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文档简介
1、.青岛XXX有限公司.序自公司引入膜分离技术近四年时间以来不论从公司的整体势力和技术力量的储备方面都有了非常大的发展。应当说国内膜分离技术在锅炉给水、医药用水、饮用纯净水、海水淡化、中水回用等方面有了广泛的应用,目前我公司主要针对不同压力的锅炉对软化水的要求为其提供高标准软化水,在其他领域诸如医药用水、饮用纯净水等行业也不乏有很多成功的范例,本人自公司成立至今一直从事安装调试方面工作,对这方面的工作稍有了解,出这本手册主要目的是将我在工作中的一些心得体会与公司的各位同仁共同切磋,由于本人的学识和能力的限制,错误和偏颇在所难免,望各位同仁对此不吝提出批评和指正。目录第一部分 认识反渗透设备第二部
2、分 调试第三部分 超滤和EDI第四部分 工程实例分析第五部分 附录1、 调试所用文书及表格。2、 数据标准化表第一部分 认识反渗透一、膜法分离过程分类膜法液体分离技术一般可分为四类:微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO),它们的过滤精度按照以上顺序越来越高。【微滤】能截留0.11微米之间的颗粒,微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过,但将阻挡住悬浮物、细菌、病毒及大尺度的胶体的透过,微滤膜两侧的运行压差(有效推动力)一般为0.7bar。【超滤】能截留0.0020.1微米之间的颗粒和杂质,微滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,但将阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大
3、的有机物。用于表征超滤膜的切割分子量一般介于1,000100,000之间,超滤膜两侧的运行压差一般为17bar。【纳滤】是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因所截留物质的大小约为1纳米(0.001微米)而得名,纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间,它截留有机物的分子量大约为200400左右,截留溶解盐的能力为2098%之间,对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液,如含氯化钠及氯化钙的脱除率为2080%之间,而硫酸镁及硫酸钠的脱除率为9098%。纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素,井水的硬度及镭,部分去除溶解盐、食品及药品生产和有用物质的浓缩分离,纳滤膜两侧的运行压差一般为3.516
4、bar。【反渗透】是最精密的膜法液体分离技术,它能阻挡所有溶解盐及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,醋酸纤维素反渗透膜脱盐率可大于95%,反渗透复合膜脱盐率一般大于98%。它广泛用于海水及苦咸水淡化,锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备,饮用纯净水生产,废水处理及特种分离等过程,在离子交换前使用反渗透可大幅度地降低操作费用和废水排放量。反渗透膜两侧的运行压差一般介于苦咸水的14bar到海水的69bar。离子和分子 大 分 子 微 粒微米10-310-210-11纳米110102103离子:硝酸根、硫酸根、氰化物、硬度、砷合成有机化合物:杀虫剂,表面活性剂挥发性有机物,染料二垩英,生物
5、耗氧量化学耗氧量磷酸根、重金属 富里酸 腐殖酸 小假单胞菌 藻类 非挥发有机物/色度/消毒副产物/致癌前躯物 蛋白质 酶制品 细菌 氨基酸 小红细胞 流感病毒 似隐孢菌素 病毒 脊髓灰质炎病毒 卵母细胞 粘 土 淤泥 胶体 乳化油 胶体硅 反 渗 透纳 滤超 滤微 滤颗粒过滤二、反渗透原理【渗透】我们知道渗透是指稀溶液中的溶剂(水分子)自发地透过半透膜(反渗透膜或纳滤膜)进入浓溶液(浓水)侧的溶剂(水分子)流动现象。【渗透压】定义为某溶液在自然渗透的过程中,浓溶液侧液面不断升高,稀溶液侧液面相应降低,直到两侧形成的水柱压力抵销了溶剂分子的迁移,溶液两侧的液面不再变化变化,渗透过程达到平衡点,此
6、时的液柱高差称为该溶液的渗透压。【反渗透原理】即在进水水流(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压,当高于自然渗透压的操作压力施加在浓溶液侧时,水分子自然渗透的流动方向就会逆转,进水(浓溶液)中的水分子部分通过膜成为稀溶液侧的净化产水(请参见下图)。 压力浓溶液稀溶液浓溶液稀溶液 渗透反渗透【反渗透过程】根椐反渗透原理可知,渗透和反渗透必须与具有允许溶剂(水分子)透过的半透膜联系在一起才有意义,才会出现渗透现象和反渗透操作,反渗透过程如下图所示。反渗透膜允许溶剂分子透过而不允许溶质分子透过的一种功能性的半透膜称为反渗透膜;膜元件将反渗透膜与进水流道网格、产水收集流道、产水管和抗应力器等用胶粘剂
