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反滲透設備是將原水經(jīng)過精細過濾器、顆�；钚蕴歼^濾器、壓縮活性碳過濾器等,再通過泵加壓,利用孔徑為1/10000μm(相當于大腸桿菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反滲透膜(RO膜),使較高濃度的水變?yōu)榈蜐舛人?同時將工業(yè)污染物、重金屬、細菌、病毒等大量混入水中的雜質(zhì)全部隔離,從而達到飲用規(guī)定的理化指標及衛(wèi)生標準,產(chǎn)出至清至純的水,是人體及時補充優(yōu)質(zhì)水分的最佳選擇.由于RO反滲透技術(shù)生產(chǎn)的水純凈度是目前人類掌握的一切制水技術(shù)中最高的,潔凈度幾乎達到100%,所以人們稱這種產(chǎn)水機器為反滲透純凈水機。

反滲透是一種現(xiàn)代新型的純凈水處理技術(shù)。通過反滲透元件來提高水質(zhì)的純凈度,清除水中含有的雜質(zhì)和鹽。我們?nèi)粘Ｋ�飲用的純凈水都是�?jīng)過反滲透設備處理的,水質(zhì)清澈。

世界上最早使用反滲透技術(shù)的國家是美國,發(fā)明了以動力差為動力的膜分離技術(shù)。隨著該技術(shù)的推廣,我國開始使用反滲透技術(shù)。市場上的純凈水設備都是采用的反滲透膜處理技術(shù),并且在我國經(jīng)過了一定的改良和設計創(chuàng)新。技術(shù)已經(jīng)非常成熟。

反滲透純凈水設備中設計了一種反滲透膜。膜兩側(cè)的壓力不同,通過兩側(cè)的壓力為動力,壓迫原水通過反滲透膜,鹽的濃度低的會向濃度高的鹽方向滲透,能夠達到的平衡狀態(tài)下,就是液體的滲透壓。當含有的鹽水一側(cè)的壓力對于另一側(cè)的滲透壓力時候,就會發(fā)生反方向的流動,就產(chǎn)生了反滲透過程。

反滲透純凈水設備都是采用了這種技術(shù),采用了自動供水和斷水的智能化控制,這就是純凈水設備。

反滲透設備因為一些產(chǎn)品使用的材料強度不夠及其耐侵蝕性差,造成橫軸斷裂等設備故障,并且膜的種類不同對進水水質(zhì)要求也有所不同。膜兩側(cè)有一個壓力差,如水處理設備中應用最廣泛的格柵除污機,因為一些產(chǎn)品使用的材料強度不夠及其耐侵蝕性差,反滲透設備造成橫軸斷裂等設備故障,還不包括因為維修影響運行造成的損失,嚴重影響了環(huán)境保護投資效益,還會使反滲透膜表面極易結(jié)垢,采用反滲透膜殼可以有效的保護膜元件。

1950年美國科學家DR.S.Sourirajan有一回無意發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后,吐出一小口的海水,而產(chǎn)生疑問,因為陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水的.經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經(jīng)由海鷗吸入體內(nèi)后加壓,再經(jīng)由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉(zhuǎn)化為淡水,而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往后反滲透法的基本理論架構(gòu);并在1953年由University of Florida應用于海水淡化去除鹽份設備,在1960年經(jīng)美國聯(lián)邦政府專案支助美國U.C.L.A大學醫(yī)學院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經(jīng)費研究,以運用于太空人使用,使太空船不用運載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學者、專家越來越多,使之質(zhì)與量更加精進,從而解決了人類飲用水中的難題.

生活在海岸邊的海鷗,依靠喝海水可以補充身體的水分。1950年美國科學家DR.S.Sourirajan在觀察海鷗時發(fā)現(xiàn),海鷗在掠過海面時會啜起一大口海水,在幾秒鐘的間隔后,吐出一小口的海水。他感到十分的困惑,因為陸生由肺呼吸的動物是絕對無法飲用含鹽量很高的海水的。后經(jīng)過對海鷗的解剖發(fā)現(xiàn),海鷗并沒有直接把海水喝下,而是把海水存在喉管里,海鷗喉管的結(jié)構(gòu)是由一層層的粘膜組織構(gòu)成的,海水經(jīng)由海鷗吸入體內(nèi)后加壓,再經(jīng)由壓力作用將水分子貫穿滲透過粘膜轉(zhuǎn)化為淡水,海鷗把經(jīng)過粘膜組織過濾的淡水吸收到身體內(nèi)部,然后把剩下的高濃度海水再吐出來,海鷗之所以能喝海水的奧秘就在這里。這也就是反滲透法的基本理論架構(gòu)。

