最新2套60T反渗透系统培训及操作规程.docx

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最新2套60T反渗透系统培训及操作规程

第一章名詞定义

1、悬浮物：

凡颗粒粒径在10-6以上的杂质称为悬浮物。

天然水泥沙、粘土是主要成份，其次，还有动植物及其遗骸、微生物和有机物等。

2、胶体：

凡颗粒粒径在10-6~20-4㎜范围内的杂质称为胶体，胶体颗粒是许多分子或离子的集合体，这种细小颗粒具有较大的比表面积，从而使它具有特殊的吸附能力，而被吸附的物质往往是水中的离子，因此，胶体微粒就带有一定的电荷。

同种胶体带有相同的电荷，从而使它们之间产生了电斥力，这就使胶体微粒在水中不易聚沉。

此外，带电的胶体微粒还会吸引极性水分子使其周围形成一层水化层，进一步阻止胶体微粒相互接触，使胶体在水中维持分散运动的稳定状态。

天然水中的胶体主要为硅酸及铁、铝化合物，一些高分子化合物，如腐殖质等，也有一些在此粒径范围内的细菌、病毒等。

天然水中的胶体一般均带负电荷。

悬浮物和胶体是使天然水产生浑浊的主要原因。

3、溶解物：

溶解物的粒径在10-6㎜以下，它是以分子或离子状态存在的。

又可分为盐类、气体和有机物三类。

4、悬浮固体：

它是水中那些不溶于水的细微悬浮物质烘干后的重量。

水的总固体与溶解固体之差也等于悬浮固体。

5、淤积密度指数值（Siltdensityindex.SDI）或污染指数值（Foulingindes.FI）：

FI或SDI是用“膜滤法”测定水中极细小微粒的方法，它是反渗透法处理水时，对进水水质要求的一项重要的水质控制指标。

6、离子：

带电荷的原子、原子团和分子。

7、阴离子：

带负电荷的离子。

如CO32-、SO42-、HCO3-、NO3-等。

8、阳离子：

带正电荷的离子。

如Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+、K+等。

9、电导率：

靠测量离解离子导电能力来测量盐水浓度的方法，称之为电导率，通常用μs/cm来表示。

10、碱度：

碱度是指水中含有能与强酸起中和反应的物质的含量，即是能与氢离子相化合的物质的含量。

主要有重碳酸盐碱度（HCO3-）、碳酸盐碱度（CO32-）和氢氧化物碱度（HO-）。

11、硬度：

水中的硬度是水中钙、镁、铁、锰、锶等离子的总量之和。

主要是钙和镁的总和。

12、浓水（排放液）：

残留于反渗透元件的螺旋槽内的进水的浓缩部分，一般被排放掉。

13、进水：

在高压力下，用泵将供水打入反渗透组件称为进水。

14、进水电导率：

测量供给反渗透系统的水的电导率。

15、进水流量：

流入反渗透系统的水流的计量方法。

16、进水PH值：

测量进水中氢离子浓度的方法。

17、渗透：

渗透是溶剂（如纯水）通过一张半透性的分离两种溶液的膜，从稀的盐溶液中进入更浓的盐溶液中。

18、渗透平衡：

由于膜两边的溶质的浓度平衡，此时，水不发生进一步迁移，就达到了渗透平衡。

19、渗透压：

渗透压头就是由水通过分隔两种不同浓度的溶液的膜的迁移而导致的静压头。

20、回收率：

进水变成产品水而被回收的比例。

回收率=　（产品水流量）　/（进水流量）×100%

21、产品水（淡水）：

进水通过膜壁而渗透过的部分，其存入产品水集水管。

22、反渗透：

压力在浓溶液侧超过渗透压的应用，这样引起较浓溶液中的溶剂通过膜，流向较稀的溶液，称为反渗透。

23、淡水含盐量：

通过膜而存在于淡水中的盐分的含量。

24、盐浓缩率：

被膜阻挡的溶解固体的比例。

25、系统压力：

为实现希望的产品水的数量和质量而加的压力。

26、总溶解固体：

存在于反渗透水中的总的溶解的无机物和有机物（TDS）。

27、除盐水：

通过反渗透工艺系统处理，去除悬浮物和无机的阳、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水的统称。

