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雙級反滲透系統工藝與維護保養解析

2012-11-25

  雙級反滲透系統由預處理單元、二級反滲透裝置二部分組成。具有技術先進、工藝成熟、運行費用低、操作簡單及產水水質穩定等優點,目前已廣泛用于醫藥用水設備,食品行業用水設備,化工行業用水設備,電子行業用水設備,礦泉水、純凈水行業用水設備等。

  一、雙級反滲透系統工藝

  1 預處理系統

  預處理系統的設置,目的在于改善供水條件,使之達到反滲透系統的進水要求,從而保護反滲透主機,并延長膜的使用壽命。在水處理系統中。常常需要針對不同的水質進行預處理設計,最常見的是多介質過濾器(濾除直徑大于10um的懸浮顆粒)+活性碳(去除水中的異味、余氯、重金屬離子、有機致癌物等)+阻垢劑加藥裝置(或軟化裝置)(大大減少系統中鈣、鎂等結垢物質形成垢)+精密過濾器(過濾精度為5um,進一步脫除水中殘留的顆粒性物質)組成預處理系統。

  2.1 雙級反滲透系統工藝闡述:

  本系統原水相對于管網污染懸浮物較少,原水中可能含有一定量的氧化性介質。易對膜造成化學損傷。因此在預處理階段必須予以去除。所以,在預處理階段考慮降低濁度的同時,還應同時考慮水中余氯的去除;谏鲜隹紤],我們在預處理階段設置多介質過濾器,用以降低濁度;設置活性炭過濾器,用以去除水中余氯。

  根據原水水質的上述特點及設計產水水質標準,本套凈水系統主要由預處理單元、反滲透預脫鹽裝置兩部分組成,現分別介紹以上各部分的組成及特點。

  2.2 主要設備說明:

  預處理單元的主要作用是通過對原水進行初步凈化處理, 使其符合反滲透機組對進水的要求,以確保反滲透機組能夠長期穩定地運行。根據美國海德能公司反滲透裝置的設計導則,反滲透機組對進水的要求如下:

 、 污染指數SDI: ≦ 4

 、 PH值: 3-10

 、 游離氯: ≦ 0.1mg/L

 、 化學耗氧量: ≦ 2mg/L

 、 溫度: 15-25℃

  2.2.1 多介質過濾器:

  多介質過濾器主要由過濾器主體、石英濾料及管道閥門組成。其主要作用是去除水體中懸浮物、膠體微粒、腐殖質等雜質,降低水的濁度,提高水的澄清度。為了使系統配置符合反滲透進水要求,本系統所選過濾器外殼為玻璃鋼結構,石英、無煙煤濾料按標準配置。

  在本設計中,設置一臺過濾器,根據系統的產水量要求過濾器的主要參數如下:

  外形尺寸:750*2100 mm ,設計水壓: 0.6 MPa

  濾層高度: 1.0m ,過濾速度: 7.5m/h

  隨著過濾器運行時間的延長,水中的懸浮物、膠體微粒等雜質逐漸在濾層表面積累使過濾器進出口壓差逐漸增大,當其壓力差達到一定值(一般在0.08-0.1MPa)或出水SDI大于3時,則需退出運行進行反洗。

  成套供應的多介質過濾器還包括本體管道、蝶閥、取樣閥及進出口壓力表等附件。

  2.2.2 活性炭過濾器:

  活性炭過濾器主要由過濾器主體、石英墊層、活性炭濾料及管道閥門組成。其主要作用是去除水體中氧化性介質、有機物等雜質,降低水的濁度,提高水的澄清度。為了使系統配置符合反滲透進水要求,本系統所選過濾器外殼為玻璃鋼結構,石英、活性炭濾料按標準配置。

  在本設計中,設置一臺過濾器,根據系統的產水量要求過濾器的主要參數如下:

  外形尺寸:750*2100 mm ,設計水壓: 0.6 MPa

  濾層高度: 1.0 m ,過濾速度: 9m/h

  隨著過濾器運行時間的延長,水中的有機物、膠體微粒等雜質逐漸在濾層表面積累使過濾器進出口壓差逐漸增大,當其壓力差達到一定值(一般在0.08-0.1MPa)或出水SDI大于3時,則需退出運行進行反洗。

  成套供應的多介質過濾器還包括本體管道、蝶閥、取樣閥及進出口壓力表等附件。

  2.2.3阻垢劑投加系統:

  在反滲透膜組件內,隨著淡水的不斷滲出,水中的Ca2+、Mg2+等硬度離子會逐漸濃縮,當濃度達到其飽和度時,即會在反滲透膜的表面或管道內結晶析出,從而影響反滲透膜的產水量及產水水質。

