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1、超滤、反渗透知识超滤、反渗透知识澄清池单介质过滤器多介质过滤器活性炭过滤器一级反渗透二级反渗透黄河新水常规水处理工艺流程1超滤一级反渗透二级反渗透澄清池单介质过滤器黄河新水超滤常规水处理工艺流程2n水质标准：n 水质标准是指用户所要求的各项水质参数应达到的指标。n一、生活饮用水水质标准n它包括感官性状指标、化学指标、毒理学指标、细菌学指标等。n二、工业用水水质标准n工业用水种类繁多，水质要求各不相同，各种工业用水对水质的具体要求须向有关部门了解。n一、水处理原理概述：n1、水中杂质n 取自任何水源的水中，都不同程度地含有各种各样的杂质。这些杂质不外乎两种来源：一是自然过程，例如，地层矿物质在水

2、中的溶解，水中微生物的繁殖及其死亡残骸,水流对地表及河床冲刷所带入的泥沙和腐殖质等等。二是人为因素即工业废水及生活污水排入水体所带入的。无论哪种来源的杂质，都包括无机物、有机物及微生物等。从给水处理的角度考虑，这些杂质可按尺寸大小分成悬浮物、胶体和溶解物三类。见下图。n、悬浮物和胶体杂质n悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。如果比重小于水，则可上浮到水面，易于下沉的一般是大颗粒泥沙及矿物质废渣等；能够上浮的一般是体积较大而比重小的某些有机物。n胶体颗粒尺寸很小，在水中具有稳定性，经长期静置也不会下沉。水中所存在的胶体通常有粘土，某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。天然水中的胶体一般带负电荷。n

3、悬浮物和胶体是使水产生浑浊现象的根源。其中有机物，如腐殖质及藻类等还会造成水的色、臭、味。n悬浮物和胶体一般是生活饮用水处理的去除对象。粒径大于0.1mm的泥沙去除较易，通常在水中可自行下沉。而粒径较小的悬浮物和胶体杂质，须加混凝剂方可去除。n、溶解杂质n溶解杂质是指水中的低分子和离子。有的溶解杂质可使水产生色、臭、味。溶解杂质是某些工业用水的去除对象。n在未受工业废水或生活污水污染的天然水体中，溶解杂质主要有以下几种：天然水中的溶解气体主要是氧、氮和二氧化碳，有时也会有少量硫化氢。天然水中的氧主要来源于空气中氧的溶解，地表水中溶解氧的量与水温、气压及水中有机物含量等有关。天然水中所含主要阳离

4、子有Ca2+、Mg2+、Na+；主要阴离子有HCO3、nSO42、Cl。此外还含有少量K+、Fe2+、Mn2+等等。n各类膜分离孔径范围n 超滤基础知识n n超滤（UF）：以超滤膜为核心的超滤技术是近年来发展的新技术，属于膜分离范畴，超滤可作为高级预处理设备，确保RO和EDI等设备的长期安全连续运行，超滤不能去除低分子量的盐类，但能有效地去除大部分胶体、大分子化合物、热原和微生物，分子量为500500000的溶质，超滤分离过程以筛滤机理为主。通常情况下，可以把不同截留分子量的超滤膜看作是不同孔径的系列筛网。在一定的压力（0.10.7Mpa）下，它只允许溶剂分子和小于膜孔径的溶质透过，而阻止水中

5、的悬浮物、微粒、胶体、大分子有机物和细菌等大于膜孔径的溶质通过，以完成溶液的分离、净化、分级及浓缩的过程。n采用超滤工艺作为反渗透的预处理有以下特点：n1、由于超滤反冲洗时间非常短，其装置可频繁反洗，来保持稳定的产水，基本不受原水水质波动的影响；n2、超滤产水水质极为稳定，大大提高RO性能；n3、减少了药剂添加、排放及其对环境造成的影响；n4、可延长反渗透膜的使用寿命，降低清洗的频率；n5、增大反渗透膜的通透率，降低反渗透装置的投资费用；n6、可节省大量的占地面积；n7、操作简单、运行费用低；n8、非常容易实现自动控制；n9、超滤装置采用错流过滤，系统回收率高，能耗低。n10、在进水和透过水之

