水处理反渗透设备是怎么设计搭配的(符合您的要求)

反渗透设计人员应设计足够的预处理以使给水水质满足反渗透给水要求。预处理应减少悬浊物和胶体含量以使浊度<1.0NTU(最好<0.3NTU),15分钟SDI低于5.0(最好<3.0)。

预处理还应减少有机物含量,由于有机物污染程度难于预测,因而膜生产厂家也无法提供最大含量的规定,但建议TOC(总有机碳)含量应低于2.0ppm(以碳计)。这2.0ppmTOC大致相当于5ppm的总有机生物量,如反渗透膜以13gfd(加仑/英尺2/日,约合22.1升/平方米/小时)的水通量工作一年且在运行过程中这些有机物不被连续地冲掉或者未被定期地清洗掉时,就会在膜表面堆积达0.05英寸厚(约合1.27毫米,是给水隔网厚度的近两倍)。

预处理还应控制藻类和细菌的增长,由于生物污染程度难于预测,因而膜生产厂家也无法提供最大含量的规定,但建议在细菌含量为10,000cfu/ml(在每毫升中的菌落生成单位)时应引起注意。

水处理反渗透设备是怎么设计搭配的(符合您的要求)

与以井水为给水水源相比,以地表水为给水水源的反渗透水处理系统的工艺设计和系统监控更为复杂,各种参数的选定更加保守。其原因可归为以下几个方面:

  1.地表水中的各种悬浮物和胶体的含量较高,需要更多的预处理;

  2.市政水处理或反渗透预处理过程中往往引入了反渗透系统的污染物(如明矾、阳离子、聚合物电解质、正磷酸锌及活性碳微粒等),有机污染物以及微生物,藻类等生物活性较高的物质;

  3.地表水的温度。总溶解固形物(TDS)和污染物含量的季节性变化较大。

 反渗透预处理

  设计地表水反渗透系统首先应选择正确的预处理以减少和控制污染物。如果水的预处理选择得当,则反渗透系统就能正常运行。确定在系统中是否设计了合适的预处理的最好办法是进行现场小型实验或对使用同一给水水源的现有反渗透系统进行考察。但是,时间和费用往往限制了现场实验的实施。在缺乏小型实验或经验数据时,能反映季节变化的水质全分析变得更为重要。

  反渗透系统的设计

  设计地表水反渗透系统时,设计人员应考虑设备投资和运行成本的平衡,既能保证产水量和产水水质,又能降低能耗,降低清洗频度。

 影响地表水反渗透系统污染速度的主要因素按其重要性顺序排列如下:

  1.膜材质类型(醋酸纤维膜或聚酰胺膜)

  2.产水通量

  3.横向流速

  4.反渗透操作条件

  5.反渗透膜元件结构

 一、膜类型:

  设计人员可以选择CAB系列(醋酸纤维)膜元件或CPA系列(芳香族聚酰胺)膜元件。对于难处理的地表水或者废水系统,经常选用CAB膜来代替CPA膜。CAB膜的优点是膜表面光滑、不带电荷,在使用时可减小污染物(例如带电荷的有机物)沉积,并且微生物不易在其表面粘滞。在SEM显微镜下可观察到CPA膜表面比较粗糙,另表面带负电荷,会吸引带电的有机物并将其粘滞在膜表面上。CAB膜还有一个优点,即在运行时给水中可含0.3~1.0ppm游离氯。氯作为消毒剂,可保护CAB膜不受有害细菌侵蚀,还可防止因微生物和藻类的生长而引起的污堵。CPA膜本身能耐氯,但不能耐受其氧化性。因此要求除氯。要保证反渗透给水游离氯含量低于0.05ppm。CAB膜耐氯能力为26,000ppm×小时,而CPA膜在有过渡族金属离子存在时的耐氯能力只有1,000~2,000ppm×小时(以透盐率增加一倍的时间考虑)。

  二、水通量:

  选定了膜材质以后,设计者要考虑的第二个重要的参数是产水通量。产水通量是单位有效膜表面的产水量,用GFD(加仑/平方英尺/天)或者LMH(升/平方米/小时)表示。

  在反渗透系统的产水通量与污染速度之间存在直接关系。水通量低,污染速度就低,要想降低水通量可选择膜面积较大的反渗透膜元件。在低水通量下,减小了污染物在给定面积膜表面上的沉淀从而降低了污染速度。这种沉淀是由于在给水平行流过膜表面时还有部分产水垂直透过膜表面而产生的。多年观察表明,一旦超过一定的水通量,其污染速度会呈指数上升。对不同水质和不同污染物含量的水源给出了建议的设计水通量范围(能看表1建议的反渗透设计导则)。这些设计导则的基础是假定已经有了足够的预处理,而且生物活性受到控制。制定设计导则的目的是为了降低污染速度,从而减少清洗次数。根据经验,如果每隔3个月或者更长的时间清洗一次,则表明预处理和反渗透系统设计是合理的,如果1至3个月清洗一次,则可改进工艺和增加设备。假如不到1个月就清洗一次,考虑到清洗费用、反渗透膜寿命缩短以及运行工况恶化,则需要增加更多的预处理设备以便进行工艺改进。

  三、横向流速:

  为了控制地表水反渗透系统中的污染速度,选择最佳膜面横流速度与选择水通量同样重要。给水和其产生的浓水在膜表面的横向流速越高,膜污染速度就越低。当给水和浓水水流穿过给水/浓水隔网时,高横向流速可增加湍流程度,从而减少颗粒物质在膜表面上的沉淀或在隔网空隙处的堆积。较高的横向流速也提高了膜表面上的高浓度盐分向主体溶液的扩散速度,从而减少了难溶盐沉淀在膜表面上的危险。

  四、反渗透维护:

  有多种维护方法可以降低地表水反渗透系统的污染速度。这些方法包括伺服运行时的浓水再循环,停运后低压冲洗,停运期间定期低压冲洗以及定期消毒。我们建议采用RO产水对膜元件进行冲洗和短期浸泡,但这种方法常常得不到使用。RO产水可抑制细菌滋长,而且还可以溶解膜上的污染物或者使它疏松。

  浓水再循环的优点是提高了横向流速,从而可冲洗掉膜表面上的污染物,其缺点是使RO给水泵的容量增大,而且RO产水含盐量也会增加10%。停运后冲洗的优点是可将污染物及浓水从膜元件中冲洗出来。停运期间冲洗的优点是可将膜元件表面的死水冲洗出来并能阻止生物滋长。根据现场条件,这种冲洗至多每8小时进行一次。可以进行定期消毒,以控制两次清洗之间的生物滋长。

  五、反渗透膜元件结构:

  世界上所用的井水和地表水反渗透系统所用的膜元件绝大多数为卷式膜元件。与中空纤维和板框式结构相比较,卷式膜元件在给水通道抗污染能力、设备空间要求、投资和运行费用以及可从很多的供应商处购得等方面提供了最佳的组合。

 选择卷式膜元件时主要考虑因素为膜的有效表面积、给水通道隔网的几何形状、尺寸以及产品制造质量标准,这些质量标准是用来确保膜元件的可靠性,如密封完整性和FRP外皮的坚固性。如前所述,具有最大的膜面积有利于设计最低水通量和最高横向流速的反渗透系统。

   反渗透膜元件采用塑料网作为给水通道隔网,其目的是向给水提供一条尽量接近湍流的通路,使给水在卷式膜片之间充分流动。以前市场上多数苦咸水反渗透膜元件都是采用0.028英寸至0.031英寸(28~31密耳)厚的金刚石形隔网。一些较新的反渗透膜元件使用。

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