反滲透膜是為了實現(xiàn)水溶液的反滲透現(xiàn)象,采用特殊工藝人工合成的一種半透膜。反滲透膜的孔徑為0.0001微米(μm),只有水分子才能通過,而其溶質(zhì)不能通過反滲透膜。在純水機的凈水系統(tǒng)中,反滲透膜專指成形的反滲透膜濾芯。反滲透膜濾芯是純水機凈水系統(tǒng)的核心部件,只有使用了反滲透膜,才能稱為純水機。RO膜可以去除水中的重金屬、化學物質(zhì)、顆粒物、細菌病毒、放射性物質(zhì)等對人體有害的物質(zhì)。

預處理

一般包括原水泵、加藥裝置、石英砂過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器等。其主要作用是降低原水的污染指數(shù)和余氯等其他雜質(zhì),達到反滲透的進水要求。預處理系統(tǒng)的設備配置應該根據(jù)原水的具體情況而定。

反滲透

主要包括多級高壓泵、反滲透膜元件、膜殼(壓力容器)、支架等組成。其主要作用是去除水中的雜質(zhì),使出水滿足使用要求。

后處理

是在反滲透不能滿足出水要求的情況下增加的配置。主要包括陰床、陽床、混床、殺菌、超濾、EDI等其中的一種或者多種設備。后處理系統(tǒng)能把反滲透的出水水質(zhì)更好的提高,使之滿足使用要求。

清洗

主要有清洗水箱、清洗水泵、精密過濾器組成。當反滲透系統(tǒng)受到污染出水指標不能滿足要求時,需要對反滲透進行清洗使之恢復功效。

電氣控制

是用來控制整個反滲透系統(tǒng)正常運行的。包括儀表盤、控制盤、各種電器保護、電氣控制柜等。

反滲透技術(shù)因具有特殊的優(yōu)越性而得到日益廣泛的應用。反滲透凈水設備的清洗問題可能使許多技術(shù)力量不強的用戶遭受損失,所以要做好反滲透設備的管理,就可以避免出現(xiàn)嚴重的問題。

低壓沖洗反滲透設備

定期對反滲透設備進行大流量、低壓力、低pH值的沖洗有利于剝除附著在膜表面上的污垢,維持膜性能,或當反滲透設備進水SDI突然升高超過5.5以上時,應進行低壓沖洗,待SDI值調(diào)至合格后再開機。

反滲透設備停運保護

由于生產(chǎn)的波動,反滲透設備不可避免地要經(jīng)常停運,短期或長期停用時必須采取保護措施,不適當?shù)靥幚頃�導致膜性能下降且不可恢復�?/P>

短期保存適用于停運15d以下的系統(tǒng),可采用每1~3d低壓沖洗的方法來保護反滲透設備。實踐發(fā)現(xiàn),水溫20℃以上時,反滲透設備中的水存放3d就會發(fā)臭變質(zhì),有大量細菌繁殖。因此,建議水溫高于20℃時,每2d或1d低壓沖洗一次,水溫低于20℃時,可以每3d低壓沖洗一次,每次沖洗完后需關(guān)閉凈水設備反滲透裝置上所有進出口閥門。

長期停用保護適用于停運15d以上的系統(tǒng),這時必須用保護液(殺菌劑)充入凈水設備反滲透裝置進行保護。常用殺菌劑配方(復合膜)為甲醛10(質(zhì)量分數(shù))、異噻唑啉酮20mg/L、亞硫酸氫鈉1(質(zhì)量分數(shù))。

反滲透膜化學清洗

在正常運行條件下,反滲透膜也可能被無機物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染,這些物質(zhì)沉積在膜表面上會引起凈水設備反滲透裝置出力下降或脫鹽率下降、壓差升高,甚至對膜造成不可恢復的損傷,因此,為了恢復良好的透水和除鹽性能,需要對膜進行化學清洗。

一般3~12個月清洗一次,如果每個月不得不清洗一次,這說明應該改善的預處理系統(tǒng),調(diào)整的運行參數(shù)。如果1~3個月需要清洗一次,則需要提高設備的運行水平,是否需要改進預處理系統(tǒng)較難判斷。