7、组装在一起,能实现进水与产水分开的反渗透过程的最小单元称为膜元件;膜组件膜元件安装在受压的压力容器外壳内形成膜组件;膜装置由膜组件、仪表、管道、阀门、高压泵、保安滤器、就地控制盘柜和机架组成的可单独运行的成套单元设备称为膜装置,反渗透过程通过膜装置来实现;膜系统为特定水源条件和产水要求设计的,由预处理、加药、增压泵、水箱、膜装置和电气仪表连锁控制的膜法水处理工艺过程称为系统。第二部分 设备的调试一、调试的准备工作1、物品方面的准备。A、 技术资料方面,应准备技术协议、工艺流程图、系统图、安装图以及其他一些技术方面的资料。B、 带齐调试期间与监理打交道的一些表格。C、 弄清调试期间药品由谁负责,
8、如由我方负责应将药品准备好。D、 应了解现场方面的基本情况,如安装情况、甲方的具备情况。特别是甲方:水、电、气、汽、暖、排水等方面的条件是否具备。E、 自带一些小的工具如螺丝刀、钳型万用表等。2、设备性能参数的了解准备。调试人员在到达现场以前应对设备进行充分的了解,这些参数应从技术协议以及技术科提供的工艺流程图、技术图纸中获取,具体所需技术数据如下(见后页):设备情况一览表水源情况地表水 井水 海水 苦咸水 其他_水源特点:水温PH值浊度耗氧量含盐量设备情况(反渗透部分)设备出力水利用率排列方式理论计算值进水压力一段压力二段压力浓水压力二级进水压力二级二段压力二级浓水压力二级水利用率产水电导进
9、水流量产水流量膜厂家膜型号保安过滤器尺寸滤芯数量滤芯型号英寸UM高压泵厂家功率扬程(H)流量(Q)冲洗用水反渗透产水 除盐水 保安过滤器水 其他预处理部分预处理组成:原水泵:一台 一用一备 两用一备 其他 _扬程(H)流量(Q)过滤器一台 一用一备 两用两备三用一备 其他_过滤器尺寸内部结构大板水帽 弓形板 其他_在线浊度有 无厂家活性碳过滤器有 无数量外形尺寸内部结构大板水帽 弓形板 其他_后处理部分后处理组成:除碳器尺寸混床尺寸中间水泵(台)中间水箱容量树脂厂家理论产水量混床控制方式酸碱储罐用户自备随设备配备气源用户自备 随设备配备混床产水电导客户要求电导再生条件设备预处理及后处理参数(传
10、统配置)二、 分步调试1、 预处理部分1.1要做好系统的预处理。首先应了解原水的特点,同时调试时也应对水源有一个全面了解。SDI称为淤积密度指数又称污染指数,它表明给水中的淤泥、胶体、粘土、硅胶体、铁锰氧化物、腐植质等对膜面的污染堵塞的速率。一般说来,当RO系统给水SDI值低于3时,膜系统不会出现过快的污染;当SDI值大于4时,表明RO系统运行时可能会出现过快的污染;因此,必须将SDI严格控制在4以内。 浊度是利用水的透明程度来判定给水中能污染膜的可能性的综合指标。它一般使用浊度计测定水中的杂质所散射的光的强度。浊度单位为NTU,在我国通常称为“度”。在反渗透系统中要求给水浊度小于1,我们建议
11、在反渗透系统连续运行时,给水浊度值最好控制在0.30.5NTU以下。与SDI指标一样,浊度只是一个水质定性判定指标。尽管浊度指标和SDI值都能反映原水水质或预处理系统出水质量,但两者间却并不一定呈正比关系:即浊度低的水则可能SDI值很高,这是因为水中存在着相当多的光能透过的但能污染膜的污染物质,而这些污染物在对原水进行浊度测定时往往检测不到。它们都是反映给水状况和系统预处理性能不可缺少的重要技术指标,均应引起系统设计及使用者足够的重视。 CODBOD有机污染物、微生物和细菌普遍存在于地表水和废水之中。反渗透系统在处理这类水源时,水中尚存的有机物在膜分离过程中非常容易地吸附在膜表面上,一般说来当
12、原水TOC含量在2毫克/升以上时应引起足够的重视;在TOC含量高于3毫克/升时就应该对存在于原水中的有机物进行细致的分析,因为水中的有机物不仅会污染膜,而且还会长期附在膜表面上引起超薄膜盐层的化学降解,但有些水源,虽然水中有机物含量很高,但是实践证明其对膜材料却无丝毫损害,所以工程设计时在对特殊水源的有机物分析十分重要。原水的生物含量检测也是十分重要的,微生物在进入RO系统后,虽然不会吞食膜材料,但是膜元件确成为形成生物膜的理想环境,生物的大量繁殖会引起严重的生物污堵,压差迅速增加,甚至会导致膜元件发生“望远镜现象”,造成机械损坏。1.2膜污染的预防措施1.2.1从反渗透进水除去游离氯当反渗透
