水处理超滤、反渗透技术培训

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工艺流程图：膜技术概述一、膜的基本概述

膜法分离技术是一种将溶液进行净化、分离或浓缩的膜透过法分离技术。与传统的分离技术相比，它具有设备简单、操作方便、分离效率高和节能等优点，是近几十年来发展的新型高效分离技术。其应用面非常广泛，小至家用净水器，大到现代工业生产，从普通民用到高新技术领域都有不同规模的应用，在环境保护方面也有极大的使用潜力，目前在各个领域中已得到广泛的应用。膜的定义：膜的一般定义：膜是分离两相和作为选择性传递物质的屏障。图1渗透膜的定义图1渗透膜的定义膜可以是固态的，也可以是液态的；膜的结构可以是均质的，也可以是非均质的；膜可以是中性的，也可以是带电的；其主动传递过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。膜分离的定义所有分离过程都是利用在某种环境中对混合物中各组分性质的差异进行分离。膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质，在两侧加以某种推动力时，原料侧组分选择性地透过膜，从而达到分离或提纯的目的。二、膜的基本类型

目前，工业上常用的膜主要有下列几种类型：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透（RO）、电渗析（ED）、电去离子（EDI）等；从膜的结构上又分为板式、管式、卷式、中空纤维式和缠绕式等。

各种基本类型膜均有不同的适用性，在工业上应用最为广泛的是中空纤维式，特别是在净化、分离的应用中。而在粘度较高的溶液净化、分离、浓缩过程中，则板式或管式有更大的适用性。在脱盐方面或海水淡化应用中，卷式膜具有更好的实用性。三、膜的基本特性

在膜分离技术范畴内，分离精度自反渗透至微滤过滤范围的连续谱图中如下。膜过滤谱图

超滤的定义域为截留分子量500～500000左右，相应膜孔径大小的近似值为0.1μ～0.01μ；而反渗透膜一般指标是按照脱盐率来表述；纳滤膜是介于超滤与反渗透之间。截留分子量与膜孔径两者之间尚无对应关系。简单的理解，膜如同筛子，在一定压力下，允许溶剂和小于膜孔径的溶质透过，而阻止大于孔径的溶质通过，以完成溶液的净化、分离和浓缩。膜过程有如下特点：（1）过滤过程无相际变化，可以在常温及低压下进行分离，因而能耗低，约为蒸发法与冷冻法的1/2～1/5；（2）设备体积小，结构简单，故投资费用低，易于实施；（3）膜滤分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管理；（4）溶液在分离、浓缩过程中不发生质的变化；（5）能将不同分子量的物质分级分离；（6）膜是由高分子聚合物制成均匀的连续体，在使用过程中无任何杂质的脱落，保证被处理溶液的纯净。

由以上分离特性可知，膜滤的应用范围很广，但归根到底，主要应用于溶液的净化、分离和浓缩。四、膜滤技术的一些特性参数（1）透水速率（L/m2.h）：

在一定工作压力、温度下，单位面积（在研究领域中）或单个组件（在工业应用中），在单位时间内所透过的水量，称为透水速率。

膜的透水速率除与温度、压力有关外，取决于膜材料，膜的形态结构等物化性能，此外与操作条件包括溶液的性质有密切的关系。因而商品膜的透水速率是指在一定温度、压力下纯水透水速率。（2）截留分子量（切割分子量）与截留率：

商品膜多用截留分子量或相近孔径的大小来表明产品的截留性能。截留分子量是指能被膜截留住的溶质中最小溶质的分子量。

截留率指溶液中被膜截留的特定溶质的量所占溶液中该物定溶质总量的比率。

可由下式表示：

Ro=（1-Cp/Cf）×100式中：Ro——截留率；

Cp——透过液中特定溶质的浓度；

Cf——原溶液中特定溶质的浓度。

通常所标称的截留分子量，对具有相同分子量的线形分子物质或球形蛋白类分子，物质的截留率分别应为≥90％和≥95％。国外不同公司产品其标准并不一致。五、中空纤维式膜

由于中空纤维式膜结构的特殊性，膜无支承体，成型工艺连续性、均一性良好，结构简单，在膜滤领域中的应用已占首要地位。

通常中空纤维膜分为内压型及外压型两种。外压型原液在中空纤维外侧加压流动，而内压型在中空纤维内腔中加压流动。根据流动方式，又分为静态过滤和动态过滤两种。静态过滤又称为全流（死端）过滤，使悬浮液正交流过膜；动态过滤又称成为错流过滤。1、制膜材料：