原水罐

儲存原水,用于沉淀水中的大泥沙顆粒及其它可沉淀物質(zhì)。同時緩沖原水管中水壓不穩(wěn)定對水處理系統(tǒng)造成的沖擊。(如水壓過低或過高引起的壓力傳感的反應)。

原水泵

恒定系統(tǒng)供水壓力,穩(wěn)定供水量。

多介質(zhì)過濾器

采用多次過濾層的過濾器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、鐵銹、膠體物質(zhì)、懸浮物等顆粒在20um以上的物質(zhì),可選用手動閥門控制或者全自動控制器進行反沖洗、正沖洗等一系列操作。保證設備的產(chǎn)水質(zhì)量,延長設備的使用壽命。

活性炭過濾器

系統(tǒng)采用果殼活性炭過濾器,活性炭不但可吸附電解質(zhì)離子,還可進行離子交換吸附。經(jīng)活性炭吸附還可使高錳酸鉀耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由于吸附作用使表面被吸附復制的濃度增加,因而還起到催化作用、去除水中的色素、異味、大量生化有機物、降低水的余氯值及農(nóng)藥污染物和除去水中的三鹵化物(THM)以及其它的污染物。同時,設備具有自我維護系統(tǒng),運行費用很低。

離子軟化系統(tǒng)/加藥系統(tǒng)

R/O裝置為了溶解固體形物的濃縮排放和淡水的利用,為防止?jié)馑�端特別是RO裝置最后一根膜組件濃水側(cè)出現(xiàn)CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的濃度積大于其平衡溶解度常數(shù)而結(jié)晶析出,損壞膜原件的應有特性,在進入反滲透膜組件之前,應使用離子軟化裝置或投放適量的阻垢劑阻止碳酸鹽,SiO2,硫酸鹽的晶體析出.

精密過濾器

采用精密過濾器對進水中殘留的懸浮物、非曲直粒物及膠體等物質(zhì)去除,使RO系統(tǒng)等后續(xù)設備運行更安全、更可靠。濾芯為5um熔噴濾芯,目的是把上級過濾單元漏掉的大于5um的雜質(zhì)除去。防止其進入反滲透裝置損壞膜的表面,從而損壞膜的脫鹽性能。

反滲透系統(tǒng)

反滲透裝置是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般是水)通過反滲透膜(或稱半透膜)而分離出來,因為這個過程和自然滲透的方向相反,因此稱為反滲透。反滲透法能適應各類含鹽量的原水,尤其是在高含鹽量的水處理工程中,能獲得很好的技術(shù)經(jīng)濟效益。反滲透法的脫鹽率提高,回收率高,運行穩(wěn)定,占地面積小,操作簡便,反滲透設備在除鹽的同時,也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除。

臭氧殺菌器/紫外線殺菌器(可選)

殺滅由二次污染產(chǎn)生的細菌徹底保證成品水的衛(wèi)生指標.

原水 → 原水箱 → 原水泵 →多介質(zhì)過濾器 (石英砂過濾器)→活性炭過濾器 →軟水處理器(添加阻垢劑裝置) → 精密過濾器 → 高壓泵 → 一級反滲透(RO)裝置 →紫外線殺菌裝置(臭氧殺菌裝置) → 用水點

1、制取電子工業(yè)生產(chǎn)如顯像管玻殼、顯像管、液晶顯示器、線路板、計算機硬盤、集成電路芯片、單晶硅半導體等工藝所需的純水、高純水;

2、制取熱力、火力發(fā)電鍋爐,廠礦企業(yè)中、低壓鍋爐給水所需軟化水、除鹽純水;

3、制取醫(yī)藥工業(yè)所需的醫(yī)用大輸液、注射劑、藥劑、生化制品純水、醫(yī)用無菌水及人工腎透析用純水等;

4、制取飲料(含酒類)行業(yè)的飲用純凈水、蒸餾水、礦泉水,酒類釀造水和勾兌用純水;

5、海水、苦咸水制取生活用水及飲用水;

6、制取電鍍工藝用去離子水;電池(蓄電池)生產(chǎn)工藝的純水;汽車、家用電器、建材產(chǎn)品表面涂裝、清洗沌水;鍍膜玻璃用純水;紡織印染工藝所需的除硬除鹽水;

7、石油化工業(yè)如化工反應冷卻水;化學藥劑、化肥及精細化工、化妝品制造過程用工藝純?水;