13、系统中使用反渗透膜时,反渗透(RO)进水必须脱氯以防止膜的氧化。反渗透膜在出现显著的脱盐率下降前有一定氯的抵抗性,最终的降解可能出现在与1mg/l的游离氯接触2001,000小时之后发生。氯的攻击速率取决于各种进水特性,在碱性PH条件下,氯的攻击比在中性或酸性PH条件下快,酸性的PH条件更有利于获得更好的氯化杀菌效果。在高温能和能催化膜降解的高浓度重金属(如铁)条件下,氯的攻击速率更快。如果在反渗透系统中出现脱氯设备故障并及时得以排除,膜的降解将会降低。例如FILMTEC膜在实验室对氯胺测试的耐受性为300,000ppm-hrs。这表明,脱氯胺并不需要。然而由于氯胺是由加氨水与氯反应形成的反应
14、产物,仍有可能存在游离氯,而氯又能破坏膜,所以仍应考虑脱氯。余氯可以通过活性炭或化学还原剂还原为无害的氯离子。活性炭将按照如下反应非常高效的对RO进水脱氯:C + 2Cl2 + 2H2O 4HCl + CO2在某些情况下,炭床被认为是微生物的滋生场所,这也会引起膜的污染,所以要采取措施减低生物的生长。偏亚硫酸钠(SMBS)是最常用于脱除游离氯,其它的还原剂如二氧化硫,但与SMBS相比,价格没有竞争力。偏亚硫酸钠(SMBS)溶于水中时形成亚硫酸氢钠(SBS):NaS2O5 + H2O 2NaHSO3SBS然后按如下反应还原成盐酸:NaHSO3 + HOCl HCl + NaHSO4按理论计算,1
15、.34mg/l的偏亚硫酸钠可以去除1.0mg/l游离氯。然而实际使用时,通常加入3.0mg/l的偏亚硫酸钠脱除1.0mg/l的氯。固体的贪偏亚硫酸钠在阴凉通风干燥的储存条件下,通常的储存期为46个月,但在水溶液中,暴露于空气时,亚硫酸氯钠易于氧化,典型的溶液的寿命随浓度的变化为(wt.%)溶液寿命1023201个月306个月偏亚硫酸钠必须是食品级不含杂质,不能经钴活化过。虽然脱氯本身速度很快,为保证反应完全,需要良好的混合,推荐使用静态混合器。加入点最好在保安过滤器的出水口以便让氯对保安过滤器有一定的保护作用。在这种情况下,SMBS浓溶液注入RO进水前必须经过另一个过滤器过滤过。经脱氯的水不能
16、储存在水箱中不用。1.2.2防止膜有机物污染有机物在膜表面上的吸附会引起膜通量的损失,特别严重的情况是不可逆的。当高分子量的有机物是憎水性的或正电荷时,这种吸附过程更易进行;当PH>9时,膜表面及有机物均呈负电荷,因而,高PH值将有利于防止有机物污染。但以乳化态出现的有机物会在膜表面形成有机污薄膜。必须在预处理部分除去。在天然水体中存在的有机物主要为腐植酸类物质,其以TOC含量计在0.5至20mg/l,当TOC超过3 mg/l时,在预处理部分应作专门考虑,腐植酸物质可以通过含氢氧根类的絮凝过程、超滤或活性炭吸附等方法除去,请参阅胶体类污染防治方面的信息。当进入RO的进水中油(碳氢化合或硅
17、基类)和油脂含量超过0.1mg/l,必须采用絮凝或活性炭过滤。这些有机物质会随时吸附到膜表面上,然而,如果由此引起的能量下降不超过15%时,它们能被碱性的清洗剂清洗掉。在废水处理应用中,脱除和浓缩有机物是主要目标,有机物含量即使在百分数范围内仍可以进行处理,这取决于有机物的种类,而且需要针对每一个具体的对象进行现场试验。请参阅估计有机物和其它化合物脱除特性的单独资讯。1.2.3膜胶体污染的预防胶体污染可严重地影响反渗透膜元件的性能,如产水量下降,有时脱盐率也会除低,胶体污染的初期表现是系统压差的增加。反渗透进水中的淤泥和胶体的来源会有差异,通常包括细菌、粘土、胶体硅和铁的腐蚀产物。澄清池或介质
18、过滤器所用预处理的药剂如聚合氯化铝和铁,阳离子聚电解质,如果在澄清池或介质过滤器中无法正常地被截留住的话,它们也会形成胶体污堵,此外,带正电性的聚合物与负电性的阻垢剂也会产生反应而沉淀,污染膜元件。判断反渗透进水胶体污染可能性的最好的技术是测量进水淤积指数(SDI值)。它是设计RO预处理系统之前应该进行测定的重要指标,同时在RO日常操作时也需定时地检测(地表水一般建议每天三次)。1.3 原水泵的试运1.3.1首先向原水箱灌水将原水箱冲洗干净,然后将原水箱注满水以备使用。1.3.2冲洗水箱至原水泵入口管路,将安装时的焊渣等杂物冲洗干净。1.3.3打开泵的排气口将泵体内的空气排净。1.3.4检查泵
19、的安装是否符合标准,如底角螺栓是否上紧、靠背轮是否找正等。1.3.5打开进口阀关闭出口阀点动原水泵看泵正反转是否正确。1.3.6确认泵无异常声音并且压力升起后缓慢打开出口阀往后过水。注:在无水的情况下严禁开泵,特别是象高压泵这样靠机械密封的泵缺水转动瞬间会损坏机械密封。1.4自清洗过滤器1.4.1将自清洗过滤器控制箱打在手动位置,用手动控制方式开关自清洗过滤器的转向阀和排污阀,观察阀门动作使阀门自身的开关指示与控制箱的指示一致。1.4.2用手动方式运行自清洗过滤器确定排污和反洗的时间。1.4.3一般压差在0.05MPA应对自清洗过滤器进行反洗,在自动控制时应设定定时排污及反洗,定时排污为打开排
