工艺技术_水处理基础知识

水处理基础知识 皓海嘉水处理 培训资料 皓海嘉水处理科技有限责任公司 主要内容 皓海嘉水处理 1 水质主要指标 2 常用单位换算 3 常用计算 4 反渗透常用药剂 创新生活 从点滴开始 5 6 反渗透预处理常用工艺 反渗透的化学预处理 1 水质的主要指标 皓海嘉水处理 自然界没有绝对纯净的水 创新生活 从点滴开始 水中的杂质 按颗粒大小分类 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 浊度Turbidity 皓海嘉水处理 浊度 水中的不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度 单位 NTU nephelometricturbidityunit 水质分析中规定 1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位 简称1度 即为1NTU GB5749 2006标准 生活饮用水浊度 1NTU 反渗透进水浊度 1NTU 创新生活 从点滴开始 色度Color 皓海嘉水处理 纯水是无色的 但自然界中的水往往因受外来的杂质的影响而呈现出一定的颜色 真色 溶解性物质或胶体物质 色度 颜色 表色 溶解性物质 胶体物质 悬浮物质 单位 TCU turecolorunit 1L水中含有相当于1mg铂时所产生的颜色规定为1度 即1TCU GB5749 2006标准 生活饮用水色度 15度 创新生活 从点滴开始 总溶解性固体TDS 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 溶解性总固体totaldissolvedsolids 曾称为矿化度 是表示水中的含盐类的数量 也可以表示为水中各种阴 阳离子量的和 单位 mg l或ppm 生活饮用水标准中TDS 1000ppm 苦咸水 通常TDS大于1000ppm的水称为苦咸水 brackishwater TDS在1000 3000ppm为微咸水 TDS在3000 5000ppm为半碱水 TDS在5000 10000ppm为中盐度苦咸水 10000ppm以上的为高盐度苦咸水 50 500g L称为卤水 电导率sepecificconductance 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 电导率 水的导电性即水的电阻的倒数 通常用它来表示水的纯净度 单位 西门子 米 s cm us cm 1S m 0 01s cm 10000us cm 水中溶解盐类都是以离子状态存在的他们都具有一定的导电能力 电导率越大则水的导电性越强 反之越小 Q 电导率和TDS有没有关系 碱度alkalinity 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 碱度 水接收质子的能力 单位 mmol L或mg L 以CaCO3计 单位换算详见第二节 碱度主要是指二氧化碳 碳酸氢盐 碳酸盐与氢氧化物 总碱度 水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质 即能接受质子H 的物质的总量 Q2 物质的量 mol 硬度hardness 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 硬度 水中Ca2 Mg2 的总量 单位 mmol L或mg L 以CaCO3计 单位换算详见第二节 碳酸盐硬度 主要由钙 镁的碳酸盐和重碳酸盐所形成 能经煮沸而去除 又称为暂时硬度 总硬度 非碳酸盐硬度 主要由钙 镁的硫酸盐 氯化物等形成 不受加热而影响 又称为永久性硬度 污染指数SDI siltingdensityindex 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 水中颗粒 胶体和其他能阻塞各种水净化设备的物体含量 SDI值是测量是通过47mm直径 0 45um孔径膜的流速衰减 又被称作FI foulingindex 选择0 45um孔径的膜 是因为在这个孔径下 胶体物质比硬颗粒物质 如沙子 水垢等 更容易堵塞膜 流速的衰减被转换成1到100之间的数值 即SDI值 SDI值越低 水对膜的污染阻塞趋势越小 从经济和效率综合考虑 