8、賓館、樓宇、社區(qū)機場房產(chǎn)物業(yè)的優(yōu)質(zhì)供水網(wǎng)絡系統(tǒng)及游泳池水質(zhì)凈化;

9、線路板、電鍍、電子工業(yè)廢水處理及回用;

10、生活、醫(yī)院、制革、印染、造紙工業(yè)廢水及垃圾滲瀝液的處理;

技術(shù)說明:反滲透(簡稱RO)是膜分離技術(shù)的一種,它依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑和溶質(zhì)分離的特性工作。

"滲透"是一種物理的現(xiàn)象,逆滲透就是在含有鹽及各種細微雜質(zhì)的水中(即原水)施加比自然滲透的更大的壓力,使水從濃度高的一方逆滲透濃度底的一方,而原水中絕大多數(shù)的細菌雜質(zhì)、有機物、重金屬、細菌、及其它有害物質(zhì)等都經(jīng)污水口排放掉。反滲透設備特點及應用范圍:

脫鹽率高,又可以同時除去細菌、毒素及其它有機物,出水水質(zhì)符合國標GBI7323-1998標準;

反滲透設備主件采用進口美國的復合膜元件及進口高壓不銹鋼泵,進水適應性、脫鹽率和使用壽命等方面,與其它反滲透元件相比,具有獨特的優(yōu)點;

設計壓力:1.05~1.6Mpa,脫鹽率:96~99%;

自動化程度高,運行穩(wěn)定,故障率低且運行費用低等優(yōu)點;

適用酒勾兌用水,罐頭產(chǎn)品加工用水,瓶、桶裝飲用水,各種飲料用水;

適用于電子、化工、電力、制藥等行業(yè)用水的制備;

適用于高純水的處理。

反滲透膜分離技術(shù)是利用反滲透膜原理進行分離的,具有以下幾點顯著特點:

·在常溫不發(fā)生相變的條件下,可以對溶質(zhì)和水進行分離,適用于對熱敏感物質(zhì)的分離、濃縮,并且與有相變化的分離方法相比,能耗較低。

·反滲透膜分離技術(shù)雜質(zhì)去除范圍廣。

·較高的脫鹽率和水回用率,可截留粒徑幾個納米以上的溶質(zhì)。

·利用低壓作為膜分離動力,因此分離裝置簡單,操作、維護和自控簡便,現(xiàn)場安全衛(wèi)生。

應用領(lǐng)域:

反滲透膜技術(shù)在電廠鍋爐補給水、電子、半導體行業(yè)超純水處理、化工及制藥行業(yè)的純水處理、食品、飲料、飲用水處理、海水、苦咸水淡化、冶金、輕工業(yè)、電鍍及皮革等行業(yè)的廢水處理等行業(yè)內(nèi)得到了廣泛應用。

反滲透設備在長期運行中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題,而這些問題中有一部分是因為使用者的操作不當引起的。本文就針對操作不當引起的設備故障進行匯總分析。

一、反滲透設備的操作不當引起膜性能的損壞

1、反滲透設備中有殘余氣體在高壓下運行,形成氣錘會損壞膜

常有兩種情況發(fā)生:A、設備排空后,重新運行時,氣體沒有排盡就快速升壓運行。應在2~4bar的壓力下將余下的空氣排盡后,再逐步升壓運行。B、在預處理設備與高壓泵之間的接頭密封不好或漏水時(尤其是微濾器及其后的管路漏水)當預處理供水不很足時,如微濾發(fā)生堵塞,在密封不好的地方由于真空會吸進部分空氣。應清洗或更換微濾器,保證管路不漏�？傊�,應在流量計中沒有氣泡的情況下逐步升壓運行,運行中發(fā)現(xiàn)氣泡應逐漸降壓檢查原因。

2、反滲透設備關(guān)機時的方法不正確

A、關(guān)機時快速降壓沒有進行徹底沖洗。由于膜濃水側(cè)的無機鹽的濃度高于原水,易結(jié)垢而污染膜。B、用投加化學試劑的預處理水沖洗。因含化學試劑的水在設備停運期間可能引起膜污染。

反滲透水處理設備在準備關(guān)機時,應停止投加化學試劑,逐步降壓至3bar左右用預處理好的水沖洗10min,直至濃縮水的TDS與原水的TDS很接近為止。

3、反滲透設備消毒和保養(yǎng)不力導致微生物的污染

這是復合聚酰胺膜使用中普遍存在的問題,因為聚酰胺膜耐余氯性差,在使用中沒有正確投加氯等消毒劑,加上用戶對微生物的預防重視不夠,容易導致微生物的污染。許多廠家生產(chǎn)的純水微生物超標,就是消毒、保養(yǎng)不力造成的。