20、污阀,间隔时间根据水质情况确定一般为30-60分钟,排污时间一般在30s左右,反洗条件为当压差达到0.05MPA时进行反洗,反洗时间为30s左右。如果未设计压差反洗应在程序中设定定时反洗,反洗间隔时间为1-2小时。1.5换热器1.5.1因反渗透产水受温度影响特别大因此在系统中设计换热器。目前我公司使用的换热器有波纹管换热器和板式换热器,均为汽水换热。1.5.2换热器的控制方式一般通过手动调节阀和自立式温控阀实现自动控制。自调节温度的温控阀一般有三部分组成,即控制部分、执行部分、传感部分。这三部分组成开环调节,在运行中执行机构会随时根据温度调节阀门开度使之达到要求。在设有自立式温控阀的系统设计一
21、般按照下面的方法设计,即:在温控阀前后都加截止阀,旁边加旁通截止阀。1.5.3在调试换热器时一定注意安全,操作蒸汽阀门要有必要的防护措施防止被烫伤。通蒸汽前应检查阀门及连接法兰螺丝是否上紧,检查疏水阀的安装方向是否正确。在确认安装无误后开原水泵向换热器通水,将换热器疏水阀的旁通阀和自立式温控阀的旁通阀先打开,通蒸汽冲洗蒸汽部分管道,将管道内的焊渣等杂物冲洗干净以免垫住阀门使之关闭不严。自立式温控阀温度一般设定在25-30。在调试前必须仔细查阅换热器的使用说明,了解进换热器蒸汽的最高温度,确保蒸汽不超过最高允许值。1.5.4换热器在操作时应注意先进水待水流通后再开蒸汽阀门以免进水不流通使换热器的
22、水温过高产生危险。1.5.5在初次使用蒸汽时操作一定要注意暖管,即在开蒸汽阀门时应小开使蒸汽缓慢通过供汽管道,因第一次使用或长时间不用汽管道温度相对蒸汽非常低从而导致蒸汽剧烈撞击管道而产生事故。在平时操作蒸汽管道时也应注意慢开慢关,避免蒸汽剧烈撞击使管道破裂。 1.6 管道混合器调试前应检查管道混合器各注入点的单向阀是否安装正确,箭头指向的方向即为药品注入的方向。 1.7 多介质过滤器多介质过滤器可以除去悬浮物和胶体,这是基于当水流流过过滤介质的床层时,悬浮物和胶体会附着在过滤介质的表面。过滤出水水质取决于杂质和过滤介质的大小、表面电荷和形状、原水组成和操作条件等,设计和操作合理的话,通常经过
23、介质过滤器处理就可以达到SDI<5。有两种形式的过滤器,重力过滤和压力过滤。因为压力滤器筒体可耐压,能用较高的过滤床层、较精细的过滤介质粒径或较高的过滤滤速,设计过滤流速通常10-20m/h,反洗流速40-50m/h。对高污染体倾向的原水,过滤流速必须小于10m/h或采用二级介质过滤器,在我们公司工程中一般选用8m/h的流速,操作过滤中,待过滤的原水进入滤器顶部,渗滤透过滤层,进入底部的集水系统,当压力式滤器进出口间压差增加0.30.6bar(或压差达到1.5bar),重力式滤器压差增加1.4m时,反洗和正洗滤器以除去沉积物,反洗一般需要10分钟以上,大直径的滤器还须设置辅助气源擦洗。必
24、须避免频繁地开机和停机,因为每次流速的急切变化会将原先已沉积的物质释放出来。多介质过滤器在预处理系统中起非常重要作用,因此在调试时我们应充分把握运行参数,使之达到最佳运行状态。1.7.1目前我公司采用的多介质过滤器根据布水装置的不同可分为大板水帽和弓型板两种方式,大板水帽系在过滤器底部的大板上安装不锈钢绕丝水帽,石英沙装填高度为1-2mm 400mm 0.5-1mm 400mm 无烟煤1-2mm 400mm ,弓型板是在过滤器底部的板上有很多空(10mm左右),靠填料的由大到小来支撑防止小颗粒的填料漏下,因此填料除与大板水帽相同外还有2-4mm、4-8mm、8-15mm,它们的装填高度一般为2
25、00mm。拱型板有他的缺点即填料装填不好或随着运行时间加长拱型板结构容易漏沙。1.7.2在多介质过滤器工作时,无烟煤主要起将较大颗粒截流起到增大截污量的作用,工作层为0.5-1mm的石英沙,一般杂质穿透力能达到300mm。1.7.3过滤器的冲洗 过滤器装填完毕后应首先对滤料进行冲洗,冲洗之前最好将过滤器充满水浸泡24小时。在冲洗时应先进行反洗,当反洗水清澈后再进行正洗,正洗30分钟后再进行反洗,如此反复反洗、正洗直至将填料本身的杂质冲洗干净为止,为加快冲洗效果可配合空气擦洗来实现,另外用0.1-0.2%的盐酸进行浸泡冲洗时间会减少。1.7.4 过滤器反洗 过滤器的反洗应充分考虑到反洗强度问题,
26、多介质过滤器的反洗强度为12-16L/M2·秒,我们在反洗时一般取10 L/ M2·秒,反洗高度达到整个填料高度的50%,在设计有空气擦洗的系统中反洗时还应使用空气擦洗,檫洗时进气压力不应高于0.5公斤,在继续供给反洗水的同时,送入强度为10 L/(s·m2)的压缩空气,压缩空气的时间 约为2-3分钟。停止送空气后,继续用水再反洗1-1.5分钟。最后,用水正洗直至出水澄清,方可置于备用状态。1.7.5正洗 正洗时应注意控制正洗的流量,多介质过滤器流速一般控制在8米/小时,如用水库水等较差水质时流速可适当降低,在预处理有加混凝剂等的系统中正洗时应加药正洗,正洗测污染