6、间存在的膜分离层，可以使多介质过滤器不能去掉的胶体颗粒、有机物、细菌等减少几个数量级，提高了净化水的质量。超滤膜的应用超滤膜的应用地表水预处理地表水预处理海水淡化预处理海水淡化预处理城市中水回用城市中水回用(矿矿)井水井水工业废水外排水回用工业废水外排水回用和工厂零排放和工厂零排放（矿）井水预处理预处理深度处理深度处理废水处理厂废水处理厂污水处理厂污水处理厂原水原水透过水透过水浓缩水浓缩水透过水透过水中空膜丝中空膜丝过滤过程过滤过程内压式(运行)内压式(反洗)内压式(正洗)原水原水透过水透过水浓缩水浓缩水中空膜丝中空膜丝过滤过程过滤过程外压式(运行)外压式(反洗)外压式(反洗)负压式（浸没式）

7、负压式（浸没式）nGE（美国）nMemcor(德国)浸没式（立式）PVDF增强膜增强膜n n n 水质检测水质检测u 浊度u SDI u 细菌数t0t1SDI15例一20403.33例二20302.22例三1101200.56 加加HCl使反洗水使反洗水pH约等于约等于2。加加NaOH使反冲水使反冲水pH约等于约等于12。加加NaClO至至150-250ppm。5 5 系统气密性检测系统气密性检测n 气密性检测系统包括：干净无油的压缩空气源，压气密性检测系统包括：干净无油的压缩空气源，压力在力在0.1MPa 0.1MPa 以上；气体调压阀；每支膜组件产水端安以上；气体调压阀；每支膜组件产水端安

8、装不低于装不低于10cm10cm的透明管。的透明管。n1 4.4.通入通入0.1MPa0.1MPa除油压缩空气；除油压缩空气；5.5.把专用液体涂抹于组件端面把专用液体涂抹于组件端面,通入通入0.1MPa0.1MPa除油压缩空气除油压缩空气,如有气泡出现如有气泡出现,则为断丝点，用专用针拴堵上；逐步提则为断丝点，用专用针拴堵上；逐步提高压力，寻找断丝点；高压力，寻找断丝点；6.6.用专用堵拴和溶剂把断丝点堵上，使其与系统完全隔用专用堵拴和溶剂把断丝点堵上，使其与系统完全隔绝，固化绝，固化2 2小时以上即可。小时以上即可。7.7.专用工具和堵拴、溶剂可与经销商联系。专用工具和堵拴、溶剂可与经销商

9、联系。n 反渗透基础知识压力大分子供水水 盐超滤过程超滤膜压力（要大于渗透压力）大分子供水水反渗透反渗透膜 盐超滤与反渗透的区别示意n 反渗透、超滤、渗析以及电渗析统称为膜分离法。所谓膜分离系指在某种推动力作用下，利用特定膜的透过性能，达到分离水中离子或分子以及某些微粒的目的。膜分离的推动力可以是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。纯水浓水纯水浓水纯水浓水(a)渗透(b)渗透平衡(c)反渗透反渗透原理示意图反渗透膜Pn渗透是水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程。半透膜只允许水通过，而阻止溶解固形物（盐）的通过，见图（a）。n浓溶液随着水的流入而不断被稀释。当水向浓溶液流动而产生的压力

10、P足够用来阻止水继续净流入时，渗透处于平衡状态，见图（b）。平衡时，水通过半透膜从任一边向另一边流入的数量相等，即处于动态平衡状态，而此时压力称为溶液的渗透压。n当在浓溶液上外加压力，且该压力大于渗透压时，浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液，使得浓溶液的浓度更大，这一过程就是渗透的相反过程，称为反渗透，见图（c）。n渗透是自发过程，而反渗透则非自发过程。n2、反渗透系统中水的流量和物料平衡n流量平衡公式：n给水流量等于产品水流量和浓水流量之和。n物料平衡公式n给水溶质含量等于产品水和浓水溶质含量之和。n3、反渗透进水水质n反渗透进水水质的要求如下所示：n要使反渗透进水满足其进水水质指标，必须

11、在其前面有合理的预处理系统。n衡量反渗透进水水质重要指标淤泥密度指数SDI15值：nSDI15叫污染指数，也叫淤泥密度指数，它是测定在一定压力和标准间隔时间内，一定体积的水通过微孔过滤器的阻塞率，其测定方法如下：n采用SDI仪进行测定：n、将SDI仪连接于取样管上n、打开进水球阀n、调节压力调节阀，使压力表读数在0.21MPan、在微孔过滤器内安装好过滤精度为0.45m的微滤膜，记录在出水一端得到500ml水样所需时间t0 n、在相同压力下，记录过滤15min后，再次得到500ml水样所需的时间t15 nSDI15 =（1t0/t15）100/15 n 反渗透膜及其分类n n 反渗透膜是一种半