主要表現(xiàn)為:出廠時,RO設備沒有采用消毒液保養(yǎng);設備安裝好后沒有對整個管路和預處理設備消毒;間斷運行不采取消毒和保養(yǎng)措施;沒有定期對預處理設備和反滲透設備消毒;保養(yǎng)液失效或濃度不夠。

4、反滲透設備余氯監(jiān)測不力

如投加NaHSO3的泵失靈或藥液失效,或活性炭飽和時因余氯損壞膜。

二、清洗不及時與清洗方法不正確導致的膜性能的損壞

設備在使用過程中,除了性能的正常衰減外,由于污染而引起設備性能的衰減更為嚴重。EDI高純水設備通常的污染主要有化學垢,有機物及膠體污染,微生物污染等。不同的污染表現(xiàn)出的癥狀是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的癥狀也是有一定的差異。

在工程中我們發(fā)現(xiàn),污染時間的長短不一樣,其癥狀也不一樣。如:膜發(fā)生碳酸鈣垢污染,污染時間為一個星期時,主要表現(xiàn)為脫鹽率的迅速下降,壓差緩慢增大,而產(chǎn)水量變化不明顯,用檸檬酸清洗能完全恢復性能。污染時間為一年(某純水機),鹽通量由最初的2mg/L上升為37mg/L(原水為140mg/L~160mg/L),產(chǎn)水量由230L/h下降為50L/h,用檸檬酸清洗后,鹽通量降為7mg/L,產(chǎn)水量上升至210L/h。

再者污染往往不是單一的,其表現(xiàn)的癥狀也有一定的差別,使得污染的鑒別更困難。

鑒別污染類型要綜合原水水質(zhì),設計參數(shù),污染指數(shù),運行記錄,設備性能變化及微生物指標等加以判斷:

1、膠體污染:發(fā)生膠體污染時,通常伴隨著以下兩個特性:A、前處理中微濾器堵塞得很快,尤其是壓差增大很快,B、SDI值通常在2.5以上。

2、微生物污染:發(fā)生微生物污染時,RO設備的透過水和濃縮水中的細菌總數(shù)都比較高,平時一定沒有按要求進行保養(yǎng)和消毒。

3、鈣垢:可依據(jù)原水水質(zhì)及設計參數(shù)進行判斷。對碳酸鹽型水而言,如果回收率為75%時,設計時投加了阻垢劑,濃縮液的LSI應小于1;不投加阻垢劑時濃縮液的LSI應小于零,一般不會產(chǎn)生鈣垢。

4、可用1/4英寸的PVC塑料管插入組件中測試組件不同部位的性能變化進行判斷。

5、根據(jù)設備性能的變化判斷污染的類型。

6、可用酸洗(如檸檬酸、稀HNO3),根據(jù)清洗的效果和清洗液判斷鈣垢,通過清洗液成分分析進一步證實。

7、對清洗液進行化學分析:取原水、清洗原液、清洗液,三個樣分析。

在確定了污染的類型后,可按表1中的方法清洗,然后消毒使用。在不能確定污染的類型時,通常采用清洗(3)消毒0.1%HCl(pH為3)的步驟清洗。

三、防止膜性能的損壞

新的反滲透膜元件通常浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情況下,貯存1年左右,也不會影響其壽命和性能。當塑料袋開口后,應盡快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對元件產(chǎn)生不良影響。因此膜應盡量在使用前開封。

反滲透設備試機完后,我們采用過兩種方法保護膜。設備試機運行兩天(15~24h),然后采用2%的甲醛溶液保養(yǎng);或運行2~6h后,用1%的NaHSO3的水溶液進行保養(yǎng)(應排盡設備管路中的空氣,保證設備不漏,關(guān)閉所有的進出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果。第一種方法成本高些,在閑置時間長時使用,第二種方法在閑置時間較短時使用。

1、設備應采用旁通式安裝,以便設備在不停機狀態(tài)下檢修與維護。

2、本設備可根據(jù)現(xiàn)場情況采用水平或垂直安裝,設備必須按進出水口方向與管道連接,當垂直安裝時,設備進水口朝上,水平安裝時,排污口朝下。