砂碳罐说明书.docx
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砂碳罐说明书
预处理系统操作说明
一、预处理的重要性及目标
1、反渗透预处理系统的重要性
反渗透系统包括原水的预处理、反渗透装置、后处理三部分。
反渗透系统对原水的预处理有它的特定的要求。
由于原水的种类繁多，其成分也非常复杂，针对原水水质情况及RO系统回收率等主要工艺设计参数的要求，选择合适的预处理工艺系统，减少对RO膜的污堵、结垢，防止RO膜脱盐率的降低，尤其是针对目前水源日趋匮乏、水质日趋恶化，选择一个正确的预处理系统，将直接影响整个水处理系统的功能。
众所周知，RO系统运行失败、多数情况是由于预处理系统功能不完善造成的。
为了克保反渗透过程的正常进行，必须对原水进行严格的预处理。
2、反渗透系统的水源
反渗透原水的种类很多，有各种天然水、市政水和工业废水等。
天然水包括地表水和地下水两种。
地表水的范围很广，包括江河、湖泊、水库、海洋等。
地下水则存在于土壤和岩石内，由雨水和地表水经过地层的渗流而形成。
市政二级污水、电厂冷却排污水等工业水源将成新的途径。
水源的选择将直接影响到水处理工艺的确定和水处理成本。
3、预处理的目的
良好的预处理对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。
其目的通常为：
（1）除去悬浮固体，降低浊度；
（2）控制微生物的生长；
（3）抑制与控制微溶盐的沉积；
（4）进水温度和PH的调整；
（5）有机物的去除；
（6）金属氧化物和硅的沉淀控制。
4、预处理的目标
为了保证反渗透系统的水回收率、透过水质量、透过水流量的稳定、运行费用的最低化、膜使用寿命的最佳化等，必须进行完善的预处理。
具体的目标为：
（1）防止膜表面发生污染，即必须尽量去除悬浮固体、微生物、胶体物质及有机物，从而防止这些物质在膜表面沉积或污堵在膜元件水流通道。
（2）防止膜表面发生结垢，即必须尽量抑制难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2以及铁、锰、铝、硅化合物等在膜表面的沉积。
（3）防止膜承受物理和化学损伤。
即必须尽量避免高温、极端的酸性水或碱性水、氧化剂等对膜的影响。
5、进水指标
（1）原水水质指标的全分析，对于RO系统工程是最基础也是最重要的工作，也是确定预处理工艺流程最重要的化学指标根据。
（2）反渗透预处理中采用污泥密度指数（SDI），有时也称为污染指数（FI）来判断水中胶体和颗粒物质的污染程度。
这个方法比浊度测定更能反映水质情况，它已经被反渗透行业普遍接收和认可。
（3）温度及PH值
进水的温度是影响反渗透系统产水量的重要因素，对于温度较低或较高的原水可根据膜元件的温度使用要求采取适当的措施予以调节。
另外调节PH是控制碳酸结垢的最简单方法，通过测定、计算浓水的朗格利尔指数（LSI）或斯蒂夫和大卫饱和指数（S&DSI），可以判断碳酸钙结垢的可能性。
但是过低或过高PH值可能会造成膜损伤，请参考膜规格书有关PH值的范围要求。
（4）生物污染评估
进水是生物污染来源之一，微生物进入反渗透系统时会在膜表面吸附或繁殖，特别是在浓缩侧由于有机物等营养物的大量积蓄而发生微生物污染的现象。
浓水中总细菌的迅速增加是微生物污染的特征之一，对膜元件进行解剖，分析细菌数量、品种以及TOC、蛋白、ATP等可证实微生物污染的存在。
（5）氧化剂
由于聚酰胺反渗透膜材质本身不能承受氧化剂，所以进水中必须去除余氯、过氧化物、臭气等氧化剂。
（6）油分及有机溶剂
反渗透的进水中不得含有油分和有机溶剂。
油分会附着在膜表面造成透过水量降低，有机溶剂会在膜表面发生相分离而破坏机能层。
