水压力低于1KG时,压力保护开关关闭,高压泵停止工作。

  8、反渗透装置(纯水装置)

  1)作用:反渗透装置是纯化水生产线的主要部分。本装置选用日本日东电工集团美国海德能公司生产的节能型复合膜ESPA型反渗透膜元件。ESPA系列为高脱盐率苦咸水淡化膜。可在较低操作压力下,获取高水通量,其平均脱盐率99.5%。 由于ESPA膜具有上述的优点,从而为水泵、压力容器、管道、阀门等配套设备的选择提供了更为广泛的空间。而且使用功率更小的电机即可满足工作的需要。同时,ESPA膜的高水通量、高脱盐率的特性,这些都使设备制造成本和系统设备投资费用大为降低,并且可大量的节省能源,降低了系统的运行费用,提高水质。选型:美国海德能ESPAI-4040/8040。反渗透装置所设计的产水温度25℃,水的利用率为70%。

  9、水 箱(原水箱)作用:储备反渗透产品水,并为下一级系统工作提供稳定的供水。控制:水箱内设有高,低液位开关,控制高压泵和增压泵。当平衡水箱处于低水位时,增压泵自动启动,开始产水。当水箱处于高水位时,高压泵停止工作。

  10、增压泵

  1)作用:给后级混床提供必需的工作压力。

  2)控制:泵后用调节阀调节压力及进水量(手工操作)。

  11、纯化水箱(成品水箱)

  1)作用:混床出水,进入纯化水箱,再通过纯化水箱送至各用水点。

  2)控制:纯化水箱内设有高,低液位开关,控制混床的给水泵。当纯化水箱处于低水位时,混床给水泵开始工作,向纯化水箱注水;高水位时,混床给水泵停止工作。

  12、精过滤处理器

  1)作用:选用1μm聚丙烯材料滤芯,可有效截留管道内的极微小颗粒及杀灭的细菌尸体。其寿命长,流量大,过滤精度高,保证了生产线的无菌供水。精过滤处理器使用一定时期后,由于污堵产水量下降必须更换滤芯,更换依据:过滤前后的压力差在0.05-0.1Mpa时更换。

  13、检测仪器仪表

  1)反渗透主机设有膜前压力表和膜后压力表,对膜的工作压力进行检测,并设有系统路径运行显示,淡水流量计和浓水流量计检测浓、淡水流量。

  2)反渗透主机还设有电导率仪,电阻率仪。在线检测淡水水质,既直观又方便,可随时观测产品水的水质变化。

  3)预处理设有压力表,随时观察设备运行状况,并可进行分析设备运行状况。

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