10t直饮水设备操作说明书Word格式文档下载.docx

1、天然水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物，有机胶体物质主要是腐殖质；颗粒最小的是离子和分子，称为溶解物质，粒径10-6mm，主要是溶解于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。天然水在大自然的循环过程中，无时不与外界接触，在与地面、地层接触时，溶解了土壤和岩石，卷带了各种悬浮物质；水溶解了来自空气的和有机物分解出来的气体；水还经常受到工业废物、排出物、油状物及工艺加工的物料所污染，使水中杂质的成分变得非常复杂。（四）含盐量、电导率水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类的数量。由于溶解盐类在水中一般以离子的形式存在，也可以表示为水中各种阳离子和阴离子的量的和，其单位是mg/L。

2、由于溶解盐类在水中多以阴离子和阳离子形态存在。当水中插入一对通电电极时，在电场作用下，带电离子会产生定向移动，使水具有导电的性质，导电性能的强弱就用电导率来表示，其单位是s/cm。水的含盐量越大，一般说来，电导率也越大，但由于不同的离子导电性能和质量不同，故含盐量与电导率并无严格的对应关系。（五）水的浑浊度水中存在的悬浮物及胶体状态的微粒使水产生浑浊，其浑浊的程度称为浑浊度。生活饮用水的浑浊度规定不可超过5度。（六）水的硬度水中的钙离子和镁离子同一些阴离子结合在一起，在水加热或浓缩时会形成水垢。水中的钙与镁的含量和就是水的硬度，用mmol/L表示，通常也表示成等分子量的CaCO3的质量浓度，单

3、位为mg/L CaCO3。（七）水的碱度水的碱度是指水中能够接受H+与强酸进行中和反应的物质含量。在天然水中，碱度主要由HCO3-的盐类组成。单位为mmol/L。通常也表示成等分子量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/L CaCO3。（八）水的PH值水的PH值是表示水中氢离子浓度的负对数值，表示为：PH= -LgH+氢离子的浓度是水的酸碱性的标志，当H+的浓度为10-7mol/L时，水呈中性。H+越多，水的酸性越强，反之水的碱性越强。对应PH表示即为当PH为7时，水呈现中性，当PH为0-7时，水呈酸性，为7-14时，水呈碱性。（九）天然水中的杂质对水质的影响（1）悬浮物质泥沙、粘土：使水浑浊、

4、产生粘泥藻类及原生动物：使水有色度、有臭味、浑浊并产生粘泥细菌：致病、产生粘泥、产生腐蚀其它不溶物质：产生沉积（2）胶体物质溶胶（如硅胶）：致使结垢高分子化合物（如腐殖酸胶体等）：使水浑浊、产生吸附和沉积（3）溶解物质HCO3-、CO32-、OH-：使水具有形成碳酸盐垢的倾向，例如碳酸钙、碳酸镁。SO42-：使水具有形成硫酸盐垢的倾向，例如硫酸钙、硫酸钡。C1-：产生金属腐蚀。F-：过量可致病。Ca2+、Mg2+：可能形成结垢。Fe3+、Mn2+：产生气味，腐蚀金属，并可能形成氢氧化物沉淀。CO2：降低水的PH。O2：腐蚀金属。 第二章 预处理系统合适的预处理对反渗透装置长期安全运行是十分重要

5、的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保产品水（渗透水）维持稳定；脱盐率维持在某一值上的时间长；产品水回收率可以不变；运行费用做到最低；膜使用寿命较长等。具体来说，预处理是为了做到：（1）防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。（2）防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2等沉积在膜表面上，因此要防止这些难溶盐生成。（3）确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。第一节 多介质过滤器 天然水，特别是地面水，常含有大量大颗粒悬浮物质，如泥

6、沙、粘土、有机物等，这些杂质的存在，不仅增加后置的精处理设备的负担，而且对精处理设备也会造成危害。例如反渗透、电渗析、离子交换床等都有可能被这些杂质污堵。 对于这部分杂质的去除，通常采用多介质过滤，对于原水胶体含量较高的原水，有时还要加絮凝剂。 在多介质过滤器里，不同粒径，不同材料的滤料（通常是石英砂、锰砂等）由上到下、由小而大依次排列。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤

7、作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤 。 通过多介质过滤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，把水的浊度降低。过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除，并为滤后的消毒创造了良好的条件。 在多介质过滤器运行一段时间后，由于表层截留了大量悬浮杂质，流经的水的压力损失将增大，并且部分截留物质可能透过滤层，污染出水水质。

8、因此，多介质过滤器需定期反冲洗，以除去截留物。 反冲洗的周期随入水浊度的增加而缩短，要在运行中根据实践经验制定。反冲洗流速一般要高于运行流速，该值需要通过观察反冲洗的效果来调整。多介质过滤器运行较长时间时，会有部分滤料被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充或更换滤料。第二节 保安过滤器精密过滤器过滤精度为5微米，它作为RO入水进一步去除浊度的精密过滤装置。精密过滤器在使用前应先打开顶部的红色排气阀，使精密过滤器中的气体全部排出。运行时观察在通过定量水时过滤器前后的压力差，当过滤器前后的压力差比运行初期增加0.05MPa时，应考虑更换。此时将过滤器的进水阀门关闭，将过滤器上封盖打

9、开，检查滤芯，观察污染情况并记录，然后更换滤芯。第三章 反渗透技术第一节 反渗透技术简介一、反渗透及其发展： 以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术，三十年来取得了令人瞩目的巨大发展。据有关文献估计，今天的分离膜世界市场规模已达到每年20亿美元以上。反渗透作为主要的水及其它液体分离膜之一，在分离膜领域内占有重要地位。1953年美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化，1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出第一张可实用的反渗透膜。从此以后，反渗透膜开发有了重大突破。膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到用表面聚合技术制成的交

10、联芳香族聚酰胺复合膜。操作压力也扩展到高压（海水淡化）膜，中压（醋酸纤维素）膜，低压（复合）膜和超低压（复合）膜。 膜组件的形式近年来也呈现出多样化的趋势。除了传统的中空纤维式、卷式、管式及板框式以外，又开发出回转平膜、浸渍平膜式等。工业上应用最多的是卷式膜，它占据了绝大多数陆地水脱盐和越来越多的海水淡化市场。中空纤维膜在海水淡化应用中仍占有很高的份额。今天世界上反渗透、纳滤膜水处理装置的能力已达到每天数百万吨。目前世界最大的反渗透苦咸水淡化装置为位于美国亚利桑拿州的日产水量为28万吨的运河水处理厂，最大的反渗透海水淡化装置，位于沙特阿拉伯，日产水量为12.8万吨。最大的纳滤脱盐软化装置位于美

11、国佛罗里达州，日产水量为3.8万吨。二、国内反渗透膜及其应用： 我国从60年代中期开始研制反渗透膜，与国外起步时间相距不远，但由于原材料及基础工业条件限制，生产的膜元件性能偏低，生产成本高，还没有形成规模化生产。相比面言，我国的超滤、微滤膜研制虽晚于反渗透，始于70年代，但目前已发展到数百个生产厂。虽然有品种少、质量、性能不够完善等问题，但因价格低廉，不仅有效地阻挡了国外同类产品的大量流入，而且也扩大了应用范围。 国内反渗透应用始于70年代后期，最早多限于电子、半导体纯水，80年代以后逐渐扩大到电力及其它工业，90年代起在饮用水处理方面获得普及，现在反渗透已进入到家庭饮用纯水。最近三年是反渗透

12、应用大发展阶段。根据保守的估计，各种反渗透膜元件1997年的国内销售额在11.5亿人民币左右。随着国内几条引进生产线的陆续开工生产，预计今后国产反渗透膜的市场份额会有上升。纵观国内反渗透应用市场，有以下几个特点：1.大型反渗透装置集中于锅炉补给水用途据不完全统计，我国已建成和在建的100吨/小时以上的反渗透装置已超过50套，但除少数电子等行业以外，大多数都集中于锅炉补给水用途。最早是火力发电厂，后来扩展到炼油、石化、化肥、化工等行业。其中最大规模为600吨/小时，估计本世纪内会出现超过1000吨/小时的超大型反渗透水处理装置。国内在此领域已积累了丰富的设计、施工和运行经验，现国内承建过100吨