  為防止膜組件結垢,通?刹捎免c離子軟化或在進水中投加阻垢劑。鈉離子軟化法是利用樹脂的交換功能,將水中的硬度成份Ca2+、Mg2+離子去除,該法最大的優點是硬度離子去除較徹底,其缺點是樹脂需要定期再生,一般適用于小型反滲透裝置;在進水中投加阻垢劑是利用阻垢劑的螯合作用,阻止Ca2+、Mg2+離子結晶析出,該法最大的優點是操作方便,并能連續運行。在本設計方案中,因考慮到系統需要連續供水,故選用投加阻垢劑法。

  阻垢劑投加裝置主要由計量泵及藥箱組成,在本設計中為確保系統可靠性和先進性,計量泵選用美國米頓羅公司生產的P026計量泵,該泵具有工作穩定、計量準確加藥量連續可調等特點。

  在實際設計中,可根據原水的水質特點和反滲透裝置的水利用率情況,利用所選阻垢劑的設計軟件測算,一般為2-4.0 mg/L左右。

  2.2.4保安過濾器:

  由不銹鋼外殼及溶噴濾芯組成,其主要作用是去除上一道工序中遺留下來的石英砂粉末等顆粒狀雜質。

  原水流經濾芯時,殘留水中的顆粒狀雜質、污染物、膠體、懸浮物被濾芯攔截,使原水被進一步凈化。保安過濾器正常運行時的進出口壓差為0.02-0.04MPa,隨著運行時間的延長,濾芯的運行阻力逐漸增加,當壓差達到0.1MPa時,應及時更換。保安過濾器是反滲透預處理的最后一道工序,也是原水進入反滲透膜的最后一道關卡,必須保證其運行穩定、安全可靠。精濾器結構滿足快速更換濾芯的要求,并且頂部設置排氣裝置,底部設置排氣孔。濾芯為一次性使用,其更換周期一般為5-8個月。根據系統產水量要求,所選過濾器尺寸為:

  外徑*高=300*1250mm ,濾芯過濾精度:5μm

  2.3二級反滲透裝置:

  反滲透裝置主要由高壓泵、反滲透膜組件、膜清洗系統、檢測儀表及控制系統組成,其主要作用是去除水體中的絕大部分無機鹽、有機物和微生物等雜質。

  在本設計中將二級反滲透裝置設置為1套,產水量為3T/h;反滲透裝置設有控制系統及儀表檢測系統。為便于操作,反滲透裝置安裝在機架上集中控制。

  (1)一級高壓泵:高壓泵的作用是為反滲透裝置提供足夠的進水壓力,并保證反滲透裝置在五年內的產水量達到設計要求。

  (2)一級反滲透膜:為提高一級反滲透裝置脫鹽率并降低運行費用,反滲透機組選用美國海德能公司生產的CPA3-4040聚酰胺低壓復合反滲透膜,該膜最大的優點是脫鹽率高(單膜的脫鹽率可達99.6%),抗污染,操作壓力低,適合在原水含鹽量較高的情況下使用。

  根據進水的水質情況和系統產水量要求,反滲透裝置需選用12只CPA3-4040反滲透膜,平均裝在4只壓力容器內,呈并列排列。

  (3)二級高壓泵:二級高壓泵的作用是為二級反滲透裝置提供足夠的進水壓力,并保證反滲透裝置在五年內的產水量達到設計要求。

  (4)二級反滲透膜:為提高二級反滲透裝置脫鹽率并降低運行費用,反滲透機組選聚酰胺超低壓復合反滲透膜,該膜最大的優點是操作壓力低,可節約大量的動力能源,適合在原水含鹽量較低的情況下使用。

  根據進水的水質情況和系統產水量要求,反滲透裝置需選用9只ESPA3-4040反滲透膜,裝在3只壓力容器內,呈串聯排列。

  2.4主要控制回路及安全措施

 、 控制方式、控制水平:整套制水系統采用半自動控制,主機自動控制污水及合格水的排放。

  在反滲透裝置本體上配備就地操作箱和儀表盤,可就地顯示產水流量、濃水流量、進出水電導率及各段壓力。操作人員可根據產水流量計和濃水流量計的指示情況,調整設備的排水量和進水量,使反滲透機組在工藝要求的范圍內運行;操作人員也可根據各段壓力及各流量計示值的變化情況,判定設備的運行狀況。

 、 高壓泵的保護系統:反滲透裝置的高壓泵進出口裝有低壓和高壓保護開關。當供水量不足使高壓泵入口的水壓低于某一設定值(正常為0.1MPa),低壓保護器會自動發出信號停止高壓泵運行,保護高壓泵不在缺水狀態下工作。當系統因其它的原因或誤操作,使高壓泵的出口壓力超過某設定值時,高壓泵出口壓力保護器會自動切斷高壓泵供電,保護系統設備不受損害。

 、 反滲透運行和啟停保護:為延長反滲透的使用壽命確保反滲透系統的正常運行,反滲透裝置設有膜自動沖洗和停機濃水置換系統。前者可以在每當反滲透累計運行4小時,自動對膜沖洗4分鐘;后者可以實現在每次停機前,用反滲透產水自動置換反滲透膜周圍及管道內的濃水,使反滲透膜在停運時完全浸泡在淡水中,以延長膜的壽命。