制膜的材料很多，但用于制造中空纤维超滤膜材料主要为一部分成纤性能良好的高分子材料。对膜材料的要求是具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、微生物侵蚀性和抗氧化性。并且具有良好的亲水性，以得到高的水通量和抗污染能力。目前常用的中空纤维膜材料有如下几种：

聚砜（PS）、聚醚砜（PES）属于疏水性膜材料，机械强度高，耐热、耐化学性良好，为目前应用较多的膜材料之一。

聚丙稀腈（PAN）主要采用共聚改性聚丙稀腈，具有良好的亲水性与耐化学性，特别是抗氯和抗溶剂性能好。由于材料亲水性、透水速率及耐污染性能优于聚砜类膜材料。

聚偏氟乙稀（PVDF）膜材料为含氟材料中适用于超滤膜制备的最好材料，有极优良的机械强度和耐高温、耐化学侵蚀性。使用温度范围为-40℃～200℃以上，可以在强酸、强碱和有机溶剂条件下使用。对于特殊用途可采用该材料制备中空纤维超滤膜。

醋酸纤维素（CTA）目前应用于制备中空纤维超滤膜较少，但可制备截留分子量较小的超滤膜。

此外，聚氯乙稀（PVC）、聚乙稀醇（PVA）、聚砜酰胺（PSA）等也可制备中空纤维超滤膜，但实际上应用较少。2、中空纤维式膜的制备：

膜的制备方法很多，而中空纤维膜主要采用相转换法。

相转换法主要有浸渍凝胶法、溶剂蒸发凝胶法和溶出法等。目前商品化的中空纤维膜主要采用浸渍凝胶法制备，制膜过程大致可分为七个步骤：（1）将制膜材料溶入特定的溶剂中，并根据需要加入相应致孔添加剂；（2）通过搅拌使膜材料充分溶解，而成为均匀的制膜液；（3）过滤去掉未溶解的其他杂质；（4）脱除溶液中微细的气泡；（5）在纺丝机中用特制的喷丝头挤出形成中空状原纤；（6）使原纤中部分溶剂蒸发；（7）将原纤渍于对膜材料是非溶剂的凝固浴中（通常是水或水溶液），液态原纤立即凝固成固态中空纤维；（8）后处理使中空纤维具备某种固有性能。六、UF膜在水处理应用中的工艺1、前处理

中空纤维膜在水处理及其他工业净化、浓缩、分离过程中，可以作为工艺过程的预处理，也可以作为工艺过程的深度处理。在广泛应用的水处理工艺过程中，常作为深度净化的手段。根据膜的特性，有一定的供水前处理要求。因为水中的悬浮物、胶体、微生物和其他杂质会附于膜表面，而使膜受到污染。由于膜法处理水通量比较大，被截留杂质在膜表面上的浓度迅速增大产生所谓浓度极化现象，更为严重的是有一些很细小的微粒会进入膜孔内而堵塞水通道。另外，水中微生物及其新陈代谢产物生成粘性物质也会附着在膜表面。这些因素都会导致膜的透水率的下降以及分离性能的变化。同时对膜滤系统供水温度、PH值和浓度等也有一定限度的要求。因此对膜滤供水必须进行适当的预处理和调整水质，满足供水要求条件，以延长超滤膜的使用寿命。A、微生物（细菌、藻类）的杀灭：

