反滲透系統(tǒng)預(yù)處理部分
2022-04-22
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第一節(jié) 預(yù)處理的重要性和目標(biāo)
1. 反滲透預(yù)處理系統(tǒng)的重要性
反滲透系統(tǒng)包括原水的預(yù)處理、反滲透裝置、后處理三部分。反滲透系統(tǒng)對原水的預(yù)處理有它的特定的要求。由于原水種類繁多，其成分也非常復(fù)雜，針對原水水質(zhì)情況及RO系統(tǒng)回收率等主要工藝設(shè)計參數(shù)的要求，選擇合適的預(yù)處理工藝系統(tǒng)，減少對RO膜的污垢、結(jié)垢，防止RO膜脫鹽率、產(chǎn)水率的降低，尤其是針對目前水源日趨匱乏、水質(zhì)日趨惡化，選擇一個正確的預(yù)處理系統(tǒng)，將直接影響整個水處理系統(tǒng)的功能。眾所周知。RO系統(tǒng)運行失敗、多數(shù)情況是由于預(yù)處理系統(tǒng)功能不完善造成的。為了確保反滲透過程的正常進(jìn)行，必須對原水進(jìn)行嚴(yán)格的處理。
2. 反滲透系統(tǒng)的水源
反滲透原水的種類很多，有各種天然水、市政水和工業(yè)廢水等。天然誰包括地表水和地下水兩種。地表水的范圍很廣，包括江河、湖泊、水庫、海洋等。地下水則存在于土壤和巖石內(nèi)，由雨水和地表水經(jīng)過地層的滲流而形成。市政二級污水、電廠冷卻排污水等工業(yè)水源將成為新的途徑。水源的選擇將直接影響到水處理工藝的確定和水處理成本。
3. 預(yù)處理的目的
良好的預(yù)處理對反滲透裝置長期安全運行是十分重要的。其目的通常為:
(1) 除去懸浮固體、降低濁度
(2) 控制微生物的生長
(3) 抑制與控制微溶鹽的沉積
(4) 進(jìn)水溫度和PH的調(diào)整
(5) 有機(jī)物的去除
(6) 金屬氧化物和硅的沉淀控制
4. 預(yù)處理的目標(biāo)
為了保證反滲透系統(tǒng)水的回收率、滲透水的回收質(zhì)量、透過水流量的穩(wěn)定運行費用的最低化、膜的使用壽命的最佳化等，必須進(jìn)行完善的預(yù)處理。具體目標(biāo)為：
(1) 防止膜表面發(fā)生污染，即必須盡量去除懸浮固體、微生物、、膠體物質(zhì)及有機(jī)物，從而防止這些物質(zhì)在膜表面沉積或污垢在膜原件水流通道。
(2) 防止膜表面發(fā)生結(jié)垢，即必須盡量抑制難溶解鹽如CaCO2、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2以及鐵、錳、鋁、硅化合物等在膜表面的沉積。
(3) 防止膜承受物理和化學(xué)損傷。即必須盡量避免高溫、極端的酸性水或堿性水、氧化劑等對膜的影響。
5．進(jìn)水指標(biāo)
(1) 原水水質(zhì)指標(biāo)的全分析。對于RO系統(tǒng)工程是最基礎(chǔ)也是最重要的工作，也是確定預(yù)處理工藝流程最重要的化學(xué)指標(biāo)根據(jù)。（東麗｛TORAT｝公司原水水質(zhì)分析報告要求如上；參見水質(zhì)分析表。
(2) 反滲透預(yù)處理中采用污泥密度指數(shù)（SDI），有時也稱為污染指數(shù)（FI）來判斷進(jìn)水中膠體和顆粒物體物質(zhì)的污染程度。這個方法比濁度測定更能反映水質(zhì)情況，它已經(jīng)被反滲透行業(yè)普遍接受和認(rèn)可。東麗（TORAY）的設(shè)計導(dǎo)則要求進(jìn)水的SDI值小于或等于5。一般干凈的井水的SDI<1，故不必進(jìn)行膠體的預(yù)處理。
(3) SDI測試方法
a. 污染密度指數(shù)（SDI）—指在2.1Kg/cm2（30spi）給水壓力下，單位時間與單位面積內(nèi)0.45µm特定濾膜被污堵的百分率。
b. 將SDI測試裝置如圖組裝。
c. 將SDI測試裝置與測試點連接（測試點通常選擇壓力穩(wěn)定的RO低壓進(jìn)水口前）
d. 將微濾膜片裝入測試過濾器并將給水的壓力穩(wěn)定在2.1Kg/cm2（30spi）之內(nèi)。
注意：將膜片正向平展置于測試儀內(nèi)，用少量水將膜片完全濕融。不容許有氣泡存在與膜片與測試儀之間。以免影響過濾效果。
e. 在過濾器下放置一只500ml量筒，準(zhǔn)備收集過濾水。
f. 開閥門，測定收集500ml水樣所需時間T1并使水繼續(xù)流。