27、指数合格后才能往后通水运行。1.7.6运行 运行流速的控制与正洗一样,在有较多过滤器的系统中应尽可能多投入使流速控制在较低水平,在调试期间应密切注意多介质过滤器的污染指数和压差,调试时应有记录以备确定反洗周期和检查过滤器工作状况。1.8 活性碳过滤器 根据布水方式活性碳过滤器也可分为大板水帽和弓型板两种,其垫层与多介质过滤器一样,只不过工作层为一米的活性碳。1.8.1活性碳的冲洗 初次装入活性碳后应加水对活性炭进行浸泡,浸泡时间不应少于24小时,然后对活性碳进行反洗,反洗强度和滤料膨胀高度与多介质过滤器相同。活性碳在冲洗时应注意控制反洗水量不要使活性碳跑出,并且要注意浸泡与冲洗交替进行。1.8
28、.2活性碳的反洗 活性碳的反洗周期为24-48小时,反洗时间为15-30分钟,强度和滤料膨胀高度与多介质过滤器相同。1.8.3活性碳过滤器内填料应1-1.5年更换一次,具体情况应根据活性碳产水水质来判断,在投加次氯酸钠的系统中应在一年左右更换活性碳,原因是次氯酸钠在吸附余氯后会变成粉装从而导致活性碳污染反渗透膜,在这种系统中污染指数测点最好设在活性碳之后。1.9预处理加药 (聚合氯化铝)1.9.1加混凝剂 在地表水等悬浮物较多的原水应设计加混凝系统,调试时应首先根据原水情况做小型实验以确定混凝剂加药量,实验方法如下:A、 目的:通过本项实验确定水库水和自来水在1:1混合时的加药量。B、 实验器
29、材:容量瓶1000ml 5个,烧杯500ml 2个,电子天平1台,搅动棒1支,塑料桶10L 2个,电炉子或加热器1台C、 实验方法:(见下图) D、实验结论:水库水和自来水按照1:1混合混凝剂加药量在17PPM能够达到系统要求。 实验项目起始时间观察时间及状况备注10PPM8:358:55 无明现变化,9:16仍无明显变化。水温 18.715PPM8:509:01 有轻微沉淀出现,容量瓶中有轻微浑浊感9:12有絮状物出现 9:25有明显絮状物产生水温 18.717PPM9:109:15有沉淀出现,9:24有较大絮状物产生水温 18.718PPM9:309:35有沉淀出现,9:44有较大絮状物产
30、生水温 18.720PPM10:0010:5有沉淀出现,10:15有较大絮状物产生水温 18.7混凝剂的配比浓度一般为10%,配药时应先在溶液箱内配好药然后用泵输送到计量箱中,聚合氯化铝药品应选用有效成分在30%以上的一等品,防止药品有效成分减小导致加药达不到要求而影响水质。1.9.2 絮凝剂(聚丙烯酰胺)聚丙烯酰胺既可以做絮凝剂又可以做助凝剂,在做絮凝剂时一般加3-8PPM,在做助凝剂时一般加1-3PPM,具体投加量应在现场通过做小型实验来确定,由于絮凝剂较为难溶且在投加时易使滤料结块不利于反洗因此在有些系统中没有使用它作为絮凝或助凝,聚丙烯酰胺的配比浓度为0.1%(WT),超过此浓度会很难
31、融,并且会产生大量胶体状物质,很不利于计量泵投加。在配液时有条件情况下最好用热水溶。1.9.3 杀菌剂 杀菌剂一般采用次氯酸钠或氯气进行杀菌,次氯酸钠浓度一般为10%,投加量为1-3PPM,投加点在过滤器前面,在活性碳后应测余氯量,一般活性碳产水余氯含量为0.2-0.4PPM,因此在活性碳后应加还原剂。1.9.4 还原剂 加入杀菌剂后活性碳过滤器并不能完全除去余氯,而反渗透膜余氯的耐受力为0.1PPM,因此应加还原剂进行还原,还原剂一般采用亚硫酸氢钠浓度可配为10%,投加亚硫酸氢钠后余氯应小于0.1PPM。关于活性碳后余氯的测量方法可使用余氯测试仪,也可使用比色法进行测量,有关比色法介绍如下:
32、A 概要 用氯化法处理水时,余留在水中的氯量称为残余氯。总残余氯包括:化合性余氯,如氯胺(NH2Cl、NHCl2);游离性余氯,如次氯酸(HOCl、Ocl-)。通常本测定结果为总残余氯。 在酸性溶液中残余氯与联邻甲苯胺(3.3二甲基联苯胺)生成黄色或桔黄色)化合物。其反应为:HOCLHCL+OHCL·H2N-NH2·HCL+O CH3 CH3HCL·HN=NH·HCL+H2O CH3 CH3此颜色的色度决定于水样中残余氯的含量。本法测定范围为0.01-1.0mg/l。B 仪器25ml比色管C 试剂 盐酸溶液(1+1)。 盐酸溶液(1+4)。 联邻甲苯胺盐
33、酸溶液:称取0.15g联邻甲苯胺置于玛瑙研钵中,加入1ml酸溶液(1+1),研磨溶解,然后加入20-25ml蒸馏水。移于100ml容量瓶中,用盐酸溶液(1+4)稀释至刻度。此溶液贮存于棕色瓶中,并放置阴暗处,一般可保存6个月。 重铬酸钾浓溶液:精确称取0.6250g重铬酸钾(K2Cr2O7),用蒸馏水溶解,注入250ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度。 重铬酸钾浓溶液:取10ml上述重铬酸钾浓溶液,注入100ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度。 硫酸铜溶液:称取3.75g硫酸铜(CUSO4·5H2O),以蒸馏水溶解,注入250ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度。 标准色的配置表比色管编号溶
