反渗透水处理设备设计与运行点滴体会.doc

反渗透水处理设备设计与运行点滴体会 净水技术WATER PURIFICATIONTECHNOLOGY V0124No4xx小型两级反渗透水处理设备设计与运行点滴体会高隆绪1史磊2(1郑州市老科学技术工作者协会，河南郑州450052；2郑州铁路分局新铁路水电段，河南新乡453000)摘要介绍了小型两级反渗透水处理设备怎样去除水中钙镁硬度，正确使用软化器；怎样区分膜标准产水量与设计产水量，合理配置反渗透膜组件；怎样将 一、二级纯水混合使用，提高产水量。 关键词小型两级反渗透软化器标准产水量设计产水量混合使用按照CJT119-2000行业标准规定，日产水量lOOm3d(以24h，25水温计)，为小型反渗透水处理设备(相当于4m3h)。 对于4m3h及以下的小型两级反渗透水处理设备，大都是用于饮用纯净水、制药纯水及工艺纯水的生产，这类设备不仅用量大，而且涉及面广。 但在实际应用中，遇到两个问题一是有的用户对反渗透水处理技术不够了解或因投资不足，只追求低价位；二是有的生产厂设计不合理或因追求高利润，尽量简化配置。 为此，有相当多的小型两级反渗透水处理设备，软化效果不好，反渗透膜污染结垢，产水量及水质降低，设备不能正常运行。 针对上述问题，现将多年从事小型两级反渗透水处理设备设计与运行点滴体会，介绍如下。 1正确使用软化器的体会反渗透水处理设备的设计，首先要考虑进水水质，其中钙镁硬度是一项主要指标。 因为，钙镁离子会沉积于反渗透膜表面，影响膜通水量及脱盐效果，所以原水硬度是决定反渗透设备寿命的重要条件。 小型两级反渗透水处理设备，由于不宜采用加阻垢剂方法，所以都是采用钠离子交换软化器，去除水中钙镁硬度。 11全自动控制软化器的问题全自动控制软化器，虽然设备运行元需专人操作，按设定时间或流量，到时会自动完成再生各个过程。 但是，停电就不能自动再生。 如果停电后再运行，或因压力、流量以及原水水质变化，均会使软化过程终点的设定难以精确设置，因此再生周期变得不准确，不是过早再生，就是延迟再生。 为了保证出水质量，只能采用过早再生，这种“富”再生方式，大大增加了盐耗，所以全自动控制软化器，不是盐耗较一72一低，而是较高。 再者，全自动软化器也需要人工及时将食盐倒入盐液箱中。 有时停电，还需要人工手动再生。 送电后并要及时调整自动控制器的时间至当前时间，这样才能保证设定再生周期不变，从上述可以看出“全自动”并非可以完全脱离人的控制，它只是简化人的操作步骤。 而且全自动控制器本身的压力损失较大，故要求进水压力不低于02MPa，当进水压力低于02MPa时，就不能正常吸盐或吸盐量不足，致使再生效果不好，软水硬度超标。 全自动控制软化器，在罐内中心设置有一根进出水中心管及配水帽，不仅占用了过水面积，而且配水容易产生偏流。 虽然目前已有手动控制头可代替自动控制器，但还是存在有进出水中心管的问题。 因此认为，小型两级反渗透水处理设备，不宜采用全自动控制软化器，推荐采用不带进出水中心管的手动不锈钢软化器。 12根据水量及水质设计选用软化器有的厂商，搞所谓标准配置，例如产水量025m3h两级反渗透水处理设备，无论原水硬度多少，软水器与砂滤器、碳滤器的大小都是一样，均为DN2501400mm。 当原水硬度为6mmolL时，DN2501400mm软化器，装钠树脂44L，每个再生周期可产水量73m3左右。 025m3h两级反渗透，要求软水量145m3h，软化器运行5h，就要再生1次，中断供水15h。 如果每天累计运行10h，就要再生2次，累计中断供水3h，这种运行方式，是不正常的。 因此，软化器应根据产水量及原水硬度，按每周期运行8-12h再生1次进行设计。 对上述原水硬度，应采用DN3001500毫米软化器，装钠树脂85L，运行10h再生1次。 万方数据净水技术V0124No4xx软化器除了要选好，还要管好、用好。 