反渗透水处理技术.ppt

ZhejiangOmexEnvironmentalEngineeringLtd 浙江欧美环境工程有限公司 反渗透水处理技术2005年8月 反渗透的基本原理影响反渗透性能的因素反渗透膜的分类及结构反渗透装置给水的要求及预处理的选择反渗透系统设计软件的应用反渗透装置设计及系统配置其他计算书 目录 反渗透的基本原理 渗透 是指稀溶液中的水分子自发地透过半透膜进入浓溶液的过程 渗透压 是指某溶液在自然渗透过程中 浓溶液液面不断升高 稀溶液液面相应降低 直到两侧形成的水柱压力抵消了水分子的迁移 溶液两侧的液面不再变化 渗透达到平衡点 此时的液柱高差称为该溶液的渗透压 反渗透 渗透平衡时 如果在浓溶液侧施加一个压力 那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透 这个渗透由于与自然渗透相反 故叫反渗透 RO 反渗透的基本原理 渗透压的计算 渗透压的大小取决于溶液的种类 浓度和温度而与半透膜本身无关 计算公式如下 仅适用于稀溶液 CRT 渗透压 kg cm2 C 离子浓度差 摩尔 升 R 气体常数 等于0 082升 大气压 摩尔 k T 绝对温度 k 如计算3 NaCL 近于海水 在25 时的渗透压 C 30 58 5 2 1 026摩尔 升 CRT 1 026 0 082 273 25 24 4 kg cm2 影响反渗透性能的因素 产水通量和脱盐率是反渗透过程中的关键参数 针对特定系统条件 水通量和脱盐率主要受压力 温度 回收率 进水含盐量和pH值的影响 基本关系式1 产水率 QW KW A P dQW 产品水流量KW 温度校正系数 取决于膜的类型和温度 A 膜表面积 P 膜两侧的压力 膜两侧的渗透压d 膜厚度2 盐通量 QS KS A C dQS 盐通量KS 盐透过系数 取决于膜的类型和温度 A 膜表面积 C 膜两侧的浓度剃度 膜两侧的渗透压 影响反渗透性能的因素 进水压力对通量和脱盐率的作用 脱盐率 产水通量 进水温度对通量和脱盐率的作用 产水通量 恒定压力 脱盐率 恒定通量 脱盐率 水通量 回收率 增加盐浓度对通量和脱盐率的影响 增加回收率对通量和脱盐率的影响 脱盐率 水通量 压力 温度 原水浓度 影响反渗透性能的因素 进水pH对水通量和脱盐率的影响 水通量 脱盐率 pH值 反渗透膜的分类和结构 反渗透膜的分类 按化学成份分为 醋酸纤维膜 复合膜按形态分为 板框式 管式 卷式 中空纤维按用途分为 苦咸水膜 普通膜 低污染膜 超低压膜 钠滤膜 海水膜反渗透设计中常用的几种膜型号 反渗透基本原理 2 反渗透技术 反渗透膜的分类和结构 反渗透膜的结构 膜元件结构示意图 1 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 反渗透膜元件构造 2 反渗透技术 反渗透膜的分类和结构 反渗透膜的结构 膜元件结构示意图 2 2 反渗透技术 4 1 反渗透 2 反渗透技术 4 1 反渗透构造 2 反渗透技术 4 1 反渗透构造 2 反渗透技术 4 1 反渗透构造 2 反渗透技术 4 1反渗透前保安过滤器 反渗透装置给水的要求 温度 5 45PH 3 10浊度 1NTUFe 0 05SDI 5余Cl2 0 1ppmCODMn 2mg l 反渗透预处理的选择 反渗透预处理的必要性 反渗透的预处理是为了保证膜组件良好的设计性能和长时间的安全稳定运行 保证膜的使用寿命 反渗透预处理解决的问题 解决反渗透系统的污堵 结垢和膜本身发生化学变化 污堵 有机物 胶体在膜表面上的沉积结垢 部分盐类的浓度超过其溶度积在膜表面的沉淀 例如碳酸钙 硫酸钙 硫酸钡 硫酸锶 氟化钙 磷酸钙等 膜本身发生化学变化 使TFC膜的胺基受氧化而破坏 受到强酸强碱的溶解等 反渗透预处理的选择 不同水源的污染物的组成与常规预处理 1 地下水 即井水 一般水质稳定 污染可能性低 水中溶解氧少 二价Fe Mn H2S等还原性物质多 微生物和菌类较少 仅需简单的预处理 例如 设置多介质过滤 加阻垢剂 5um保安过滤器即可 2 地表水 受季节的影响较大 有发生微生物和胶体两方面高度污染的可能性 所需的预处理较复杂 包括 絮凝 助凝 澄清 多介质过滤 超滤 脱氯 加酸 加阻垢剂等 3 工业和市政废水 含有更复杂的有机和无机成分 有些有机物甚至会严重影响反渗透产水量的下降甚至膜的降解 因此必须有更加周全的预处理 包括 酸碱中和 三级生化处理 加氯氧化 澄清多介质过滤 超滤 脱氯 加酸 加阻垢剂等工艺 4 循环排污水 高硬度 高碱度 高pH值 经循环系统浓缩后已处于过饱和状态 水中投加的药剂量及药剂种类很多 水质成分复杂 有机物及细菌微生物的含量较高 预处理工艺的选择要慎重 反渗透预处理的选择 原水水质分析项目 不同污染物的常规预处理措施 1 结垢物质 主要是碳酸钙 硫酸钙 硫酸钡 硫酸锶 氟化钙 磷酸钙 主要是市政污水 等 常规预备处理措施 加阻垢剂 加酸 降低回收率 Na离子软化 弱酸阳树脂脱碱 石灰软化 2 二氧化硅 二氧化硅专用阻垢剂 调pH值 进水加温 石灰纯碱软化处理 超滤 3 有机物 活性炭吸附 选用抗污染膜 三级生化处理 絮凝澄清 多介质过滤 超滤 投加氧化剂 4 细菌 连续或定期加氯 调整pH值 紫外杀菌 臭氧 亚硫酸氢钠 5 铁 锰 硫化物 曝气 锰砂过滤 超滤 过滤 6 浊度 胶体 颗粒物质 澄清 多介质过滤 超滤 7 油和脂 活性炭过滤 超滤8 余氯 活性炭过滤 亚硫酸氢钠 反渗透预处理的选择 反渗透系统运行方式 1 单组件系统 反渗透系统设计及系统配置 1 单段系统 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 反渗透系统运行方式 1 多段式排列系统 反渗透系统设计及系统配置 1 多级系统 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 RO2 反渗透系统的设计步骤 1 考虑进水水源 水质 进水和产水流量以及所需的产水水质 2 选择系统排列和级数 3 膜元件的选择 4 膜平均通量的确定 5 计算所需的元件数量 6 计算所需的压力容器数 7 段数的确定8 确定排列比9 分析和优化膜系统10 运用反渗透计算软件进行系统模拟运算 反渗透系统设计及系统配置 反渗透系统的配置 反渗透系统设计及系统配置 典型反渗透系统 进 水 压 力 泵 出 口 压 力 表 浓 水 压 力 进 水 低 压 开 关 滤 器 出 口 压 力 进