反渗透膜技术在工业纯水的应用.doc

北京莱特莱德水处理设备有限公司反渗透膜技术在工业纯水的应用随着工业技术的发展，对纯水的要求将越来越高，传统的制水工艺如离子交换法已经不能满足其要求。一、反渗透膜分离原理及性能：自然界有这样一种自然现象，当将一张半透膜将稀薄溶液(如纯水)与浓厚溶液(如盐水)隔开，稀薄容液会向浓厚溶液渗透并保持相应的渗透压，此现象称为渗透现象，如在浓厚溶液处施压大于该渗透压的压力，则浓厚溶液会向稀薄溶液一侧渗透，此现象称为逆(反)渗透现象，该技术是目前国际上公认的高新技术，它借助外加压力的作用使溶液中的溶剂透过半透膜而阻留某些溶质，它是一种分离、缩和提纯的有效手段。反渗透膜表面微孔尺寸一般在10A左右，它能有效去除微粒、胶体、细菌、致热源及有机物和绝大部分离子。目前国内外反渗透膜材质主要为芳香族聚酰胺低压复合膜、醋纤由于醋纤膜在材质及性能上存在先天不足(易被细菌吞蚀、PH使用范围窄、脱盐率低等)，因此推广应用困难较大，目前该材质膜已逐渐被淘汰，起而代之的是一种高脱盐率、低压、稳定性好的复合膜。三、 反渗透法主要处理工艺介绍：1、ROI+MB型预处理 反渗透 离交系统加絮凝剂原水箱原水泵多介质过滤器活性炭吸附器(软化器)精滤器精滤器高压泵反渗透系统混合离子交换器微滤器纯水箱纯水泵用水点 清洗系统 再生系统2、ROII型预处理二级反渗透加絮凝剂原水箱原水泵多介质过滤器活性炭吸附器(软化器)精调节PE值滤器精滤器一级高压泵一级反渗透中间水箱二级高压泵清洗系统二级反渗透纯水箱纯水泵用水点工艺及设备有关说明：ROI+MB型纯水制取系统由预处理部分、反渗透脱盐部分、离子交换及精处理等几部分组成，该系统根据医药行业GMP规范中对水处理系统的要求设计，现已被广泛用于医药等行业。该系统中预处理部分主要由计量加药、多介质过滤器、活性炭吸附器(或软化器)、精滤组成。一般情况下因地表水中含有余氯，故采用活性炭予以吸附去除，以保护反渗透膜不被氧化;地下水一般情况下硬度较高，故采用软化器软化以防止CaCO3及CaSO4在膜浓水侧的沉积，地表水源因浑浊度较高，故选用5、1两道精滤进行处理。离子交换部分地表水源因含盐量低，经反渗透去除9798%后，所剩离子已不多，故仅采用混床即可。地下水源若含盐量在500PPM以下也可采用混床，500PPM以上则推荐选用阳、阴、混工艺，对HCO3较高的水源为延长阴床使用周期，可考虑增加脱气塔装置。精处理部分一般选用紫外线杀菌和0.22微孔膜过滤，选用的是原装进口紫外线杀菌器，以确保杀菌效果。ROII型二级反渗透系统是一种先进的处理工艺，他是在反渗透出水的基础上再进入一次反渗透，在进水500PPM情况下，二级反渗透出水电导可2scm-1，符合医药行业有关用水要求，该工艺最大的优点是彻底省去了离子交换再生过程中的酸碱处理，缺点是一次性投资较高，因此该工艺较适用于医院、高新技术企业等要求不能有废酸碱排放的用户。本系统中其它主要配套件，增压泵全部选用进口产品或国产名牌，水质监测计量仪(电导仪、电阻仪、PH值仪、流量计等)选用进口产品或国产名牌，主要执行件(如电磁阀、高低压保护开关等)均选用进口产品。四、反渗透系统设计运行中须注意的几个问题：为确保反渗透系统长期稳定运行，应特别注意以下几个问题：1、预处理：设计反渗透系统预处理时，应区别地表水源，地表水悬浮杂质和胶体含量较高，需要完善的预处理系统，一般须采用计量投加絮凝剂(如碱式氯化铝等)、助凝剂(如聚丙烯酰胺)，结合多介质精砂过滤器(滤速须控制在8米/时以下，砂粒径为0.40.6mm)、活性炭吸附器(主要用于去除余氯及有机物)，后面用一至两道精滤(设计分别用3、1两道精滤)来进行保护。由于各地的水质均不相同，因此投加絮凝剂须根据具体水质进行调整，过多、过少都不利于去除悬浮杂质及胶体，一般推荐市政自来水投加碱式氯化铝量为35PPM，水质较差则再投加助凝剂(聚丙烯酰胺)2PPM，同时须注意水温的变化，经精砂过滤、活性炭吸附、两道精滤后，出水一般浊度可达0.3NTU，SDI(污染指数)4。对于地下深井水，悬浮杂质和胶体不是主要去除对象，应重点防止硬度及铁、锰等离子的危害，硬度较高时须采用软化器，将Ca+、Mg+离子软化成Na+离子，彻底杜绝浓水侧结垢沉淀而致堵塞膜，对于系统考虑到投资费用困素，可采用投加阻垢剂来防止浓水侧结垢，但运行费用较高，而且硬度须在一定限度内，具体须由膜制造商提供的设计软件计算结果为准。