当水中含有微生物时，在进入前处理系统后，部分被截留微生物可能粘附在前处理系统，如多介质过滤器的介质表面。当粘附在膜表面时生长繁殖，可能使微孔完全堵塞，甚至使膜内腔完全堵塞。微生物的存在对膜的危害性是极为严重的。除去原水中的细菌及藻类等微生物必须重视。在水处理工程中通常加入NaClO、O3等氧化剂，浓度一般为1～5mg/l。此外，紫外杀菌也可使用。在实验室中对膜组件进行灭菌处理，可以用双氧水（H2O2）或者高锰酸钾水溶液循环处理30～60min。杀灭微生物处理仅可杀灭微生物，但并不能从水中去除微生物，仅仅防止了微生物的滋长。B、降低进水混浊度：

当水中含有悬浮物、胶体、微生物和其他杂质时，都会使水产生一定程度的混浊，该混浊物对透过光线会产生阻碍作用，这种光学效应与杂质的多少，大小及形状有关系。衡量水的混浊度一般以浊度表示，并规定1mg/lSiO2所产生的浊度为1度，度数越大，说明含杂量越多。在不同领域对供水浊度有不同的要求，例如，对一般生活用水，浊度不应大于5度。由于浊度的测量是把光线透过原水测量被水中颗粒物反射出的光量、颜色、不透明性，颗粒的大小、数量和形状均影响测定，浊度与悬浮物固体的关系是随机的。对于小于若干微米的微粒，浊度并不能反映。

在膜法处理中，精密的微结构，截留分子级甚至离子级的微粒，用浊度来反映水质明显是不精确的。为了预测水污染的倾向，开发了SDI值试验。

SDI值主要用于检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少，是表征系统进水或产水水质的重要指标。SDI值的确定方法一般是用孔径为0.45μｍ微孔滤膜在0.21MPa恒定水流压水力下，首先记录通水开始滤过500ml水样所需的时间t0，然后在相同条件下继续通水15min，再次记录滤过500ml水样所需时间t15，然后根据下式计算：SDI=（1-t0/t15）×100/15

水中SDI的值的大小大致可反映胶体污染程度。井水的SDI＜3，地表水SDI在5以上，SDI极限值为6.66……，。C、悬浮物和胶体物质的去除：

对于粒径5μｍ以上的杂质，可以选用5μｍ过滤精度的滤器去除，但对于0.3～5μｍ间的微细颗粒和胶体，利用上述常规的过滤技术很难去除。虽然超滤对这些微粒和胶体有绝对的去除作用，但对于膜的危害是极为严重的。特别是胶体粒子带有电荷，是物质分子和离子的聚合体，胶体所以能在水中稳定存在，主要是同性电荷的胶体粒子相互排斥的结果。向原水中加入与胶体粒子电性相反的荷电物质（絮凝剂）以打破胶体粒子的稳定性，使带荷电的胶体粒子中和成电中性而使分散的胶体粒子凝聚成大的团块，而后利用过滤或沉降便可以比较容易去除。常用的絮凝剂有无机电解质，如硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁和氯化铁。有机絮凝剂如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸钠、聚乙稀亚胺等。由于有机絮凝剂高分子聚合物能通过中和胶粒表面电荷，形成氢键和“搭桥”使凝聚沉降在短时间内完成，从而使水质得到较大改善，故近年来高分子絮凝剂有取代无机絮凝剂的趋势。

在絮凝剂加入的同时，可加入助凝剂，如PH调节剂石灰、碳酸钠、氧化剂氯和聚丙稀酰胺等，提高混凝效果。E、供水水质调整：（1）供水温度的调整

超滤膜透水性能与温度高低有直接的关系，膜组件标定的透水速率一般是用纯水在25℃条件下测试的，通常膜的透水速率与温度成正比，温度系数约为0.02/1℃，即温度每升高1℃，透水速率约相应增加2.0％。因此当供水温度较低时（如＜5℃），可采用升温措施，使其在较高温度下运行，以提高工作效率。但当温度过高时，同样对膜不利（如果超过50℃会产生不可逆损坏），会导致膜性能的变化，对此，可采用冷却措施，降低供水温度。（2）供水PH值的调整