34、液用量(ml)相当水样含残余氯量(mg/l)重铬酸钾浓溶液重铬酸钾稀溶液硫酸铜溶液蒸馏水1-0.2-24.800.012-0.52-24.480.023-0.80-24.200.034-1.07-23.930.045-1.370.1023.530.056-1.650.2023.150.067-1.870.3022.830.078-2.170.3822.450.089-2.250.4322.320.0910-2.50.4522.050.10110.50-0.5024.000.20120.75-0.5023.750.30130.95-0.5023.550.40141.15-0.5023.350.5
35、0151.28-0.5023.220.60161.45-0.5023.050.70171.58-0.5022.920.8181.68-0.5022.820.9191.80-0.5022.701.0D测定方法 标准色的配置:于一组25ml比色管中,按上表所列数据分别取重铬酸钾溶液或浓溶液、硫酸铜溶液、以及蒸馏水配置标准色。此标准色若密封良好,一般可使用半年。 水样的测定:于25ml比色管中,注入25ml水样(水样温度应控制在15-20范围内),加入0.25ml联邻甲苯胺盐酸溶液,摇匀,放置5min后将水样与标准色进行比色。注释 取水样应迅速,水样瓶的瓶塞应严密。 如果联邻甲苯胺有颜色,则不能使用
36、,如果所配置的联邻甲苯胺盐酸溶液略有颜色时,可加入活性碳,煮沸,过滤脱色后使用。 联邻甲苯胺盐酸溶液,不可与胶皮接触。 配置试剂以及贮存试剂时,都要避免阳光直照,否则所配试剂会变黄色2、 反渗透部分2.1 反渗透的膜壳 在装膜前应将膜壳仔细冲洗,预处理部分产合格水后在进保安过滤器前应拆开保安过滤器前的管道进行管道冲洗,待管道干净后冲洗反渗透膜壳,开始可使用原水泵对膜壳进行冲洗,1-2小时后应开启高压泵大流量冲洗,时间40-60分钟,然后将膜壳端头打开用干净拖把或布类抹布擦拭干净,最后再用水桶沿着反渗透膜进水方向冲洗膜壳,观察膜壳没有脏东西确认膜壳内干净后就可以装膜了。2.2 高压泵 高压泵在系
37、统启动前进行放气(或灌水),放气口在泵体的上部,高压泵严禁在无水情况下试转或运转,在试电机正反转时应确保有水和高压泵出口阀关闭情况下进行。调试期间应经常测高压泵电机温度、电流,根据不同的防护等级温度要求也不一样,我公司现在使用的格兰富泵防护等级较高温度一般不超过80。C ,电流应根据电机标识的额定电流来判断。2.3 装膜 因膜是整个设备最为重要的部分,因此反渗透装膜应有调试人员在场。装膜前应先检查膜的外观情况如:浓水密封环、连接件的密封圈以及膜的外观、型号等,装入时应沿着水流的方向装,膜组件之间的连接件密封圈应抹甘油做润滑,膜后面进水侧的浓水密封圈也应抹甘油以便装入时流畅,推入时注意不要推过了
38、,一旦推过了应继续推将前面的一只推出来放到后面去,因膜后部的密封圈是V型圈因此往后推是推不动的,装膜过程中应根据膜的排列顺序将膜编号记录下来,以便以后做检测分析用。装膜工作需至少两人完成,首先将第一支膜浓水密封圈涂抹甘油,然后将膜推入但不要全部进入膜壳,至少留出20cm在膜壳外以便进行下一只膜的连接,推入后将连接件的密封圈和膜的淡水收集管涂抹甘油然后用力插入。取出第二支膜将淡水收集管抹甘油看准方向后一人抱住第一支另一人端平第二支膜让淡水收集管对准连接件用力推入,连接件完全推入后抱第一支膜的人松手另一人用力推入第二支膜,推的位置与第一只支膜相同,依次类推连续装入。装到最后一支时应注意不要推过了,
39、两边膜离膜壳两端的进出水口距离相同即可。装膜使用的甘油应为浓甘油,绝对不允许使用润滑脂一类的润滑剂代替,以免此类物质污染膜。2.4 试运 膜装完后应首先用保安过滤器产水对膜进行低压冲洗,压力应不超过0.3 MPA,冲洗时间为30-40分钟,然后进行浸泡,时间为12-24小时。 浸泡完毕后启动高压泵缓慢打开高压泵出口阀,逐渐升高反渗透的进水压力,然后缓慢关小浓水调节阀使压力逐渐升到设计值,压力每升高0.1MPA停1-2分钟,在刚开始投运的头两个小时产品水应排掉,反渗透进水阀和浓水调节阀应交替调节使进水流量和回收率达到设计值,在试运时应注意不要突然升降压,因为突然的升降压可能导致膜的损坏。当反渗透
40、达到设计的产水流量后应将压力、流量、电导等参数与电脑计算值比较,分析产生出入的原因。在反渗透运行过程中应每小时做一次设备运行记录包括:污染指数、温度、泵的出口压力、保安过滤器进出口压力、反渗透流量、电导、压力、阻垢剂加药量、预处理加药量。反渗透在累计运行72小时后应打开进水和浓水侧的端头查看是否有杂物和膜层有无颜色变化以确保膜的安全运行。2.5 加药量的调整 在反渗透系统中加药主要有加阻垢剂、杀菌剂(次氯酸钠)、还原剂(亚硫酸氢钠)、絮凝剂(PAC、PAM)、加氨、加酸、加碱。A、加阻垢剂。配比浓度一般为10%,阻垢剂投加量应严格按照计算进行投加,原则上阻垢剂实际投加量应比计算值多10%,在调