13、/小时以上规模反渗透装置的水处理工程公司已超过10家。2.饮用水处理应用限于中、小规模在国外，100010000吨/小时规模的超大型反渗透或纳滤装置多用于城市供水系统，而国内在饮用水用途的反渗透装置还都是数十吨/小时以下的中、小规模。随着经济发展和膜技术的普及，这一领域的应用前景很大。3.油田用水及废水处理应用还有待开发由于这一领域的应用技术难度较高和经济成本原因，目前国内还处于研究、开发阶段，伴随石油工业发展和水再利用、环境保护呼声日益高涨，膜技术大量进入这一领域已为时不会太远，对膜厂家和工程公司也是一个商业机会。4.纳滤膜应用刚刚开始 纳滤膜在饮用水净化处理，污、废水排放处理，各种水溶液的

14、浓缩与精制领域的优越性虽然已逐渐为人们所认识，但由于膜成本较高的和应用经验不足，国内在此领域还刚刚起步，预计今后会有很大发展。三、国外反渗透及其应用：美国是反渗透膜技术的发明国和最大生产国，但日本作为后起之秀，现在的研制、开发能力已开始赶上和超过美国。例如1996年日东电工推的ES20系列超低压膜代表了今天反渗透膜的最高水准，它已实现0.75MPa压力下脱盐率99.7%，产水量0.8吨/平方米/日。该公司97年生产出的耐污染型低压反渗透膜LF10系列显示了反渗透膜开发的新方向。该膜在传统的芳香族聚酰胺膜表面复合上一层聚乙烯醇，既消除了膜表面的负电性又提高了膜的亲水性和耐氯性，从而大大提高了反渗

15、透膜的抗污染性能。 目前国外反渗透膜的主要生产厂商均为美国和日本公司，其中美国杜邦（Dupont）公司和日本东洋纺（oyobo）公司垄断了中空纤维反渗透膜的世界市场。卷式反渗透膜的主要生产厂商为七家，他们是： 1.美国Hydranautics公司，该公司于1987年成为日本日东电工公司的全资子公司2.日本日东电工（Nitto Denko）公司3.美国Film tec公司，该公司于1985年成为美国Dow chemcal（陶氏化学）公司的全资子公司 4.美国Fluid system公司，该公司现为美国KOCH公司的子公司 5.日本东丽（Toray）公司 6.美国Desel公司，该公司现为美国Os

16、monics公司的子公司 7.美国Trisep公司 据有关专家估计，1996年卷式反渗透膜的世界市场规模为2.3亿美元，其中Hydranautics/Nitto Denko的市场份额为35%，Dow/Film tec为26%，两家合计占据世界市场的61%。美国、欧洲反渗透用途主要为各种工业用水及饮用水，中东、西班牙的海水淡化应用较多，日本主要用于半导体、电子，韩国、台湾除半导体、电子外，小型饮用纯水需求量很大。下面介绍美国饮用水用途膜分离应用情况。美国除大量使用中、小型及家用反渗透系统外，还建有许多大型公共供水系统。1996年9月美国国立研究所曾以问卷调查方式统计了美国大型饮用水脱盐装置的状况

17、。该调查发表了美国50个州中的21个州的以饮用水为目的的179家脱盐水厂的数据。结果表明这些装置总的产水能力为140万吨/日，各种脱盐方法在总装置产水能力中所占比重分别为：陆地水（苦咸水）反渗透47%，纳滤膜软化31%，可倒极电渗析13%，海水淡化8%。值得注意的是，纳滤膜软化的增长速度最快，从1992到1996的4年中，纳滤膜软化装置增加500%，大大高于其它方法。这是因为纳滤膜不仅可在低压下对水源软化和适度脱盐，而且可脱除三卤甲烷生成能（THMFP）、色度、细菌、病毒和溶解性有机物，因而日益受到青睐。该调查还对各种脱盐方法的经济成本进行了统计比较。无论是一次设备投资还是运行、维修费用均以纳