12、透膜，只允许水通过，而不允许溶质通过。目前用于水的淡化除盐的半透膜主要有醋酸纤维素膜和芳香族聚酰胺膜两大类。我厂目前使用的反渗透膜均属于芳香族聚酰胺卷式复合膜。浓水集水管膜透过水膜透过水流道网原水原水流道网原水 高压泵 进水浓水产水 保安过滤器单支膜元件浓水循环 高压泵 进水浓水产水 保安过滤器6支膜元件6支膜元件6支膜元件 高压泵6支膜元件 进水浓水产水 保安过滤器6支膜元件6支膜元件6支膜元件6支膜元件6支膜元件 二级浓水回一级 进水 高压泵 保安过滤器RO1 一级产水 二级产水RO2n 反渗透淡水冲冼系统的组成及作用n n 反渗透淡水冲冼系统的组成包括：冲冼水泵、冲冼管路及阀门。n 在R

13、O装置停运时，用产品水自动冲冼，挤排膜和不锈钢管道中的高含盐量的残水，使停运膜完全浸泡在淡水中，可以防止膜的自然渗透造成的膜损伤，去污除垢，使装置和RO膜得到有效保养。n 反渗透装置化学清冼系统的组成及作用n n 反渗透装置化学清洗系统包括清冼药箱、保安过滤器、清冼泵、清冼管道及阀门。n预处理系统不可避免的泄漏，随着时间的积累会逐渐污堵RO膜表面，使RO装置的产水量下降，透盐量增加。为此设置一套RO化学清冼系统，在必要时对装置进行化学清冼。n 反渗透系统加药量的控制n 对于配比加药的控制，通过对应介质流量按比值控制计量泵；对于控制参数可测工艺参数的加药过程，用检测到的值反馈控制计量泵单回路投加

14、量。n8、反渗透装置的运行调整n要根据处理水量的多少及反渗透机架的出力，合理启停反渗透装置的台数，并相应调整加药系统。n开启反渗透装置时，必须先关闭电动慢开门，启动高压泵，再打开电支慢开门；停运反渗透装置时，必须先关闭电动慢开门，再停运高压泵，以防止压力的变化对反渗透膜造成冲击。n9、反渗透装置设置的启、停保护n每台反渗透高压泵进、出口都装有低压和高压保护开关，当水量不足，使高压泵入口的水压低于某一设定值时，自动发出停止高压泵信号，保护高压泵不在空转情况下运行。当因其它的原因误操作，使高压泵的出口压力超过某设定值时，会发出停止高压泵信号，保护系统不在高压下工作。n当反渗透装置投入运行时，为了防

15、止高压泵突然升压产生对RO膜元件的高压冲击，破坏反渗透膜，在每组RO装置的每台高压泵出口至RO膜组件之间都设置了一个慢开电动阀门，使膜元件逐渐升压至一定的压力。n为了防止误操作，在RO产水端设置爆破膜，在超压的情况下自然爆破泄压。n10、反渗透装置停运时冲冼系统自动起停程序n在RO停止使用时，自动依次打开浓水端气动排放阀和产水气动排放阀、RO冲冼气动阀、启动RO冲冼泵，自动冲冼10min左右，以避免浓水中的高浓度盐类在RO膜表面沉积结垢而影响膜的性能，然后自动停止冲冼RO装置备用。n11、反渗透膜的污染物n有：、悬浮固体：预处理后必须将下列指标降低至：浊度1NTU，SDI154；n、胶体污染物

16、：预处理必须将下列指标降至：浊度1NTU、SDI154；n、有机污染物：预处理应将下列指标降至：TOC2mg/l；n、生物污染：预处理投杀菌剂去除细菌。n12、反渗透膜污染现象n有：、膜降解：包括水解、氧化和机械损坏；n、沉淀物沉积：包括硫酸钡垢、硫酸锶垢、碳酸钙垢、硅垢等。n、胶体沉积：包括金属氧化物（Fe、Zn、Al、Cr）、污泥。n、有机物沉积：包括天然有机物、不溶油类、过量的阻垢剂或铁沉淀、过量的阳离子聚合物。n、生物污染：包括复合膜表面形成生物粘泥、藻类、真菌。n13、反渗透膜污染症状n有：、系统进水与浓水间压降增加。n、反渗透进水压力发生变化。n、标准化后的产水流量变化。n、标准化

17、后的脱盐率发生变化。n14、什么时候需要清洗反渗透系统？n、当标准化后的产水流量比上次清洗后减少10%15%。n、当标准化后的产水水质比上次清洗后减少10%15%。n、当标准化后的压降比上次清洗后增加10%15%。n、在长期停用前。n、作为日常的维护。n15、如何清洗反渗透装置？n、连接系统：n停下待清洗的RO系统，关闭保安过滤器前手动进水门，高压泵前电动慢开门，关闭产水送出阀，开浓水排放阀，开产品水对地排放阀，并要求以上阀门严密不泄漏。n对清洗系统检查无误后，按清洗要求接至反渗透系统。包括更换1、清洗药液进口通堵。2、浓水侧清洗药液回流通堵，打开产水药液回流阀。n、配制清洗液n、根据膜元件的