41、节计量泵时应根据实际投加量算出冲程、频率值,频率应尽量调大以便于加药均匀,然后在反渗透运行过程中将计量泵吸入口放到量筒中看单位时间药液的下降量或单位药量所用时间,根据测出的值与需要的加药量相比较,调整冲程使之相符。在阻垢剂使用型号上应严格按照技术提出型号使用,严禁私自改变药品型号并且向用户申明更改药品的后果。B、杀菌剂。杀菌剂一般使用次氯酸钠,浓度一般为10%,此药品在空气中易分解导致药品失效因此药品浓度应尽量高,投加量原则为用在反渗透预处理连续投加以活性碳产水测氯为0.2ppm为易,然后通过加还原剂来使进反渗透水达到进水要求。在超滤杀菌时一般采取间断投加,或者根据要求定期来杀菌,实际应根据不
42、同超滤厂家提供的杀菌剂投加量和投加方式来投加。C、还原剂。一般使用亚硫酸氢钠,配比浓度为10%,应以实际进反渗透的水氯含量不超过0.1ppm为准,亚硫酸氢钠在空气中也容易被氧化因此配比浓度要尽量高,配药量以2-3天够用为易。D、加混(助)凝 预处理加药在现场应做小型实验,实验方法在前面已做说明,如果需要多种药品混合加也应根据上面的实验方法作出实际投加量实验数据,并依据此实验结果对设备进行调整。E、加酸。在有的系统中因原水硬度较高或者在海水淡化工艺中经常设计在预处理部分加酸,目的主要是防止碳酸钙结垢,酸应加分析纯级HCL,加量应以计算出的PH值为准。D、加碱。加碱一般在二级反渗透中投加,目的是中
43、和二氧化碳,因为反渗透膜对游离的二氧化碳脱除率极低,在二级加碱就是为了降低二级反渗透产水电导,如果加碱合适二级反渗透产水电导应小于1。2.6 药液的配备及加药量调整 2.6.1 取药液a Kg 将药液注入溶解箱中,用清水补充到 b Kg,配制成 c %的溶液,开启溶解箱上相应的搅拌器。待搅拌均匀后,将配好溶液通过管道放入计量箱中待用。2.6.2药液的投加和计量泵的选型 2.6.2.1 设定计量泵投加百分数为X%,计量泵量程为d L/h,原水流量为e m3/h,药液浓度为f。可得以下关系方程式:(X*d*0.01)*(c*0.01)/(e*1000)= f*10-6以阻垢剂为例介绍以上方程式:(
44、X*6*0.01)*(10*0.01)/(54*1000)= 3.2*10-6可解得: X=28.8同样可解得:次氯酸钠杀菌装置-23.7加絮凝剂装置-42.6 NaHSO3还原装置-25.9以上计算计量泵的调节比例仅供参考,在实际操作中会有变动。2.6.2.2 在5.1中所做的计算均以单套系统运行为计算依据,当两套系统同时运行时,所算得值乘以2即可。2.6.2.3 上述计算均为经验数据,实际操作需根据试验而定。同时,计量泵的流量与出口压力有关,不同的操作压力对应不同的流量参数,这也是引起数据变化的一个原因。2.6.2.4根据以上计算的数值做为初始调整的依据,然后在设备运行中用量筒盛药液将泵吸
45、入口放入量筒,记下刻度,然后用秒表记下50ml、100ml甚至更多药液所需时间,再根据此值计算出一小时的加药量,最后与理论计算值进行比较看加药实际加药是多了还是少了再做相应调整。以上工作要进行多次最终达到需要的加药量为止。3、 后处理部分 后处理部分主要使用混床,在调试期间对混床的调试应包括以下内容:A、预处理。混床装填树脂应在反渗透产水后进行,预处理应包括用酸浸泡、用碱浸泡,时间一般为12-24小时,操作时应先用酸浸泡,打开混床的进酸阀、酸喷射水阀、中排阀、开再生泵和出口阀,流速控制在6米/小时,调整酸计量箱出口阀使浓度为3-5%时间为40分钟左右,然后停再生泵关闭所有阀门浸泡。碱处理与酸处
46、理控制参数相同,将酸冲洗干净(测进出水电导及PH相同即可),然后开进碱阀、下排阀、碱喷射水、再生泵及出口阀。碱处理完后应使用反渗透产水冲洗干净。在初次调试时预处理完后必须再进行再生,再生分体内同步再生和分步再生两种。B、分步再生。分布再生是混床再生的一个基本方法,他的方法是先进酸后进碱,具体做法是第一步:先将混床放水至上视镜一半,从低部进酸喷射水,开中间泵从顶部进水,从中排排水,调节中排流量使液位基本保持不动,然后开出酸阀使酸浓度达到2-5%(具体控制方法参照同步再生),四十分钟后关闭出酸阀再用除盐水置换四十分钟。第二步:调整混床内液位保持在上视镜一半,从混床进碱口进碱喷射水,从中排排水,浓度
47、在2-5%,调整中排使液面保持不动,然后开进碱阀,进四十分钟,置换四十分钟。第三步:大反洗。开中间泵、反洗进出口阀,时间十五分。第四步:放水定液位。开下排阀和空气阀将水放到树脂层上20公分左右。第五步:空气混合。有空压机的系统先将空气储罐打到额定压力在空压机运转时打开上排、进气阀进气混合,进气阀不要开的过大以下视镜的树脂搅动起来为准,保持此状态0.5-1分钟为易,迅速打开下排、进水阀、关闭进气阀、上排阀启动中间泵(混合前可使另外一台混床运行)。第六步:正洗。正洗十分钟后测电导,如不合格继续正洗直至合格。C、同步再生。共10步,预处理因装树脂时已分层故前两步不用操作。在正常运行时当产水电导大于0