地下水源预处理是否需要活性炭吸附器须根据具体情况而定，从的经验来看，若地下水经过市政自来水厂处理，处理过程中曾投加过含氯物质，则在设计中必须加上活性炭吸附器，而若用户直接从地下取水自用，未投加含氯物质，则可省去该设备以节省投资。对预处理系统，应定期对多介质精砂过滤器进行反冲，定期更换滤芯。在活性炭吸附器工作六个月后，应每隔15天对其测定一次(有测试试纸)，观察是否失效，若吸附器失效应及时更换活性炭。对软化器，首先要确定其再生周期(有测试滴定液)，以防止未经软化的水进入反渗透系统，从而造成危害。2、膜选型设计：设计反渗透系统时，应考虑设备投资和运行成本的平衡，既能保证产水量和产水水质，又能减少投资、降低能耗。设计时应考虑的主要因素如下：(1)、膜材质类型：目前国内外膜供货商主要有聚酰胺复合膜和醋酸纤维膜两种，醋纤膜虽较便宜，但因脱盐率底(9597%)且膜易被细菌侵蚀，因此使用较少，复合膜脱盐率高(99%)、使用寿命长，因此被广泛采用，目前市场上用得较多的是CPA和ESPA型，CPA型操作压力为15.5Kg/cm2，ESPA型操作压力10.5 Kg/cm2，可节省能耗，但价稍贵，小系统采用ESPA型较多，中、大型基本上采用CPA型。(2)、水通量：产水通量是单位有效膜表面的产水量，水通量低，污染速度就低，要想降低水通量可选择膜面积较大的膜元件或采用更多数量的膜元件，但成本相应会增加，观察表明，一旦超过一定量的水通量，其污染速度将呈指数上升，对不同水质和不同污染物含量的水源膜供应商均给出了建议的水通量范围，当然这些设计原则的基础是必须有足够的预处理，具体有膜供应商提供的软件计算为准。(3)、横向流速：为了控制地表水反渗透系统中的污染速度，选择最佳膜面横流速度与选择水通量同样重要，给水和其产生的浓水在膜表面的横向流速越高，膜污染速度就越低，高横向流速可增加湍流程度，从而减少颗粒物质在膜表面上的沉淀或在隔网空隙处的堆积，也提高了膜表面上的高浓度盐分向主体溶液的扩散速度，从而减少了难容盐沉淀在膜表面上的危险。严格按照设计规范来设计每支膜的水利用率(单支膜水利用率15%)，从而确定整个装置的水利用率，将为保证膜的横向流速起到关键作用。3、膜的清洗和维护：反渗透系统最终是需要进行清洗的，在你的RO系统表现出污染的倾向、长时间停运之前、或按计划进行常规保养时，建议你清洗RO系统。当出现下列污染特征(标准化后产水量下降1015%)时，标准化后产水水质下降1015%，或者给水与浓水间的压降增加1015%)时，表明你的RO系统需要清洗了。由于RO系统出现污垢而需要清洗的频率随地点的不同而不同。一般习惯上接受的清洗频率是3至12个月一次。如果每个月你不得不清洗一次以上，你就应该改善RO的预处理系统，调整RO系统的运行参数，如果每13个月需要清洗一次，则需要在提高当前设备的运行水平上做工作，但是否需要改进预处理系统较难判断。在RO设计中通常会忽视使用RO产品水冲洗系统中的污垢，采用该法可减少RO的清洗次数。在设备停运期间用产品水浸泡RO膜组件有助于溶解污垢和松散沉积物，因此降低化学清洗频率。污垢地点不同所需要清洗掉的污垢物也不同。但往往存在的污染物不止一种，因此使问题复杂化，常见的污染物种类有：碳酸钙垢硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢铁、锰、铝等的金属氧化物二氧化硅胶状沉积物(无机或无机、有机混合物)自然或合成有机物生物质(生物污泥、霉菌或真菌)通常需按特定的次序使用各种不同的清洗药品清洗，以获得最佳的清洗效果。基本的清洗步骤是：1、用给水或产品水进行低压冲洗，以去除设备运行时的浓水和污染物。2、按制造商的说明配制清洗液。(在此之前须根据具体情况确定污染种类)。3、将清洗液加入到第一段中并保持60分钟(对小系统不分段，可一次性清洗)，此时你可能需要调节流量缓慢增加，防止清除出来的污染物将给水通道堵塞。在将清洗液回流到RO清洗箱之前应排放掉从系统中的水和刚开始的20%的清洗液。当PH值变化超过0.5单位时，重新调到目标值。4、可选择浸泡和再循环步