18、污染物质的性质，选择溶液，准备好所用药品。n、将产品水注入清洗水箱液位至2/3处。n、准备好清洗过程监测化验所需的仪器和药品。n、打开清洗泵进口门，启动清洗泵。n、打开清洗泵出口药液循环门。n、将每一种清洗药品分别溶解后，通过加药口倒入清洗水箱中。n、药品完全溶解经泵出口打循环并混合均匀后，从取样阀取样测定溶液PH值，调节PH值至规定值。n、加入产品水至清洗水箱液位计规定刻度处，测温度，最高不得超过40。n、低流量进药n、关闭药液循环门，打开保安过滤器进口门，稍微打开保安过滤器出口门。n、启动清洗泵慢慢调节保安过滤器出口阀门，使清洗液以较低的流量（正常清洗流量的一半），打入压力容器。n、压力容

19、器内工艺水完全被清洗液替代后，循环一定时间取样测定清洗液的浓度和PH值，如清洗液浓度下降较多，加药调节清洗液浓度。n、浸泡n关闭泵，使药液浸泡膜上的污垢，一般在室温下浸泡时间为1 小时。若膜污染严重，则浸泡时间需加长至1015小时。n为了在较长的浸泡时间内保持容器内清洗液浓度和温度的稳定，应采用较低的循环流量（正常清洗流量的1/4）间断循环清洗液。n、高流量进药n在高流量下进药和清洗3060分钟（流量为正常清洗流量，即9.1m3/个膜乘以被清洗段的膜元件个数）。n注意：在高流量情况可接受的最大压力降为20psi/每根膜或60psi每根压力容器。n、冲洗n、一段、二段压力容器清洗完毕后（每种清洗

20、液每段不超过2h），打开产水对地排放阀、浓水对地排放阀，启动冲洗水泵，用产品水冲洗RO装置至清洗液完全冲净至Fe、Ca为0（大约4560min），冲洗完毕后，RO装置处于备用状态。n、排放掉清洗系统中的清洗液，用产品水将清洗系统冲洗干净。n、清洗后的RO装置在开始运行时，应先将运行初期（约30分钟）的产品水排放掉。n清洗监测项目及记录n16、反渗透设备短期保护应采取哪些措施？n答：若停机7天以内，应采取以下停机保护措施n、停止RO系统的运行，打开浓水对地排放阀n、打开冲洗进水阀，启动冲洗水泵，调节冲洗流量在额定量，8元件P60psi，为9.1m3/h（个容器）左右，冲洗时间至少20分钟，以12

21、小时为好。n、系统中充满这种冲洗水的情况下关闭冲洗进水门，排水门，关闭冲洗水泵。n、当水温高于20时每天重复上述操作。低温时每2天冲洗一次。n、对于系统水温超过45时，必须连续不断地用冲洗水冲洗系统，或每天启动运行12小时。n17、反渗透设备长期保护应采取哪些措施？n答：、停止RO系统的运行，利用RO清洗箱配制冲洗溶液n、使用无氧化剂的0.51%的甲醛或0.51%的亚硫酸氢钠冲洗系统，连续冲洗直到浓水排放水中含有0.5%甲醛或0.5%亚硫酸氢钠为止。冲洗时间按照清洗建议的流量，约为30分钟。n、系统中充满上述两种溶液之一的情况下关闭所有进口和出口阀门。n、每天检测一次保护液的PH值，当PH值小

22、于3时或浓度低时，需更换保护液。n、每三十天重复步骤和。n18、影响反渗透运行的因素有哪些？n答：、PH值：复合膜运行的PH值范围49。过高、过低的PH值会造成膜水解。n、温度：适当提高进水温度，可以降低水的粘度，提高膜的透水量。在温度高于20下运行，温度升高1，透水量约增加3%。n、运行压力：膜的透水量与运行压力成正比。n、浓差极化：在反渗透装置运行中，膜表面浓缩水和进水之间往往会产生浓度差，严重时会形成很高的浓度梯度，这种现象称为浓差极化。浓差极化的出现，将加大膜表面上难溶盐形成的机率，损害膜的致密层。n、膜污染：膜污染包括：、膜表面上结垢；、金属氧化物的污染；、污堵；、胶体污染；、微生物污染等。再 见！