18、滤膜软化为最低。 反渗透是60年代发展起来的一项新的薄膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。 渗透是一种物理现象，当两种含有不同盐类浓度的溶液用一张半透膜隔开时会发现，含盐量少的一边的溶剂分会自发地向含盐量高的一侧流动，这个过程叫做渗透。渗透直到两侧的液位差（即压力差）达到一个定值时，渗透停止，此时的压力差叫渗透压。渗透压只与溶液的种类、盐浓度和温度有关，而与半透膜无关。一般说来，盐浓度越高，渗透压越高。渗透平衡时，如果在浓溶液侧施加一个压力，那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透，这个渗透由于与自然渗透相反，故叫反渗透（Reverse Osmosis）（参

19、见渗透净水过程示意图）。利用反渗透技术，我们可以用压力使溶质与溶剂分离。 反渗透技术起源于美国，最初目的是为载人航天飞机提供人体废水净化后循环使用的净化设备。这项技术在美国航天器中的应用非常的成功。在此以后，美国原子能研究中心和净水工业界对该项净水技术的其它应用投入大量人力和资金，进行了广泛的研究。至90 年代，反渗透技术在海水淡化、电厂锅炉补水、电子工业生产用高纯水、科学研究用高纯水、医疗用高纯水和饮用水等生产方面都得到了广泛的应用。第二节 膜技术简介（一） 反渗透技术基础膜的种类膜的功能分离驱动力透过物质被截留物质微 滤多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子压力差水、溶剂、溶解物悬浮物、细菌类、微粒

20、子超 滤脱除溶液中的胶体、各类大分子溶剂、离子和小分子蛋白质、各类酶、细菌、病毒、乳胶、微粒子反渗透和纳滤脱除溶液中的盐类及低分子物水、溶剂无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等透 析浓度差离子、低分子物、酸、碱无机盐、尿素、尿酸、糖类、氨基酸 电渗析脱除溶液中的离子电位差离子无机、有机离子渗透气化溶液中的低分子及溶剂间的分离压力差、浓度差蒸汽液体、无机盐、乙醇溶液气体分离气体、气体与蒸汽分离易透过气体不易透过气体（1）主要膜分离过程（2）按孔径分类的分离膜（3）反渗透膜原理（4）膜透过操作方式（5）反渗透膜（A） 反渗透净水过程是指水分子在压力作用下透过反渗透膜而与杂质分离的过程。反渗透膜是

21、反渗透技术的核心。反渗透膜具有以下三种特别的机能： （1）电排斥机能：半透膜表面的电性可以将溶于水中的正负带电离子排斥开，而使不带电的水分子在压力作用下透过。因此，反渗透生产的纯水不含如铅、砷、镉、汞、铬、钙、镁、钠等各种金属离子及其它阳离子，不含氟、氯、硝酸根、亚硝酸根、硫酸根等各种阴离子。钙、镁盐类（俗称水碱）以及使水产生苦咸味的盐分等等均可以被去除。 （2）超微过滤机能：半透膜中有众多的微孔以便水分子通过。这些微孔的直径为0.0005微米， 与水分子的直径相当。最小的细菌和病毒的直径分别是0.2和0.02微米。杀虫剂666的直径约为 0.0015微米。因而，这些污染物和其它生物污染物以及

22、众多的有机污染物均不能通过此半透膜，而与纯水分离。 盐类在水中是以水合离子形式存在的，而这些水合离子的体积一般比水分子大10-25倍，因此，除了以上提及的电排斥机能外，反渗透膜也可以通过其超微过滤机能除去溶解的盐类。 （3）自我清洗机能：一般的滤水器在除去污染物的同时，也将这些污染物留在了滤水器中。在此后过滤的水都要经过这些污染物，从而对水产生再次污染。同时，细菌也会在滤水器中繁殖，水产生微生物再污染。与此不同，半透膜在净水过程中将污染物全部留在被排除的浓水中，以实现自我清洗机能。因此，所得净水更加可靠，净水器件的寿命也更长。反渗透设备纯净水产量与源水的温度和盐度有关。一般地说，温度每下降1

23、C，产率下降3-4%，盐度每增加100ppm，产率下降0.5-1%。下图简单地说明了反渗透膜的净水过程（B）用作反渗透材料的高分子或其它物质多于几百种，按反渗透膜的材质、成膜工艺和结构可归纳为四类： 非对称反渗透膜 非对称反渗透膜的结构特征是二层结构，上面一层叫致密脱盐层，下面一层叫多孔支撑层。真正起脱盐作用的是致密层最上面厚约0.1-0.2微米的部分，叫活化层。应用最广泛的非对称反渗透膜是醋酸纤维素膜和芳香聚酰胺膜。 复合反渗透膜复合反渗透膜的支撑层和活化层是分开制备作的，因而可以使活化层做得更薄，从而使膜具有更大的透水量和更高的脱盐率。 动力形成膜 尚无商业产品。 荷电型反渗透膜 通过化学