 、 儀表:系統設有壓力、液位、電導等在線檢測儀表,可隨時檢測設備的運行情況及產水水質情況。

  二、雙極反滲透水處理設備維護保養規程

  1、工藝說明

  原水為井水,懸浮物含量高,硬度大,為了使進水符合反滲透進水要求,設置機器過濾器一臺,內裝精致石英砂、能去除水中的懸浮物、泥沙等雜質。加阻垢劑系統可隨時加入阻垢劑,降低水中硬度離子結垢趨勢,防止濃水結構。精密過濾器內裝精度為5微米的蜂房纏繞式濾芯,進一步去除水中的硬質顆粒,防止劃傷膜表面。反滲透裝置是設備的核心脫鹽部分,單級反滲透能去除水中98%的鹽類離子,二級反滲透的出水符合用戶要求。

  2、機械過濾器操作

  a、排氣:開上排閥、上進閥向過濾器內送水至上排閥連續進水。

  b、正洗:開下排閥、上進閥使水從上至下經過過濾層,進水流量為10t/h,至排水清澈透明為止,約需10-20分鐘。

  c、運行:開出水閥向后級設備送水。

  d、反洗:設備在運行一段時間后,由于截留臟污,表面形成濾餅,當過濾器進出口壓差大于0.05-0.08MPa時,為保證過水順暢,應進行反洗。開上排閥、反洗閥、旁路閥,以10t/h流量沖洗,大約20-30分鐘,至清水清澈為止。

  注意:反洗后必須進行正洗設備才能投入運行。

  3、軟化器切換清洗

  軟化器的工作原理就是離子交換,離子交換器使用的特點是:要經常對樹脂進行再生。使用要注意下面問題:

  a、 當出水水質的硬度超標時(硬度要求≤0.03mmol/L)就必須停止使用并進行再生;

  b、 陽離子樹脂再生方法是用食鹽水浸泡樹脂約兩個小時,把鹽水放干,再用清水反沖,就可以繼續使用;

  4、加阻垢劑系統

  計量泵與高壓泵同時起停,同步動作。阻垢劑為美國產MDC150。

  阻垢劑加藥量:根據原水硬度,經計算,每噸原水加藥量為3-4克。系統進水量為10t/h,則每小時加藥量為30-40克。

  阻垢劑的配置:在藥劑箱中加入90升水,再慢慢加入10kg阻垢劑,混合均勻。將計量泵量程調節至相應刻度。

  注意:阻垢劑最低配比濃度不得小于10%。

  5、精密過濾器

  精密過濾器過濾精度為5μm,為保持過濾精度,系統不設反洗管路。精密過濾器內的濾芯一般用期2-3個月,根據實際處理水量,可以延長到5-6個月。有時為保持水通量也可以提前更換濾芯。

  6、反滲透的清洗

  反滲透膜元件由于長期水中雜質的積累,很容易結垢導致產水量下降,脫鹽率降低。此時需對膜元件進行化學清洗。首次清洗應聯系供應商。

  當設備具有下列情況之一時,必須進行清洗:

  a、 在正常壓力下產品水流量降至正常值的10-15%;

  b、 為了維持正常的產品水流量,經溫度校正后的給水壓力增加了10-15%;

  c、 產品水質降低10-15%;鹽透率增加10-15%;

  d、 使用壓力增加10-15%;

  e、 RO各段間的壓差增加明顯。

  7、膜元件的保存方法:

  a、短期保存

  適用于停止運行5-30天的反滲透系統。此時膜元件仍安裝在系統的壓力容器中。

  (1) 用給水沖洗反滲透系統,同時注意將氣體從系統中完全排除;

  (2) 將壓力容器及相關管路充滿水后,關閉相關閥門,防止氣體進入系統;

  (3) 每隔5天按上述方法沖洗一次。

  b、長期停用保護

  (1)清洗系統中的膜元件;

  (2)用反滲透產出水配制殺菌液,并用殺菌液沖洗反滲透系統;

  (3)用殺菌液充滿反滲透系統后,關閉相關閥門使殺菌液保留于系統中,此時應確定系統完全充滿;

  (4)如系統溫度低于27度,應每隔30天用新的殺菌液操作一次;如溫度高于27度,則應每隔15天更換一次殺菌液;

  (5)在反滲透系統重新投入使用前,用低壓給水沖洗系統一小時,然后用高壓給水沖洗系統5-10分鐘;無論低壓沖洗還是高壓沖洗,系統的產水排放閥均應全部打開。在系統恢復正常操作前,應檢查并確認產品水中不含有任何殺菌劑。

  綜上所述,對關于雙級反滲透系統工藝與維護保養解析,是我公司專業技術人員多年實踐經驗的總結。我公司以對技術創新和滿足客戶需求的追求為目標,為些凝聚了所有的資源和力量。

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