用不同材料制成的微、超滤膜对PH值的适应范围不同，例如醋酸纤维膜适合PH=4～6，PAN和PVDF等膜，可在PH=2～12的范围内使用，如果进水超过使用范围，需要加以调整，目前常用的PH调节剂主要有酸（HCl和H2SO4）和碱（NaOH等）。反渗透膜比较注重PH值，这是由于需要投加阻垢剂防止在高含盐量区域且在一定的PH条件下，不易结垢。我们通常控制在PH6.8-7.2之间。

2、操作参数：

正确的掌握和执行操作参数对膜系统的长期和稳定运行是极为重要的，操作参数一般主要包括：流速、压力、压力降、回收比和温度等。1）基本单位流量：m3/h、LPH、GPM压力：MPa、KPa、bar、psi电导率：µs/cm氧化还原电位：mV浊度：NTU、FTU、mg/l浓度：%、ppm(mg/l)、ppb(µg/l)等。2)流速（m/s、m/h）：

流速是指原液（供给水）在膜表面上的流动的线速度，是膜滤系统中的一项重要操作参数。流速较大时，不但造成能量的浪费和产生过大的压力降而且加速膜分离性能的衰退。反之，如果流速较小，截留物在膜表面形成的边界层厚度增大，引起浓度极化现象，既影响了透水速率，又影响了透水质量。3）压力和压力降：

所有过滤膜的工作压力都有一个范围，也就是处理溶液通常所使用的工作压力。分离不同分子量的物质其操作压力也有所不同。在膜滤系统中一般注重的是过滤跨膜压差，也就是通常所说的TMP，简单的说就是进口压力与出口压力的差值。膜两侧的跨膜压差是判断系统运行质量的非常重要的一个参数指标。在实际应用中，应尽量控制TMP值不要过大，随着运转时间延长，由于污垢积累，膜表面会形成一层滤饼，从而增加了水流的阻力，使压力降增大，当压力降高出初始值时应当进行清洗，如果超过膜的临界压力,会造成不可逆的堵塞。