48、.2us/cm应测SiO2,SI02大于20ug/l时混床失效。再生时流速应控制在6米/小时,浓度为2-5%,下面以一米混床为例阐述再生步骤:再生步骤:、进碱失效。浓度2-5%,控制流速6米/小时。开进碱、下排阀,启动再生泵调节碱喷射器前阀门使流量达到4.2吨/小时,然后开出碱阀使流量升至4.7吨/小时(按碱浓度为30%算),当下排有碱液排出即可。 反洗分层。开反洗进、反洗排启动中间泵,调节反洗进水阀观察下视镜全部搅动起来并且有上升有下降的保持15分钟。 放水定液位。开下排、空气阀放水至上视镜一半。预喷射。开进酸、进碱阀、中排阀、空气阀启动再生泵调节酸碱喷射器进水阀使流量达到4.2吨/小时,然
49、后调节中排使液面保持在上视镜一半不动5分钟。 进再生剂。开出酸碱阀使流量达到4.7吨/小时,时间为40分钟。 置换。关出酸碱阀时间为40分钟。 大反洗。开反洗进、反洗排放阀启动中间泵调节反洗进水阀观察树脂完全搅动起来后15分钟停止。 放水定液位。开下排、空气阀放水至树脂层上1020公分。 进气混合。开上排阀、缓慢开进气阀观察树脂搅动起后保持0.5-1分钟左右,迅速打开下排、进水阀、关闭进气阀、上排阀启动中间泵(混合前可使另外一台混床运行)。 正洗。正洗10分钟后测电导小于0.2us/cm后备用,否则应继续正洗。在大多数系统中向除氧器供水时已调PH,因此需要在后处理部分加氨调PH值,有的系统是在
50、除盐泵出口加,中压锅炉PH值要求一般为8.6-9.2,加氨应使用分析纯级氨水以防止加氨对除盐水的二次污染,再生用酸碱浓度一般为酸>30%,碱>40%,外观应澄清透明。4、 仪表的的调整。在目前我公司做的反渗透系统中主要使用以下仪表:电导率仪、流量仪、PH/ORP仪、浊度仪、SDI仪、温控仪。下面逐一介绍仪表的设置与调整。4.1 电导率仪。我们常用的仪表有石家庄科达的电导率、电阻率仪,以及美国的乔治·费歇儿系列仪表,石家庄科达的电导率仪在设置时应根据所测水质条件确定测量范围,在仪表的后面有四个跳线开关,将相应跳线短节即可。调试时应查看测量电极的常数C,然后将仪表后面的测量/
51、校正开关打到校正处,用螺丝刀旋转校正旋钮使仪表显示值与电极常数C一致,调整完后将测量/校正开关拨到测量位置。电阻率仪一般使用在混床产水处,其测量范围在出厂前已定好无须进行调整。另一种电导率仪是美国的乔治·费歇儿系列电导率仪,这种电导仪分两级菜单,一级菜单主要是与传感器及外围设备的连接设置,要进入一级菜单首先应按住ENTER键2秒钟,然后输入关键码上-上-上-下进入菜单设置,通过上下箭头翻叶右箭头选择修改,修改后按ENTER键保存,需要修改的参数有:CELL CONSTANT 设置电极是标准还是非标准的,一般为CELL STANDARD(标准电极)当选择标准电极时应根据传感器的标识从后
52、面参数选择(0.01、0.1、1.0、10.0、20.0),COND UNITS 可设置测量值的单位,一般为US,LOOP SOURCE设置与电流回路输出有关的输入,有电导和温度,一般选择电导,LOOP RAGE 选择电流回路输出的最大和最小值,若改变单位该设置要更改。进入二级菜单只是将ENTER键按住五秒钟即可进入,二级菜单主要设置仪表自身的一些参数如亮度、显示位数、输出电流范围。4.2 流量仪。流量仪现在主要使用乔治·费歇儿的8550-1型变送器,进入一、二级菜单的方法与电导率仪相同,一级菜单可设置的参数有:FLOW UNITS,瞬时流量单位,不影响测量结果,FLOW K-FAC
53、TOR 设置瞬时流量K系数,从流量探头说明书中能查出来,如果查的数据是升而要显示吨则应将查出的数据乘1000,TOTAL UNITS 定义累集流量单位,不影响累集值,TOTAL K-FACTOR 设置累集流量K系数用来记录累集流量,LOOP RAGE 用来设置输出4-20 MA所对应的最小、最大值,二级菜单主要设置仪表自身的参数,在流量设置时为避免累集流量被清零应设置TOTAL RESET 有LOCK ON/OFF 之分,ON时清零需输入关键码,OFF则可直接清零,AVERAGING:OFF 可使累集流量不输入关键码即可清零。4.3 PH/ORP仪。PH/ORP仪主要使用在加酸、加碱、加氨中,目前公司使用的PH/ORP仪表有台湾产的LP3000或GP3000以及美国乔治·费歇儿的8750-1,PH仪表的调试主要是对仪表进行标定,标定的点有4.02、6.86、9.18
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