g. 15分鐘后，再測定收集500ml水樣所需時間T2；如果收集100ml水樣的時間超過60秒，則表明膜面被污堵，無需再進(jìn)行測試。
h. 關(guān)閉閥門，將測試過濾器中的膜片取出以便進(jìn)一步分析：
i. 計算
SDI=[1-T1/ T2]×100/15
(4) 溫度及HP
進(jìn)水的溫度是影響反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生水量的重要因素，對于溫度較低或較高的原水可根據(jù)膜原件的溫度使用要求采取恰當(dāng)?shù)拇胧┯枰哉{(diào)節(jié)。
另外調(diào)節(jié)HP是控制碳酸鈣結(jié)垢的最簡單方法，通常測定、計算濃水的朗格里爾指數(shù)（LSI）或斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)（S﹠DSI），可以判斷碳酸鈣結(jié)垢的可能性。但是過低或過高PH值可能會造成膜損傷，請參考膜規(guī)格書有關(guān)PH的范圍要求。
(5) 生物污染評估
進(jìn)水是生物來源之一，微生物進(jìn)入反滲透系統(tǒng)時會在膜表面吸附或繁殖，特別是在濃縮側(cè)由于有機(jī)物等營養(yǎng)物的大量積蓄而發(fā)生的微生物污染的現(xiàn)象，濃水中總細(xì)菌的迅速增加是微生物污染的特征之一，對膜原件進(jìn)行解剖，分析細(xì)菌數(shù)量、品種以及TOC、蛋白、ATP等可證實微生物污染的存在。
(6) 氧化劑
由于聚酰胺反滲透膜材質(zhì)本身不能承受氧化劑，所以進(jìn)水中余氯過氧化物、臭氧等氧化劑。
(7) 油份及有機(jī)溶劑
反滲透的進(jìn)水中不得含有油份和有機(jī)溶劑。油份會附在膜表面造成通過的水量降低，有機(jī)融物溶劑會在膜表面發(fā)神經(jīng)噩夢后相分離而破壞機(jī)能層。
(8) 化學(xué)污染物
反滲透的進(jìn)水中不得含有陽離子高分子絮凝劑、陽離子界面活化劑、環(huán)氧樹脂涂料及陰離子交換樹脂的溶出物，這些化學(xué)物質(zhì)會在膜表面形成化學(xué)污染。造成透過水量的降低。膜表面雖然與新膜看上去很接近，但PPB單位的極微量的原因的物質(zhì)也會引起透過水量的降低。而且一般的化學(xué)洗凈也無法使膜恢復(fù)性能。
1. 反滲透預(yù)處理系統(tǒng)的重要性
反滲透系統(tǒng)包括原水的預(yù)處理、反滲透裝置、后處理三部分。反滲透系統(tǒng)對原水的預(yù)處理有它的特定的要求。由于原水種類繁多，其成分也非常復(fù)雜，針對原水水質(zhì)情況及RO系統(tǒng)回收率等主要工藝設(shè)計參數(shù)的要求，選擇合適的預(yù)處理工藝系統(tǒng)，減少對RO膜的污垢、結(jié)垢，防止RO膜脫鹽率、產(chǎn)水率的降低，尤其是針對目前水源日趨匱乏、水質(zhì)日趨惡化，選擇一個正確的預(yù)處理系統(tǒng)，將直接影響整個水處理系統(tǒng)的功能。眾所周知。RO系統(tǒng)運行失敗、多數(shù)情況是由于預(yù)處理系統(tǒng)功能不完善造成的。為了確保反滲透過程的正常進(jìn)行，必須對原水進(jìn)行嚴(yán)格的處理。
2. 反滲透系統(tǒng)的水源
反滲透原水的種類很多，有各種天然水、市政水和工業(yè)廢水等。天然誰包括地表水和地下水兩種。地表水的范圍很廣，包括江河、湖泊、水庫、海洋等。地下水則存在于土壤和巖石內(nèi)，由雨水和地表水經(jīng)過地層的滲流而形成。市政二級污水、電廠冷卻排污水等工業(yè)水源將成為新的途徑。水源的選擇將直接影響到水處理工藝的確定和水處理成本。
3. 預(yù)處理的目的
良好的預(yù)處理對反滲透裝置長期安全運行是十分重要的。其目的通常為:
(1) 除去懸浮固體、降低濁度
(2) 控制微生物的生長
(3) 抑制與控制微溶鹽的沉積
(4) 進(jìn)水溫度和PH的調(diào)整
(5) 有機(jī)物的去除
(6) 金屬氧化物和硅的沉淀控制
4. 預(yù)處理的目標(biāo)
為了保證反滲透系統(tǒng)水的回收率、滲透水的回收質(zhì)量、透過水流量的穩(wěn)定運行費用的最低化、膜的使用壽命的最佳化等，必須進(jìn)行完善的預(yù)處理。具體目標(biāo)為：
(1) 防止膜表面發(fā)生污染，即必須盡量去除懸浮固體、微生物、、膠體物質(zhì)及有機(jī)物，從而防止這些物質(zhì)在膜表面沉積或污垢在膜原件水流通道。