24、反应引入碱性或酸性的活性基团，使膜表面荷电，进一步提高膜的性能。（6）反渗透膜元件 各种分离膜只有组装成膜器件，并与泵、过滤器、阀、仪表及管路等装配在一起，才能完成分离任务。膜器件是将膜以某种形式组装成膜元件并在一个基本单元设备内，在一定的驱动力作用下，去完成混合物中各组分的分离装置。这种单元即反渗透器。根据生产需要，膜分离装置中可装数个或者更多膜元件。膜元件的种类有：管式、板框式、中空纤维式和涡卷式。下面着重介绍涡卷式膜元件。 （7）涡卷式膜元件的结构特点： 涡卷式膜元件类似长信封状的膜口袋，开口的边粘结在含有开孔的产品水中心管上。将多个膜口袋卷绕到产品水中心管。使给水水流从膜口袋的外侧流过

25、，在给水压力下，产品水从膜口袋汇入中心管流出。膜口袋内和口袋间夹有织物支撑层，以使水流通过。涡卷式反渗透膜元件给水流动与传统的过滤水流动方向不同，给水是从膜元件端部引入，给水沿着膜表面平行的方向流动，被分离的产品水是垂直于膜表面，透过膜进入产品水膜袋的。如此，形成垂直、横向相互交叉的流向。水的颗粒物质仍留在给水（逐步变浓）中，并被水流带走。 （8）涡卷式膜元件的工艺特点：1）结构紧凑，单位体积内膜的有效膜面积较大2）制作工艺及安装相对简单3）适合在低流速，低力操作4）易污染而不易清洗 （二） ESPA系列节能型反渗透膜 （1） ESPA系列反渗透复合膜ESPA膜是美国海德能公司在世界上率先推出

26、的节能型超低压复合膜，ESPA（即Energy Saving Poly Amide的英文缩写），它具有超低的运行压力（较常规低压复合膜的运行压力降低了25%40%）；更高的水通量（在大通量时有着与其它复合膜相同的高脱盐率）；更宽的水质适用范围和压力适应范围等优点。由于ESPA膜具有如上所述的优点，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，使我们在设计中仅用少量膜元件即可得到期望产水量，这些都使设备制造成本和系统设备投资费用大为降低，并且可大量地节省能源，降低了系统的运行费用，使反渗透系

27、统更加容易推广和被接受。（2）ESPA系列（超低压节能型）反渗透膜元件规格与性能型号（超低压节能型）ESPA1ESPA2ESPA3ESPA-UITRAPURE规格外径/长度（mm）201.9/1016.0湿润态重量（kg）16.4有效膜面积（ft2）400性能最低脱盐率（%）99.0%99.6%98%透过水量GPD（L/H）12000（1900）9000（1400）15000（2400）膜材质芳香族聚酰胺测试条件测试溶液1500ppm NaCl溶液（运行30分钟后测试的数据）操作压力psi（Mpa）150（1.05）测试液温度（）25单只膜元件水回收率（%）15测试液PH6.5 7.0使用最高

28、进水温度（）45进水PH范围3.0 10.0最高操作压力 psi（Mpa）600（4.16）最高进水流量GPM（M3/H）75（17.0）进水最高SDI（15分钟）5进水最高浊度1.0NTU最高进水自由氯浓度0.1ppm单只膜元件最高压力损失10psi（0.7kgf/cm2）单只膜元件上浓缩水与透过水量的最大比例5:1注意：产水量误差为15%，出厂时每一支膜元件均配有一只浓水密封环，一只膜元件连接管和相应O型环。膜元件均真空封装于1 0%的亚硫酸氢纳和10%的丙二醇所构成的保存液中。我公司确信本资料中膜生产公司提供的信息和数据都是准确和有用的，但由于我们无法控制用户的使用方法和使用条件，因而这