锅炉补给水系统设备碟片式过滤器1、工作原理过滤叠片表面，刻有细微沟纹，相邻叠片沟纹走向的角度不同，因而彼此形成许多沟纹交叉点〔见下图)，不同规格叠片其沟纹交叉点的个数也不相同，从12—32各不等，这取决于叠片的过滤精度。这些交叉点构成大量的空腔和不规则的通路，从而导致紊流勺颗粒间的碰装凝聚，使其更容易在下一个交叉点被拦截，因此即使一些颗粒从最初的交叉点漏过，最终仍会被后面的交叉点拦截。最小的通道中等的通道最大的通道2、碟片式过滤器基本参数：2.1.基本参数表1.1碟片过滤器参数表名称单位参数过滤器型号AZUDHELIXAUTOMATICH4DCL5/8FE100M（西班牙）控制系统型号AZUDFBCH108/5220VAC过滤单元数量5个4″单元过滤精度µm100过滤面积m2/个单元1.5运行压力Mpa0.08—0.6运行流量m3/h250反洗压力Mpa0.3—0.6反洗时间s20-30反洗流量m3/h/单元20反洗自用水率%＜0.5电源/功率V/KW220/0.0252.1.碟片过滤器运行限制条件表1.2设备运行限制条件名称单位参数最高工作压力Mpa＜0.6最高工作温度℃＜40最高运行流量m3/h250pH范围4—12供电电源V220AC3、过滤过程(1)叠片被弹簧力和压盖内外压差形成的压紧力而紧紧地压在一起，形成一个紧密的过滤元件，防止水中杂质穿透；(2)原水进入过滤器并穿过过滤元件；(3)悬浮杂质被拦截在叠片外部和叠片之间。4、反洗过程控制器发出信号，关闭进水打开排污，此时：1)它过滤单元过滤后的清水从相反的方向进入该反洗的过滤器的出水口；2)橡胶锥斗的裙翼被水的压力打开，水流只能进入各反洗管；3)压力水从安装在反洗管上的喷嘴喷出；4)反洗管中的压力水同时也进入活塞盖，推动压盖向上，松开被其压紧叠片；5)沿切线方向喷射的水流驱动松开的叠片快速旋转，同时冲刷走拦截的杂质；6)反洗水携带冲刷下来的杂质从排污口排走。超滤装置1、CMF-L（ContinuousMembraneFiltration–LowPressure）是Siemens公司Memcor低压力连续膜过滤系统的简称，本工程采用的是CP超滤膜。该膜过滤技术用于去除液体中直径大于0.1-0.04微米的颗粒。系统利用Memcor专有的低压空气反洗工艺维持系统的高膜通量。其反洗系统，采用独特的压缩空气挤压法，利用膜腔内的水冲洗膜外表面的固体沉积层，节约了反洗水的消耗。2、超滤膜元件基本参数表2.1超滤膜元件参数表名称单位参数膜材料聚偏氟乙烯PVDF膜类型中空纤维过滤方式外压式纤维外径mm0.65纤维内径mm0.39膜丝平均长度mm1800单只膜平均面积m238.1瞬时膜通量L/m2.h60平均膜通量L/m2.h56.6空气擦洗强度L/支膜6500-8000单只膜纤维数根14500标称膜孔径μm0.1-0.04膜元件尺寸φ×L（mm）119×1800单只膜重量Kg干/湿5.0/9.0单只膜丝内部空间体积L3.8单个膜架数量个1022.2.2膜运行限制条件表2.2超滤运行条件表名称单位参数运行温度范围℃5-40最高温度℃45最大工作压力KPa700最大跨膜压差KPa150运行PH范围2-10最大PH10.5清洗正常余氯含量ppm200瞬时最大耐受余氯ppm1000设计过滤时间范围min0-60推荐过滤时间min20-30。3、超滤工艺流程3.1过滤3.2.反洗反洗过程视频.MemcorCSandCPProcess3.3化学强化反洗（CEB）在确认需要进行化学强化洗的超滤单元，如过滤压差上升比较快，或连续运行时间达到一周，建议执行一次化学强化清洗。清洗之前，需手动打开进水端的注药口手动阀门。停机状态下，启动“CEB”。首先执行如上描述的反洗步序，在进入注药步序：注药过程结束后，进入浸泡。通常在周期性反洗无法彻底清除膜丝表面污堵物情况下，通过化学强化反洗可以提高反洗的效果。在CEB过程中投加杀菌剂，系统同时也起到了消毒、杀菌作用。需要注意的是，CEB过程中，要保证合适的加药量和一定的浸泡时间。在每次CEB结束后，关闭次氯酸钠注药口的手动阀门。3.4化学清洗（CIP）--手动操作化学清洗（CIP）是膜系统虽然经过多次周期性反洗（BW）或化学加强反洗（CEB），但是每次反冲洗或化学加强反洗后，总有些微污染物留下，这反映在经过长时间运行后膜阻力缓慢的梯度增加。为了去掉那些深层堵塞的污染物，必要时需进行化学清洗，3.4.1化学清洗进行前，需提前在化学清洗药箱内按照工艺要求配制好化学清洗液。