大多数反渗透厂家推荐反渗透进水SDI值不高于5 BOD COD 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 BOD 生物需氧量 在有氧的条件下 水中可分解的有机物由于好氧微生物的作用被氧化分解而无机化 这个过程所需要的氧量 COD 化学需氧量 在一定严格的条件下 水中各种有机物与外加的强氧化剂 如K2Cr2O7 KMnO4 作用时所消耗的氧化剂量 单位 mg L 2 常用的单位换算 皓海嘉水处理 自然界没有绝对纯净的水 创新生活 从点滴开始 GPD LPD 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 流量的单位 GPD 加仑 天 LPD 升 天 英制加仑 1加仑 4 54596升美制加仑 1加仑 3 78533升 我们公司采用美制加仑换算 例如S2T 3000GPD的产水量 3000GPD 3000 3 785L d 11355L d 11355 24 1000 m3 h 0 473m3 h 0 5m3 h 压力 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 bar PSI MPa TDS和电导率 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 定义回顾 对于大多数水源 电导率 TDS的比率为1 2 1 7之间 海水选用1 4比率而苦咸水选用1 3比进行换算 通常能够得到较好的近似换算率 TDS 0 65 电导率电导率 1 5 TDS 电导率在2000以下就按照电导 TDS 2 1来约算 mmol L 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 物质的量n N NA上式中 N 物质所含的微粒数 NA 阿伏伽德罗常数NA 6 02 10 23个 mol 6 02 10 23个CaCO3分子的质量就是40 12 16 3 100g 由此可得出 1mol CaCO3 100g CaCO3 硬度1mmol L 100mg L 以CaCO3计 碱度主要产生的成份 HCO3 CO32 OH 换算为以CaCO3计 1mmol L e 50mg L 4 计算 3 常用计算 皓海嘉水处理 常用填料密度 石英砂 活性炭 无烟煤 锰砂 硬度1 75g cm3 硬度0 45g cm3 硬度0 95g cm3 硬度2 2g cm3 软化树脂 W 3200 硬度860g L 混床树脂 W 3200MB 硬度850g L 混床树脂 W 1700MB 硬度670g L 皓海嘉水处理 装填量 皓海嘉水处理 硬度装填量 底面积 2 3罐体高度 装填密度 硬度 滤速 皓海嘉水处理 地表水6 8米 小时 一般水质8 12米 小时 一般水质8 12米 小时 过滤器 软水器 25米 小时 混合床 25 40米 小时 4 反渗透常用药剂 皓海嘉水处理 自然界没有绝对纯净的水 创新生活 从点滴开始 絮凝剂 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 当所含悬浮物高 SDI值很高时 我们采用絮凝工艺 在原水中加入絮凝剂 絮凝剂可以使水中的颗粒结合在起 使其体积不断变大 当颗粒聚集使体积达到一定程度时 粒径大约为0 01cm时 便从水中分离出来 这就是所谓的絮凝体 由上述 絮凝剂是在多介质过滤前使用 有助于提高多介质过滤器对有机胶体 无机颗粒 有机溶解物等的去除作用 大大降低有机物在反渗透表面发生的污堵现象 水处理常用的絮凝剂有两种 一种是PAC无机盐混凝剂 一种是PAM非离子型高分子絮凝剂 结垢 部分盐类的浓度超过其溶度积在膜表面的沉淀 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 阻垢剂 Q1 易结垢的盐类 碱度 硬度 参见陶氏膜手册P131 为防止无机盐在膜表面结垢 加入阻垢剂来增加盐类的溶度积 Q2 软化工艺原理与此比较 溶度积的概念 杀菌剂 还原剂 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 所有的原水中均含有微生物 细菌 藻类 真菌和其他高等生物 一旦反渗透系统出现生物污染或者生物膜 清洗就会非常困难 常用的水的消毒方法有氯 氯胺 次氯酸钠 