28、絮凝：

完成凝聚的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，以形成较大絮状颗粒的过程。

第二章反渗透原理

第一节基本概况

反渗透（ReverseOsmosis；RO）是60年代发展起来的一项膜分离技术。

此技术发展迅速，现己广泛用于水的淡化除盐，制取高纯水和纯净的饮用水等多方面。

反渗透膜的孔径大都≤10×10－10m（10埃），它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物。

一、渗透和反渗透

如果将淡水和盐水用一种能透过水而不能透过溶质的半透膜至盐水一侧（见图1（a）），这种现象称为渗透。

当渗透进行到盐水一侧的液面达到某一高度而产生压头H，从而抑制了淡水进一步向盐水一侧渗透，渗透的自然趋势被压头H所抵消而达到平衡，这一平衡压力称为渗透压。

在这种情况下，如果在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水分就会从盐水一侧透过半透膜渗透至淡水一侧（盐水一侧浓度就增大，即浓缩）。

这一现象就称为反渗透（见图1（b））。

渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度。

例如，在25℃时：

1000mg/LNacl水溶液的渗透压为77kpa（0.77kg/cm2）；

1000mg/LNaHCO3水溶液的渗透压为91kpa（0.91kg/cm2）；

1000mg/LNaSO4水溶液的渗透压为42kpa（0.42kg/cm2）等等。

二、反渗透膜的脱盐原理

反渗透膜的脱盐原理主要是“选择吸附——毛细管流动理论”和“筛分理论”。

当含盐的水溶液与多孔的半透膜表面接触时，则在膜的溶液界面上选择吸附一层水分子，在反渗透压力的作用下，通过膜的毛细管作用流出纯水，并连续地形成和流出这个界面纯水层。

图2描述了半透膜对各种含盐的水溶液脱除离子的性能。

该机理阐明：

在半透膜的表皮上布满了许多极细的膜孔，在膜的表面选择吸附了一层水分子，盐类溶质则被膜排斥，化合价愈高的离子被排斥的愈远，膜孔周围的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜孔流出纯水，因而达到除盐的目的（如图2a所示）。

当膜孔大于反渗透膜孔范围时，盐的水溶液泄漏过膜（如图2b所示），其中一价盐泄漏较多，二价盐次之，三价盐更次之。

至于对于有机物的去除，纯属筛分机理（见图3）。

反渗透膜能滤除各种细菌，如最小的细菌之一绿脓杆菌（3000×10-10m）；也能滤除各种病毒，如流感病毒（800×10-10m）；脑膜炎病毒（200×10-10m）；还能滤除热原（10~500×10-10m）。

三、反渗透的特点和应用

反渗透法具有设备构型紧凑，占地面积小、单位体积产水量高及能量消耗少等优点。

它是在没有相变的情况下，依靠大于渗透压的压力推动，通过膜的毛细管作用流出淡化了的水，而且它还具有膜的筛分作用，能除去极小的细菌、病毒和热原。

因此，自从反渗透技术开发以来发展迅速，不仅用于海水或苦咸水的淡化，也作为锅炉补给水的预脱盐和制取超纯水、离子交换前的预除盐。

第二节反渗透器

反渗透膜的品种有许多种。

主要有醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜和复合膜。

反渗透器主要有四种型式，即板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式。

在本培训教材中主要针对本工程所使用的来介绍“螺旋卷式的复合膜的反渗透器。

螺旋卷式反渗透器的膜元件的结构，是用两层反渗透膜中间夹入一层产水（即淡水）导网组成。

这个导网为多孔支撑材料，这种材料既支撑着膜承受的工作压力，又为产品水提供了流动通路，再用胶密封膜的三面边缘使进水原液与透过膜的淡化水隔开，然后在膜的下面铺上一层进水原液隔网，再沿着有钻孔眼的集水中心管卷绕。

这依次叠好的多层材料（膜/产水导网/膜/进水原液隔网），就形成一个卷式反渗透膜元件（见图4）。

进水原液隔网隔开每组膜的表面并在进水通过组件时，使进水呈湍流状。

将卷式膜元件6只装入压力容器中，进水原液（生水）是通过进水隔网的空隙沿着膜表面流动，在此过程中，透过膜的淡化水再经过产品水导网螺旋形地流向中心管，然后将产出的淡水导出系统外。