软化器树脂的再生是关键，实际操作应做到两不能、一接近、一认真(就是加食盐数量按规定不能少、进盐液及置换的时间共50min不能少，树脂清洗排水中的氯根要接近原水，水质硬度要认真化验)，保证再生清洗质量。 13软化器使用效果实例2000年7月设计投产的铁路某纯净水厂，一级反渗透产水量025m3h，采用陶氏低压膜原水电导率1000tlscm、原水硬度8mmolL，选用DN3001500mm软化器，装钠树脂85L，软水量10m3h，运行10h再生1次。 由于配置合理，操作管理认真，还有硬度化验记录。 使用四年来，反渗透膜的水通量及脱盐率除了正常衰减外，膜表面未发生结垢和污染，出水电导率，投产初期为78生scm，现为911zscm，可见软化的效果是大的。 2合理配置反渗透膜的体会合理配置反渗透膜，首先要了解什么是膜元件标准产水量及设计产水量，膜元件标准产水量是膜元件生产厂家在标准测试条件下测得的产水量(即产品手册的产水量)，而膜元件设计产水量是在设计时所赋于每支膜的实际产水量。 由于生产厂家配制标准测试液的水质为反渗透产水，因而几乎不带杂质，不存在膜元件被污染的问题，而且测试时间短。 但在实际使用时，除了二级反渗透系统的进水是以一级反渗透的产水作为原水外，其他反渗透系统的进水几乎都是经普通预处理后的原水，尽管对原水进行过预处理，去除了一部分杂质，但与标准测试条件所用水源相比，其进水水质仍然很差，此时如仍按标准产水量作为设计产水量，则反渗透膜元件很快会受到污染，造成膜元件损坏。 所以，不能把膜元件标准产水量作为设计产水量，也可以说，膜元件设计产水量与标准产水量无关，它只与有效膜面积、进水水质及水通量等有关。 21膜设计产水量的的计算方法膜设计产水量快捷简便的计算方法是单支膜设计产水量(m3h)=00929有效膜面积(ft2)X17水通量(gfd)式中有效膜面积ft2(英尺2)=00929m2水通量gfd(加仑英尺2时)=17Lm2h例如两级反渗透水处理设备进水水源为软化水，采用4040膜，一级膜有效膜面积82ft2(76m2)；二级膜有效膜面积87ft2(81m2)，根据膜生产厂家设计导则，结合设计实践，一级膜水通量选用199fd(323Lm2h)；二级膜的进水是一级反渗透产水，所以二级膜水通量选用259fd(425Lm2h)。 则单支一级膜设计产水量=76m2323Lm2h1000025m3h单支二级膜设计产水量=81m2x425Lm2h1000034m3h按照单支一级膜设计产水量，一级反渗透水处理设备产水量05m3h，应采用2支膜；产水量10m3h，应采用4支膜，如此累加配置。 有的市售10m3h一级反渗透设备只采用3支或2支膜，而不考虑进水水源等多种因素的影响，这种设计是不合理的，同时也会造成膜生产厂家对其提供的三年质量担保失效。 22两级反渗透膜的配置问题如果是带中间水箱的两级反渗透，膜的配置可能出现的问题，就是有的厂家借设中间水箱，有意把一级膜配少，例如lm3h(20m3d)的两级反渗透水处理设备，一级反渗透只配45支4040膜，二级反渗透配3支4040膜。 运行后，二级反渗透产水量可达lm3h，但一级反渗透产水量，不能满足二级反渗透连续运行，时运时停，每天只能累计运行1216h，日产水量达到设计的6080。 因此，选用两级反渗透水处理设备时，应特别注意一级膜的配置数量，必须保证两级反渗透的第二级能够连续运行。 实践表明，小型两级反渗透一级膜及二级膜，采用4040膜的优化配置为产水量O25m3h，一级膜2支、二级膜1支；产水量05m3h，一级膜4支、二级膜2支；产水量10m3h，一级膜6支、二级膜3支；产水量20m3h，一级膜12支、二级膜6支。 23小型两级反渗透清洗膜系统反渗透水处理设备的预处理，是为尽可能多地去除引起膜污染的物质而专门设计的。 但在运行过程中，可能存在一些不可预测因素，如不正常工况，浓差极化及误操作等原因，反渗透膜运行一段时间后，还是有可能被无机物垢及金属氧化物等污染。 为了去除污染，小型两级反渗透水处理设备，也应配备化学清洗膜系统。 