紫外线等 原水中因为氧化杀菌剂的投加或其他原因导致水中含有氧化物质 如果直接进入反渗透系统 会对反渗透膜造成不可恢复的破坏 加药的顺序 多介质 保安过滤器 膜系统 原水箱 消毒剂 PH值 絮凝剂 阻垢剂 还原剂 阻垢剂的投加 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 方法一 原液不稀释直接投加 Qr Qf p 1000 实例 某厂给水量为200吨 小时 经计算 原水的加药量为3 2ppm 阻垢剂不稀释直接投加 阻垢剂密度p 1 15kg L 计算加药量 Qr Qf p 1000 200 3 2 1 15 1000 0 557L h方法二 若原液直接投加量太小时 可考虑将原液稀释后投加 Qr Z Qf p 1000 实例 某厂给水量为35吨 小时 经计算 原水的加药量为3 2ppm 阻垢剂稀释后投加 阻垢剂密度p 1 10kg L 计算加药量 Qr Z Qf p 1000 35 3 2 1 10 1000 0 102L hQr 0 102 Z 0 102 10 1 020L h 说明 阻垢剂的稀释倍数一般可选小于10的整数 絮凝剂的投加 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 将标准液配成4 浓度 4kg标准液 96kg水 后投加 若有少量沉淀 摇匀即可 不影响产品性能 一般投加量为0 5 10ppm 标准液计 水质较好时 自来水 干净的地表水等 推荐用量为0 5 2ppm 过低或过高用量均对絮凝过程不利 应在最佳絮凝效果前提下尽可能降低用量 具体最佳用量需要进行小试后确定 解决问题一 药箱若为120L升 怎么配液 水多少 药液多少 解决问题二 投加量 进水量18吨 小时 每吨水絮凝剂标准液用量2ppm 比重是1 05kg L 计算药剂投加量 标准液 18 2 1 05 1000 0 034L h投加量 0 034L h 4 0 85L h 5 RO预处理工艺 皓海嘉水处理 自然界没有绝对纯净的水 创新生活 从点滴开始 机械过滤 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 机械过滤器又称压力过滤器 进水浊度要求小于20 出水浊度可达3以下 活性炭过滤器中的滤料由活性炭和石英砂垫层组成 其主要作用是吸附前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解 同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质 对水中异味 胶体及色素 重金属离子 COD等有较明显的吸附去除作用 可以进一步降低RO进水的SDI值 保证SDI 5 TOC 2 Oppm 活性炭选用杏壳 核桃壳为原料 经过炭化 活化 精制加工而成 具有孔隙结构发达 比表面积大 微孔分布合理 吸附能力强 强度高等特点 多介质过滤器中的滤料由无烟煤和石英砂组成 其主要作用是用以滤除水中悬浮物 胶体等杂质 无烟煤 石英砂复合滤料 截污量大 化学性能稳定 运行安全 大水量反洗 清洗彻底 滤料不乱层 有效降低原水中SDI值 保证反渗透系统长期运行对SDI的要求 盘式过滤器原理 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 盘式过滤器 盘片式过滤器过滤机理 在于通过压紧的塑料盘片实现表面过滤与深层过滤的组合 其核心技术就是盘片 它由一组双面带不同方向沟槽的聚丙烯盘片构成 相邻两盘片叠加 其相邻面上的沟槽棱边便形成许许多多的交叉点 这些交叉点构成了大量的空腔和不规则的通路 这些通路由外向里是不断缩小的 过滤时 这些通路导致水的紊流 最终促使水中的杂质被拦截在各个交叉点上 如把一摞盘片叠加安装在过滤芯骨架上 在弹簧和来水的压力下就形成了外松内紧的过滤单元 盘片上沟槽的不同深浅和数量确定了过滤单元的过滤精度 盘式过滤器的工作原理 皓海嘉水处理 盘式过滤器的特点 1 过滤精度2 高效反洗3 全自动运行 连续产水4 使用寿命长5 占地面积小6 滤速快 皓海嘉水处理 盘式过滤器的过滤精度 皓海嘉水处理 盘式过滤器特点 精确过滤 可根据用水要求选择不同精度的过滤盘片 有20 m 50 m 100 m 200 m多种规格 过滤比大于85 彻底高效反洗 由于反洗时将过滤孔隙完全打开 加上离心喷射作用 