这就组成了螺旋卷式反渗透器（见图5）。

螺旋卷式反渗透器的优点：

单位体积内的膜堆面积大，结构紧凑，占地面积小。

缺点：

比较容易堵塞。

因此对进水原液的预处理要求较严格。

本工程中，对生水进行过滤、加阻垢剂和精密过滤的目的，就是要保证膜元件的安全使用，保证原水不产生结垢现象和除去水中的悬浮物、胶体及有机物。

第三节FILMTECR膜的性能

BW30-4008″反渗透元件

技术条件

标准面积产品水流量脱盐率

（英尺2）加仑/天（米3/天）Cl（%）

BW30-4004010500（40）99

测试条件：

1、渗透的流量和脱盐率以下面的标准状况：

2000ppmNaCL、225psi（1.6Mpa）、77°F（25、PH8和回收率是15%。

2、个别元件的流量可以变化，但不能低于平均值的7%。

3、对个别元件的最小脱盐率为98.0%。

运行范围：

膜的类型：

复合膜

最大操作压力：

600psi（4.1Mpa）

最大操作温度：

113°F（45℃）

最大进水浊度：

1NTU

耐游离氯：

＜0.1ppm

PH范围：

连续运行：

2－11

短期（30分钟）清洗：

1－12

最大供水流量：

70加仑/分（265升/分）

15.897m3/h

最大供水淤积密度指数值：

SDI≤5

单只元件回收率（产品水流量/进水流量）：

0.15

尺寸（英寸）：

ABC

BW30-40040.01.1257.9

第三章反渗透水处理系统的组成

第一节工艺流程

1、本反渗透水处理系统工程的工艺流程如下：

一级水处理系统

生水泵机械过滤器保安过滤器高压泵

絮凝阻垢剂

混床

反渗透装置淡水箱淡水泵一级水处理系统

清洗系统生活用水

注：

方框内设备为本次改造的设备。

第二节系统组成的说明

1、本次设计的化水站是原华能发电厂化水站离子交换水处理设备的改造工程。

是将原水站的两套“一级复床+混床”离子交换水处理系统，拆除“一级复床”，保留“混床”。

在拆除设备的位置安装“反渗透装置”。

保留的“混床”作为备用设备。

2、本系统最终处理水量为2×60t/h；

一、预处理部分

原水是从地下深井抽上来的地下水。

该水质中含有大量的泥沙、有机物和各种微生物等。

而进入反渗透装置的水质是有一定的要求的，尤其是我们这次所使用的美国陶氏化学公司的复合膜，对水质更有其特殊的要求：

如①进水污染指数≤4；②进水杂质颗粒的直径不得大于5微米；③进水中含氯值低于0.1mg/l等。

预处理部分的任务就是要把水中的机械杂质、胶体物、微生物、有机物等部分处理掉，达到反渗透装置所允许的进水水质指标。

预处理部分的设备主要有：

生水泵（流量100m3/h）2台（原有设备）、过滤器反洗水泵（流量400m3/h）一台、多介质单流机械过滤器（φ3000）4台、加注絮凝剂装置一套和加阻垢剂装置一套。

下面对各设备在该水站的作用加以叙述：

1、生水泵：

生水泵是用泵来送原水，它将生水池的水加压送到多介质单流机械过滤器和保安过滤器，再送给高压泵给反渗透装置提供充足的进水，使上述各设备能够正常运行。

2、多介质单流机械过滤器：

多介质单流机械过滤器的罐体采用钢衬胶结构，其滤料是石英砂和无烟煤。

石英砂的粒径是0.45~0.6mm，层高为800mm，无烟煤的粒径是0.8~1.2mm，层高为400mm。

滤料的下部为石英砂垫层，是由粒径为25~38mm至2~4mm不同粒径的石英砂分层组合起来的。

高速过滤器的作用就是通过过滤层截留水中的大颗粒物质、有机物、微生物等。

3、过滤器反洗水泵：

反洗水泵的作用是在过滤器运行一段时间后，所截留的污物较多，进出水压差有明显表示时，进行大流量水流反冲洗用，以便把截留的杂质冲洗掉。

一般在反洗时是先将过滤器内的水放到滤层上缘约100mm左右，从视窗可看到，送入压缩空气，其强度为18－25升/秒·米，压力约为0.1Mpa。

吹洗3－5分钟后，停止送入空气，送入反冲洗水，其反洗水强度应使滤层膨胀10－15%，2－3分钟后，继续用水反洗1－2分钟，此时膨胀率应达到25%，然后停止反洗水，