(2) 防止膜表面發(fā)生結(jié)垢，即必須盡量抑制難溶解鹽如CaCO2、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2以及鐵、錳、鋁、硅化合物等在膜表面的沉積。
(3) 防止膜承受物理和化學(xué)損傷。即必須盡量避免高溫、極端的酸性水或堿性水、氧化劑等對膜的影響。
5．進(jìn)水指標(biāo)
(1) 原水水質(zhì)指標(biāo)的全分析。對于RO系統(tǒng)工程是最基礎(chǔ)也是最重要的工作，也是確定預(yù)處理工藝流程最重要的化學(xué)指標(biāo)根據(jù)。（東麗｛TORAT｝公司原水水質(zhì)分析報告要求如上；參見水質(zhì)分析表。
(2) 反滲透預(yù)處理中采用污泥密度指數(shù)（SDI），有時也稱為污染指數(shù)（FI）來判斷進(jìn)水中膠體和顆粒物體物質(zhì)的污染程度。這個方法比濁度測定更能反映水質(zhì)情況，它已經(jīng)被反滲透行業(yè)普遍接受和認(rèn)可。東麗（TORAY）的設(shè)計導(dǎo)則要求進(jìn)水的SDI值小于或等于5。一般干凈的井水的SDI<1，故不必進(jìn)行膠體的預(yù)處理。
(3) SDI測試方法
a. 污染密度指數(shù)（SDI）—指在2.1Kg/cm2（30spi）給水壓力下，單位時間與單位面積內(nèi)0.45µm特定濾膜被污堵的百分率。
b. 將SDI測試裝置如圖組裝。
c. 將SDI測試裝置與測試點連接（測試點通常選擇壓力穩(wěn)定的RO低壓進(jìn)水口前）
d. 將微濾膜片裝入測試過濾器并將給水的壓力穩(wěn)定在2.1Kg/cm2（30spi）之內(nèi)。
注意：將膜片正向平展置于測試儀內(nèi)，用少量水將膜片完全濕融。不容許有氣泡存在與膜片與測試儀之間。以免影響過濾效果。
e. 在過濾器下放置一只500ml量筒，準(zhǔn)備收集過濾水。
f. 開閥門，測定收集500ml水樣所需時間T1并使水繼續(xù)流。
g. 15分鐘后，再測定收集500ml水樣所需時間T2；如果收集100ml水樣的時間超過60秒，則表明膜面被污堵，無需再進(jìn)行測試。
h. 關(guān)閉閥門，將測試過濾器中的膜片取出以便進(jìn)一步分析：
i. 計算
SDI=[1-T1/ T2]×100/15
(4) 溫度及HP
進(jìn)水的溫度是影響反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生水量的重要因素，對于溫度較低或較高的原水可根據(jù)膜原件的溫度使用要求采取恰當(dāng)?shù)拇胧┯枰哉{(diào)節(jié)。
另外調(diào)節(jié)HP是控制碳酸鈣結(jié)垢的最簡單方法，通常測定、計算濃水的朗格里爾指數(shù)（LSI）或斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)（S﹠DSI），可以判斷碳酸鈣結(jié)垢的可能性。但是過低或過高PH值可能會造成膜損傷，請參考膜規(guī)格書有關(guān)PH的范圍要求。
(5) 生物污染評估
進(jìn)水是生物來源之一，微生物進(jìn)入反滲透系統(tǒng)時會在膜表面吸附或繁殖，特別是在濃縮側(cè)由于有機(jī)物等營養(yǎng)物的大量積蓄而發(fā)生的微生物污染的現(xiàn)象，濃水中總細(xì)菌的迅速增加是微生物污染的特征之一，對膜原件進(jìn)行解剖，分析細(xì)菌數(shù)量、品種以及TOC、蛋白、ATP等可證實微生物污染的存在。
(6) 氧化劑
由于聚酰胺反滲透膜材質(zhì)本身不能承受氧化劑，所以進(jìn)水中余氯過氧化物、臭氧等氧化劑。
(7) 油份及有機(jī)溶劑
反滲透的進(jìn)水中不得含有油份和有機(jī)溶劑。油份會附在膜表面造成通過的水量降低，有機(jī)融物溶劑會在膜表面發(fā)神經(jīng)噩夢后相分離而破壞機(jī)能層。
(8) 化學(xué)污染物
反滲透的進(jìn)水中不得含有陽離子高分子絮凝劑、陽離子界面活化劑、環(huán)氧樹脂涂料及陰離子交換樹脂的溶出物，這些化學(xué)物質(zhì)會在膜表面形成化學(xué)污染。造成透過水量的降低。膜表面雖然與新膜看上去很接近，但PPB單位的極微量的原因的物質(zhì)也會引起透過水量的降低。而且一般的化學(xué)洗凈也無法使膜恢復(fù)性能。