达到了其他过滤器无法达到的清洗效果 反洗过程只需20S左右即可完成 全自动运行 连续出水 时间和压差控制反洗启动 在过滤器组套内 各个过滤单元顺序进行反洗 工作 反洗状态之间自动切换 可确保连续出水 系统压损小 标准 模块化系统设计 用户可按需取舍过滤单元并联数量 灵活可变 互换性强 占地省 可灵活利用现场边角空间 因地制宜安装 占地少 运行可靠 维护简单 几乎不需日常维护 不需专用工具 零部件很少 使用寿命长 经多年工业实用验证 过滤和反洗效果不会因使用时间而变差 皓海嘉水处理 几种常见过滤形式比较 皓海嘉水处理 盘式过滤器的应用 皓海嘉水处理 1 原水过滤 如海水 湖水 井水 河水 雨水等2 市政用水过滤 如自来水厂原水过滤 污水达标排放过滤 喷泉水过滤 绿化灌溉过滤等 3 农业应用过滤 农业喷灌保护过滤 海水养殖等 4 冷却循环水过滤 冶金 发电厂 石油化工厂冷却水全滤 旁滤 空调冷却水过滤 大型设备仪器冷却水过滤等 5 水处理预处理过滤 如超滤系统的预处理 离子交换系统预处理 RO系统 的预处理 海淡系统的预处理 废水回用设备预处理等 6 其它流体过滤 如乳化液过滤 溶剂型液体过滤等 皓海嘉水处理 盘式过滤器的选型 皓海嘉水处理 过滤图谱 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 超滤 创新生活 从点滴开始 皓海嘉水处理 超滤能够截留0 002 1 m之间的颗粒和杂质 用于表征超滤膜的切割分子量一般介于1 000 10 000之间 作为反渗透的预处理通常选用切割分子量在5 10万 超滤技术是一种纳米级薄膜分离技术 中空纤维超滤过程是以中空纤维膜丝为过滤介质 以膜丝内外压差为驱动力 按一定的过滤孔径对溶液中不同物理直径大小的物质进行分离的过程 以达到溶液净化 分离 提纯 浓缩的目的 超滤原理图 皓海嘉水处理 超滤可以截留的物质 皓海嘉水处理 超滤原理图 皓海嘉水处理 超滤的过滤精度 超滤的过滤范围0 1 0 002微米 1毫米 1000微米 10万切割分子量对应孔径为0 01微米 AQUCELL生产的超滤膜切割分子量主要规格有 6000dalton 10000dalton 50000dalton 100000dalton 150000dalton 皓海嘉水处理 超滤膜的材料以及物理化学属性 膜材料的物理化学属性直接决定超滤膜组件的使用寿命常见的膜材料有聚丙烯腈 PAN 聚砜 PS 聚醚砜 PES 聚偏氟乙烯 PVDF 聚氯乙烯 PVC 各种材料的特点如下 皓海嘉水处理 皓海嘉水处理 AQUCELL超滤系统工作流程 皓海嘉水处理 流程图合理的系统设计可以降低膜污染 保障系统长期稳定运行 运行20 60分钟 顺冲洗30秒 反冲洗60秒 顺冲洗30秒 超滤技术优势 过滤效果稳定 超滤产水水质受原水水质波动的影响甚微 可保障产水水质稳定一致 低能耗 常温常压运行 运行费用低 高效率 原液的利用率高 浪费小 处理自来水的超滤系统的回收率可高达95 以上 占地面积小 超滤设备紧凑 无相变 越滤分离过程属于常温下的纯物理分离 超滤分离后的物质不会发生性质的变化 且无二次残留 分离范围广 越滤膜针对不同应用可以制作成从2nm 100nm的不同过滤精度的产品 皓海嘉水处理 超滤预处理 皓海嘉水处理 通常 在超滤装置前都设有预处理 目的是滤除可能堵塞膜丝内 AQUCELL的膜丝 内孔 AQUCELL的膜丝内孔为0 9mm 的悬浮浮固体 常见的悬浮固体如石子 砂砾 铁与锰的沉淀物等 预处理的精度应约为膜丝孔径的1 10 预处理主要有下述四类 精滤器 保安过滤器 多介质过滤器叠片式过滤器絮凝 超滤的应用 超滤在纯水 超纯水等净水处理应用 锅炉补给水 工业用高纯水 医药纯水 食品用水等的处理 超滤在工业废水回用处理中的应用 石油 化工 钢厂 电厂 电镀 印染的循环水 冷却水 回注水 采集水等工业废水的处理回用 超滤在特种分离 浓缩领域的应用 牛奶浓缩 蛋白质浓缩 酶制品的浓缩 淀粉回收 电泳漆的回收 醋的澄清 超滤在饮用水中的应用 矿泉水 纯净水 食品饮料用水 自来水 农村饮用水处理 皓海嘉水处理 反渗透的化学预处理 为了改善反渗透系统的操作性能 在进水中可以加入添加下列一些药剂 1 酸2 碱3 脱氯药剂4 阻垢剂和分散剂 皓海嘉水处理 加酸 在进水中可以加入盐酸 HCl 硫酸 H2SO4 来降低pH 降低pH的首要目的是降低RO浓水中