去离子水的制备

去离子水的制备 水质要求 1 电导率 20 s cm2 电阻率 1M cm3 硬度 以CaCO3计 5ppm 工艺流程 原水 砂滤 碳滤 保安过滤 RO逆渗透 离子交换树脂 使用点 一 砂滤 砂滤的作用机理 石英砂等粒状滤料层截留水中的悬浮杂质 就像水经过砂石渗透到地下一样 主要针对那些细微的悬浮物 从而使水获得澄清 滤料 粒径一般为0 5 1 2mm 滤料粒径自上而下案由细到粗依次排列 滤层中的孔隙尺寸也由上而下 逐渐增大 砂滤的操作 待处理的水自下而上通过滤料 当反冲洗时 冲洗水自上而下通过滤料 过滤与反冲洗的过程依靠一组自动阀实现 过滤器应每天进行一次清洗 清洗时间为10 20分钟 二 碳滤 碳滤的作用 水质预处理系统中 活性炭过滤器能够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 重金属离子等有较明显的吸附去除作用 还具有降低COD的作用 经过处理后的水质都能达到反渗透装置进水水质要求 余氯 0 1mg L 2 活性炭 活性炭是用烟煤 褐煤 果壳或木屑等多种原料经碳化和活化过程制成的黑色多孔颗粒 其主要特征是比表面积大和带孔隙的构造 每1g炭的表面积可达1000m2 其中决大部分是颗粒内部的孔小孔隙表面 故活性炭有良好的吸附性能 此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能团 使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附 活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备 作为水处理脱盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命 提高出水水质 防止污染 特别是防止后级反渗透膜 离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染 碳滤的操作 待处理的水自下而上通过滤料 当反冲洗时 冲洗水自上而下通过滤料 过滤与反冲洗的过程依靠一组自动阀实现 每天必须进行冲洗 反冲洗 冲洗过程由清洗时间为15 30分钟 三 保安过滤 1 保安过滤 精密过滤又称为保安过滤器 它是原水进入反渗透膜装置前的一道处理工艺 PP过滤芯具有过滤流量大 纳污量大 压力损耗小的特点 可阻截不同粒径的杂质颗粒 集表面过滤与深层过滤于一体 我们用的是5 m的滤芯 2 滤芯的使用周期 精密过滤器使用一定时期后也有堵塞现象 因此 一定时期后PP熔喷滤芯必须更换 更换依据 精密过滤前后的压力差在0 05 0 1Mpa时更换 四 逆渗透 逆渗透的机理 渗透 用只能让谁分子透过 而不允许溶质透过的半透膜将纯水预先水分开 则水分子将从纯水一侧透过膜像咸水一侧透过 结果是咸水一侧的液面上升 直到达到某一高度 逆渗透 当咸水一侧时间的压力大于该溶液的渗透压 可迫使渗透的反向进行 实行逆渗透 逆渗透主要分离的是1nm以下的无机离子与小分子 2 逆渗透膜 一般使用醋酸纤维素膜和芳香族聚酰胺膜 反渗透膜孔径小至纳米级 1纳米 10 9米 在一定的压力下 H2O分子可以通过反渗透膜 而源水中的无机盐 重金属离子 有机物 胶体 细菌 病毒等杂质无法通过反渗透膜 从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来 一般性的自来水经过RO膜过滤后的纯水电导率5 s cm 3 逆渗透操作 将待处理的水在高压泵 操作压力2 7MPa 作用下 通过逆渗透膜 进入逆渗透膜的中央出水管 得到所要求的出水 另一头的盐水 再次经过二级逆渗透 进行处理 操作压力 回收率 或浓水排放量 进水的SDI 污染指数 PH 余氯和温度是反渗透装置的主要运行控制参数 脱盐率 产水量和装置的压力降是三个主要监视性能参数 逆渗透膜的清洗 反渗透装置尽管采用了合理的预处理系统 和良好的运行管理 它只能使反渗透膜的污染程度降到最低限度 要完全消除膜的污染是不可能的 因此 反渗透装置在正常运行一段时间之后 将受到各种微量有机物 无机物的污染 当膜受到污染后 往往会出现反渗透装置的产水量 脱盐率和装置进出口压力降增大等明显征状 当装置的产水量下降10 在同温度和压力下 盐透过量增加一倍 压降增加一倍 这三种现象出现其中一个时 进行化学清洗是必要的 同时当反渗透装置需要长期停用而进行保护之前 也需要进行化学清洗 除了周期性的化学清洗之外 每次停车之后 用预处理水或反渗透水进行低压大流量冲洗 这对于降低膜污染的速度 延长化学清洗的周期和膜的使用寿命是有效的 五 离子交换 离子交换的机理 利用离子交换树脂所具有的阳离子或阳离子与水中的阳离子和阴离子进行交换反应 以去除水中的阴离子和阳离子 离子交换树脂 由空间网状结构骨架与富庶在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物 活性基团与水电离 分成两部分 a 固定部分 仍与骨架牢固结合 不能自由移动 b 活动部分 能在一定空间内自由移动 并与周围溶液中的其他同性离子交换进行交换反应 离子交换与树脂再生 以HCL和NAOH为再生剂 替换离子交换树脂中的被替换掉的原金水中的阴阳离子 使得树脂恢复其使用功能 树脂再生方法 当树脂使用一定周期后 吸附能力降低或受污染严重时需强化再生 其方法是在容器内加入高于树脂层10CM的3 5 盐酸溶液浸泡2 4小时 然后进行淋洗通柱 继用3 4倍树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱 然后用净水洗至接近中性 再用3 5 的氢氧化钠溶液浸泡4小时 最后淋洗通柱 用同浓度的3 4倍树脂体积的氢氧化钠溶液通柱 最后用净水清洗至PH值为中性 备用 六 软水的离子交换 软化水的机理 运用离子交换的原理 用软水器中的钠离子交换树脂吸附水中的钙 镁离子 释放钠离子 使水质得到软化 水质软化的反应方程式为2RNa Ca2 R2Ca 2Na 2RNa Mg2 R2Mg 2Na 吸附钙 镁离子饱和后的树脂经过食盐溶液的处理 可重新转化为钠型而恢复其交换能力 再生过程的反应式为 R2Ca 2NaCl 2RNa CaCl2R2Mg 2NaCl 2RNa MgCl2 软化水的操作 a 运行 工作 原水在一定的压力 流量下 通过控制器 进入装有离子交换树脂的容器 树脂罐 树脂中所含的Na 与水中的阳离子 Ca2 Mg2 Fe2 等 进行交换 使容器出水的Ca2 Mg2 离子含量达到既定的要求 实现了硬水的软化b 反洗树脂失效后 在进行再生之前 先用水自下而上的进行反洗 反洗的目的有两个 一是通过反洗 使运行中压紧的树脂层松动 有利于树脂颗粒与再生液充分接触 一是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出 从而使交换器的水流阻力不会越来越大 C 再生吸盐再生用盐液在一定浓度 流量下 流经失效的树脂层 使其恢复原有的交换能力 d 置换 慢速清洗 在再生液进完后 交换器内尚有未参与再生交换的盐液 采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗 慢速清洗 以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷 正洗 快速清洗 目的