（7）化学污染物
反渗透的进水中不得含有阳离子高分子絮凝剂、阳离子界面活性剂、环氧树脂涂料及阴离子交换树脂的溶出物，这些化学物质会在膜表面形成化学污染，造成水量的降低。
膜表面虽然与新膜看上去很接近，但ppb单位的极微量的原因物质也会引起透过水量的降低。
而且一般的化学洗净也无法使膜恢复性能。
二、常见的预处理方法的选择
1、化学氧化
1.1功能和目的
化学氧化预处理方法通常是利用强氧化剂氧化分解水中有机物的一种化学处理方法，与此同时，一些氧化剂可以除去水中的色、味、臭及铁、酚藻类等。
某些氧化剂同时也是较好的杀菌剂。
化学氧化处理工艺可与混凝、过滤、吸附等单元处理工艺相结合，达到良好的处理效果。
1.2常用氧化剂
工业水处理常用的氧化剂主要有：
氯气、次氯酸钠、二氧化氮、高锰酸钾、臭气、双氧水等。
1.3注意事项
由于芳香聚酰胺反渗透膜极易被氧化剂氧化，因此预处理中若采用氧化工艺须注意配合采用相应的还原手段，防止残余氧化剂进入反渗透系统造成膜的氧化破坏。
通常后续如有活性碳过滤池，可以保证氧化剂在赶往反渗透工艺前被消除，但要注意活性碳的还原性能会随运行时间的增加而降低，因此活性碳的及时更新对于保证氧化剂的有效去除至关重要。
另一种方法是在反渗透进水前投加足量的化学还原剂，如亚硫酸氢钠，也可将氧化剂消除。
2、药剂软化法
2.1功能和目的
药剂软化是运用化学沉淀的原理，根据溶度积原理使水中所含的硬度等在适当的药剂作用下形成难溶性化合物而被去除的过程。
水处理中最常用的方法是钙镁离子的化合沉淀，其次是金属离子的氢氧化物沉淀。
药剂软化通常结合凝聚、沉淀或澄清工艺同时进行。
2.2常用软化剂
水处理厂用软化药剂主要由石灰、纯碱、苛性碱、磷酸三钠、磷酸氢二钠等。
根据原水水质的不同类型可结合不同的药剂进行处理，一般对于高硬度、高碱度的水采用石灰软化法，高硬度、低碱度的水采用石灰-纯碱法，而对于高碱度、负硬度（即总碱度大于硬度）水则采用石灰-石膏法。
2.3注意事项
采用化学药剂软化，药剂的使用量必须正确。
药剂软化处理后，一般会使水的PH值上升，根据情况将PH值降低到合适的值。
3、混凝-絮凝
3.1功能和目的
混凝是指向水中投加一定剂量的化学药剂，这些化学药剂在水中发生水解，和水中的胶体离子互相碰撞，发生电性中和，产生吸附、架桥和网捕作用，从而形成大的絮凝颗粒，并从水中沉降，起到了降低颗粒悬浮物和胶体的作用。
有时单独采用混凝剂不能达到预期的效果时，可以投加辅助药剂以提高混凝的效果，这种辅助药剂称之为助凝剂，助凝剂本身不能产生像混凝剂一样的作用，只能起到改善絮体结构，使絮体颗粒增大、强韧和沉重。
因此单独采用助凝剂不能起到很好的效果。
3.2常用混凝絮凝药剂
常用的混凝剂种类很多，工业上常用的一般为无机盐类混凝剂和无机高分子混凝剂。
无机盐类混凝剂主要有三氯化铁硫酸亚铁。
无机高分子混凝剂主要有碱式氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）和即使硫酸铝（PAS）。
其中，以三氯化铁和碱式氯化铝最为常用。
值得注意的是，混凝剂在水中的混凝作用会受PH、水温及水质等诸多因素的影响，选择合适的混凝剂及投加量需要结合小烧杯实验加以确定。
下表给出了常见混凝剂在水中的最合适PH值范围。
常见混凝剂的适用PH表
名称
分子式
代号
适用PH值
铝盐
硫酸铝
Al2（SO4）·H2O
AS
6.0~8.5
氯化铝
AlCl3·6H2O
AC
6.0~8.5
硫酸铝钾
K2SO4·Al2（SO4）·24H2O
MICS
6.0~8.5
铁盐
硫酸亚铁
FeSO4·7H2O
-
8.0~11.0
硫酸铁
Fe2（SO4）
FS
4.0~11.0
氯化铁
FeCl3·H2O
FC