作为膜的FI常维护保养，一般半年左右应洗膜一次。 关于清洗泵，也可用原加压泵或用软化再生泵代替，采用低压清洗。 3 一、二级纯水混合使用提高产水量的体会两级反渗透水处理设备，用于饮用纯净水的一一73万方数据小型两级反渗透水处理设备设计与运行点滴体会V0124No4xx级纯水电导率，一般为1525pscm，二级纯水电导率，一般为46lscm。 现将一级纯水与二级纯水按比例混合使用，混合后纯净水电导率控制在810pscm，仍然符合饮用纯净水电导率10btsem的国家标准。 例如1m3h的两级反渗透，一级纯水产水量15m3h、电导率17lsem，二级纯水产水量10m3h、电导率5lscm，欲配混合水电导率9tlscm。 采用十字交叉法计算一级与二级纯水混合比例，可按一级纯水电导弋7级纯水混合份数17二级纯水电导率欲配混合水电导X_级纯水混合份数八98二级纯水电导率一级纯水混合份数g下法计算以对角线的方向将两数相减。 从上述计算结果可知，取4份(折合1份)一级纯水与8份(折合2份)二级纯水混合，混合使用后平均产水量为(15X1+102)(1+2)=117m3h混合后的纯水量比不混合时的二级纯水产量10m3h，增加017m3h，等于两级反渗透产水量提高17，每小时多灌装5加仑桶装纯净水8桶，每天工作12h，可多灌装96桶，每月增加利润近万元。 xx727第一作者简介高隆绪，郑州市老科协，教授级高级工程师，主要从事水处理设计与应用。 (上接第17页)由表2可知，磁种一磁分离法产生污泥的含水率明显比常规混凝沉淀法产生的污泥低，因此不需要再进行污泥浓缩处理，这样可以减少处理工艺的占地面积。 试验结果表明，经过磁场作用过的磁性絮凝体，其颗粒之间的吸引力增大，有利于将颗粒间的空隙水排走。 27影响去除率因素的理论探讨磁性凝聚体在磁场中的受力包括磁力FM、重力FG、黏滞曳力Fv和惯性力E等。 FM(FG+Fv+FI)可作为预测去除率大小的定性判据，其中磁力和滞曳力为主要的作用力，所以一般将FMFv作为预测去降率大小的定性判据，其比值越大，去除率越高。 黏滞曳力Fv的计算公式为Fv=37tTvd (2)式中Fv一黏滞曳力；叼一水的黏度系数；v一颗粒速度；d一颗粒粒度。 将式 (1)和式 (2)代入FMFv可得FMFv=(xVH dHdx)3trlvd=(xd2H dHdx)181v (3)由式 (3)可知，磁种用量、磁性凝聚体粒径、磁场强度和磁场梯度与FMFv成正比，这与磁种用量、磁场强度对去除率影响的试验结果相符合，颗粒速度与FMFv成反比，这与过滤速度对去降率影响的试验结果吻合。 3结论 (1)洗车废水经过磁种一磁分离法处理后，出水的水质可达到洗车回用水的要求； (2)磁种一磁分离法产生污泥的含水率明显比常规混凝沉淀法产生的污泥低，不需要设置污泥浓缩设备； (3)磁种一磁分离法与传统的处理工艺比较，具有占地面积少、设备结构简单、投资和运行费用低等优点，因此将其用于洗车废水的回用处理，具有广阔的市场前景。 参考文献1杨宗政，孙永军，庞金钊普通活性污泥膜生物反应器处理洗车废水的应用研究口环境污染与防治，xx，25 (2)1041062雷国元磁种和磁处理技术在废水处理中的应用J上海环境科学，1997，16 (11)2427l污泥处理工程学FM上海z华东化工学院出版社，19903国家环保局水和废水监网分析方法编委会水和废水监测分析方法(第三版)M北京中国环境科学出版社19974傅大放，蔡明元，华建良等污水厂污泥微波处理试验研究J中国给水排水，1999，15 (6)56575张朝，张可方，宋金璞等大梯度磁滤器处理微污染株江源水J中国给水排水，xx，17 (4)7072xx8-25第一作者简介潘涌璋，男，1964年3月出生，1993年华南理工大学环境化工专业博士研究生毕业，工学博士，高级工程师，从事环境科学和工程的教学、科研、技术开发及应用等工作。 Tel02085228390Emailtpyzjnu，edu，Cll。 -74-万方数据小型两级反渗透水处