4.0~11.0
常用絮凝剂一般为有机高分子物质，主要有聚丙烯酰胺（PAM）和阳离子型聚合物。
其中阳离子聚合物虽然具有优良的助凝剂效果，但价格昂贵，因此应该不太普遍。
而聚丙烯酰胺则已成为常用的人工合成有机高分子助凝剂。
3.3注意事项
由于大多数芳香聚酰胺反渗透膜表面整体现负电荷性，因此如果在预处理工艺中投加的阳离子型混凝剂或助凝剂过量的话，那么过剩的阳离子物质可能会吸附到膜表面，造成膜的离子型污染。
此时反渗透系统将会产生产水量下降、压降上升的现象，而且一旦发生离子型污染，将很难以得到有效地恢复。
因此必须采取有效措施，监控混凝剂和助凝剂的准确投加及其PH范围的控制。
4、介质过滤（混凝过滤或直滤或锰砂氧化过滤）
4.1功能和目的
介质过滤是指以石英砂、石榴石或无烟煤等为介质，使水在重力或压力下通过由这些介质构成的床层，而水中的颗粒污染物质则被介质阻截，从而达到与水分离的过程。
4.2常用过滤类型
水处理中常见的过滤类型有顺流单滤料过滤及逆流过滤等。
为提高介质过滤的性能，通常可以采用以下几种方法：
采用多种介质分层过滤，对于下向流过滤，常用从上到下的介质层排列为无烟煤、石英砂和粒径层级的鹅卵石，这种过滤形式能增大过滤流速，而且过滤器的效能也会得到有效的提升。
在过滤单元前投加化学絮凝剂，水与混凝剂在流经砂柱缝隙的过程中反复碰撞进行混凝反应，当生成的絮体达到一定体积后被截留在砂柱空隙之中，这些被截留的絮体进一步吸附所流过水中的细小矾花，使水质得到澄清，运行至一定时候，根据进出口压差的变化进行反向的冲洗，或可以配合压缩空气进行气水反冲，可将絮凝污染物排出体外。
4.3注意事项
介质过滤器的设计主要考虑以下几点：
滤料类型、粒径的选择、过滤流速、停留时间、清洗方式、反冲洗的流速及时间、反洗膨胀空间等参数的选择。
5、活性碳吸附
5.1功能和目的
活性碳吸附是利用活性碳的多孔性质，使水中一种或多种有害物质被吸附在固体表面而去除的方法。
活性碳吸附对于去除水中有机物、胶体、微生物、余氯、嗅味等具有良好的效果。
同时由于活性碳具有一定的还原作用，因此对于水中的氧化剂也具有良好的去除作用。
5.2常用活性碳类型
粉状及粒状活性碳，作为反渗透预处理粒状活性碳较为常用。
5.3注意事项
由于活性碳的吸附功能具有一饱和值，当达到饱和吸附容量时，活性碳滤池的吸附功能将大大降低，因此需要注意分析活性碳的吸附能力，及时更换活性碳或通过高压蒸汽进行消毒恢复。
但同时活性碳表面吸附的有机物有可能成为细菌繁殖的营养源或温床，因此活性碳滤池内微生物的繁殖问题也值得引起注意。
定期的消毒对于控制细菌繁殖是有必要的。
值得注意的是，在使用活性碳的初期（或新更换过活性碳运行初期），少量的极细微的粉末活性碳有可能随水流进入到反渗透系统，而造成反渗透膜流产的污堵，引起操作压力升高、产水量下降和系统的压降上升。
而且这种破坏作用很难用常规的清洗方法恢复。
6、保安过滤
6.1功能的目的
为了防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入反渗透系统，保护高压泵和反渗透膜，通常在反渗透进水前设置滤芯式保安过滤器。
一般采用孔径小于10µm，根据实际设计情况可设计为5µm或更低。
6.2常用滤芯类型
滤芯材料主要有烧结滤管、熔喷式纤维滤芯和蜂房滤芯等。
烧结管是由粉未材料通过烧结形成的，其滤管材料有陶瓷、玻璃砂、塑料等多种。
熔喷式纤维滤芯一般采用聚丙烯为原料，经过加热熔融，喷射、牵引、接收成型而制成，以聚丙烯为原材料的PP滤芯较为常用。
蜂房滤芯是由纺织纤维粗纱精密缠绕在多孔骨架上，聚丙烯线绕蜂房式滤芯较为常用。
6.3注意事项
保安过滤器的进出水需设置压力表，当运行时进出水压差达到极限值时，应及时更换滤芯。
由于滤芯的清洗恢复效率较低，所以最好使用一次性滤芯。
7、几种常见水源可采用的预处理系统
7.1地下水为水源
地下水中一般含盐量、硬度、碱度较高，胶体含量较少，色度、浊度较低，但此类水源中可能会存在亚铁离子、锰离子、硅酸化合物等。
此类水源的预处理系统常规的处理工艺为：
原水中含铁量<0.3mg/L情况下，预处理通常为直接过滤+混凝；
原水中含铁量>0.3mg/L情况下，预处理通常为曝气或氧化，将亚铁离子氧化为铁离子，然后混凝过滤；
原水的HCO3-含量较多，可通过加酸脱除CO2，并添加阻垢剂，防止微溶盐在膜表面结垢；
原水中硅的含量在2mg/L以上时，必须考虑去除措施，可以通过添加分散剂、调节PH与温度等方法防止结垢。
9.2地表水为水源
地表水中通常成分比较复杂，尤其是悬浮物、胶体物质、有机物、微生物等含量较多。
此类水源的预处理系统通常的处理工艺为：
原水中悬浮物SS含量>70mg/L，预处理通常采用混凝、澄清、直接过滤；
原水中悬浮物SS含量<70mg/L，预处理通常采用混凝过滤；
原水中悬浮物SS含量<10mg/L，预处理通常采用直接过滤；
原水中有机物和微生物通常采用加氯，通过活性碳吸附过滤来去除。
9.3地表水为水源
海水中含盐量较高，且变化较大，拥有较多悬浮物、有机物、微生物、胶体等物质，且浊度、色度较大。
通常选择的预处理系统处理工艺为：
加氯或次氯酸钠杀菌、灭藻；
混凝、澄清、过滤去除悬浮物与胶体物质；
加酸或阻垢剂防止碳酸盐和硫酸盐在膜表面结垢；
当原水中含有较多的有机物、微生物时，通常中氯、混凝、澄清、过滤、活性碳吸附过滤；
加还原剂如亚硫酸氢钠和活性碳过滤去除余氯。
三、操作说明
1.正常产水
a.打开阀门1、7、8、13，其它阀门关闭。
b.开启电源，将选择开关打至“自动”状态，原水泵1或原水泵2开关打至“ON”（两台原水泵交替工作，人工操作），按一下运行键，三秒种后，系统即可进入自动产水状态。
c.随着过滤器运行时间的增加，过滤器进出口压差也逐步增大，当进出口压差增大0.05-0.07Mpa时，一般在两天左右石英砂过滤器要进行反洗操作；一周左右活性碳过滤器要反进行反洗操作。
2、砂、碳罐反冲洗
a.砂罐反冲洗（仅限砂罐上的阀门）：
打开阀门2、4，其它阀门关闭，将反冲洗开关打至“ON”，则两台原水泵同时运转，大流量水进行反冲5分钟。
b.打开阀门3、5，其它阀门关闭，将缸体内水位排至石英砂上20～30cm处以避免用空气冲洗时将细小的石英砂冲洗出来。
c.关闭阀门5，缓慢打开阀门6，用小流量压缩空气松动砂层2～3分钟，注意:
气冲流量不能太大，以免将石英砂冲刷乱层。
d.关闭阀门3、6，打开阀门2、4。
e.将反冲洗开关打至“ON”，则两台原水泵同时运转，大流量水进行反冲10～15分钟。
f.关闭反冲洗开关，关闭阀门2、4，打开阀门1、5，打开反冲洗开关，进行正冲洗10～15分钟。
关闭反冲洗开关，关闭阀门5，打开阀门7。
g.碳罐反冲洗（仅限碳罐上的阀门）：
打开阀门9、11，其它阀门关闭，将反冲洗开关打至“ON”，则两台原水泵同时运转，大流量水进行反冲15～20分钟。
h.关闭反冲洗开关，关闭阀门9、11，打开阀门8、12，打开反冲洗开关，进行正冲洗10～15分钟。
关闭反冲洗开关，关闭阀门12，打开阀门13。
3、材料更换
石英砂过滤器及活性炭过滤器在使用一段时间（一般24-36小时）后，根据地方水质，原水较差的增加冲洗次数；活性炭在使用8-12个月后吸附能力下降，应更换活性炭，以免影响水质；精滤器滤芯使用寿命为15-30天，压差0.05-0.07Mpa时，更换滤芯（视进水水质决定）。
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