这里规定：碱CIP投加的次氯酸钠为500ppm（CP超滤膜严禁使用氢氧化钠）；酸CIP投加的盐酸浓度为500ppm；柠檬酸头假的浓度为0.25%；药剂在冬季需加热到25-35℃，提高清洗效果；药剂配置稀释液为除盐水；3.4.2化学清洗方式：在进行化学清洗前，需对系统软手操进行单步序反洗。反洗结束后，打开超滤上下排放阀，尽可能将膜柱内的水全部排放，然后关闭排放阀。启动CIP操作前，打开超滤系统的化学清洗入口手动阀、再打开膜外循环阀，启动化学清洗泵进行膜外侧循环清洗，时间为15分钟。再打开膜腔内循环阀(即产水侧循环阀)，关闭膜外循环阀，继续循环15分钟。进入浸泡，时间为15分钟。再外、内各循环15分钟，再浸泡15分钟。共进行4次循环、4次浸泡。这里需要注意的是：循环过程中需要检测循环药剂的PH值的变化。如果碱洗过程中，PH值下降到8以下，我们需要补充次氯酸钠增加PH值，一般为PH9-10.如果酸洗过程中，PH值上升到4以上，我们需要补充盐酸来降低PH值。一般为PH2-3.由于化学清洗箱是超滤、反渗透系统公用设备。在超滤化学清洗过程中，化学药剂绝对不能进入反渗透系统。特别是次氯酸钠属于强氧化剂，一旦进入反渗透膜，将造成膜元件不可逆损坏。3.4.3进药管道的冲洗和超滤系统漂洗：1）进药管道的冲洗：清洗结束后，将药箱内的化学液排尽；打开超滤上下排放阀和产水排放阀，将膜内的药剂全部排放。当药箱注满除盐水后，关闭膜内循环阀和产水侧循环阀；关闭超滤下排阀，启动化学泵将进液管道和超滤膜内外的化学残存的药剂冲出系统。待药箱的水冲洗完后，停化学泵、关闭上排阀、产水排放阀、关闭化学清洗入口阀。2）超滤系统漂洗：打开超滤顶部排放阀、打开超滤进水调节阀（开度30%），膜壳排气30秒；再打开产水排放阀、关闭顶部排放阀，膜腔内排气40秒。关闭进水阀、关闭产水排放阀。进入CRT超滤界面，点击“反洗”单步序。在第一次反洗结束后。再次点击执行一次“反洗”单步序，漂洗结束。注意：漂洗结束判断的原则是，检查产水排放取样检测PH值，应该在PH6.5-7.4之间即可。否则，还要继续进行“反洗”，直到PH合格。3.4.4循环管道的冲洗：在被清洗的超滤设备正常投运后，打开化学清洗箱循环入口阀（膜内），再打开超滤产水侧清洗回流阀，打开清洗药箱的排污阀，用超滤产水反冲洗循环管道10-20分钟，将循环管道的清洗液冲洗干净。关超滤产水侧清洗回流阀、化学清洗箱化学清洗循环阀。同样注意用PH检测结果判断管道是否已经清洗合格。三、反渗透1、什么是反渗透反渗透(ReverseOsmosis，简称RO)是一种以压力差为推动力的膜分离技术。我国20世纪60年代开始研究(与国外几乎同步)，70年代发电行业开始应用，80年代逐渐扩大市场和应用范围，主要是锅炉补给水处理。用于高矿化度水的预脱盐，90年代开始在大型机组(300MW，600MW机组)大范围的推广。进入21世纪，电力行业锅炉补给水几乎全部采用带有RO预脱盐的水处理系统，取代常规单一的离子交换系统，大大降低了制水成本，大量地节约了酸碱，减少了污染，改善了环境。电厂锅炉补给水逐渐推广全膜处理技术即UF-RO-EDI工艺。并把RO技术推广到循环冷却水的补充水处理和电厂污水处理，大大拓宽了RO技术在电厂的应用范围。1.1反渗透原理1.1.1渗透、渗透平衡和反渗透在自然界中存在着这样一种现象，如果用一种选择透过性(半透)膜将一只容器分为两半，在膜的两侧分别加入纯水和溶液(盐水)，使膜两侧的液面一样高，过了一段时间会发现盐水侧的液面在升高、纯水侧的液面在下降。这是由于纯水侧的水分子透过半透膜向盐水侧迁移的结果。这种现象称为渗透，如图3—1(a)所示。这种渗透经过一定时间后不再发生，即达到渗透平衡，此时盐水侧高于纯水侧的一段水柱的压力称为渗透压，如图3—1(b)所示。如果在盐水侧液面上加一个压力P，当其值超过渗透压时，则盐水侧的水分子会透过半透膜向纯水侧迁移。这种与自然渗透相反的水分子迁移通常称为反渗透，如图3—1(c)所示。1.1.2溶液渗透压的计算根据热力学的定律，物质的传递是由化学位决定的，任何物质总是从化学位较高的地方，传向化学位较低的地方。这种现象与热的传递相似，热总是从温度高的地方，传向温度较低的地方就溶液—渗透膜体系而言，溶液的化学位是以渗透压，表征的。当利用反渗透进行各种物料的分离、提取、纯化和浓缩时，则应根据其渗透压选用操作压力。2、反渗透装置2.1．反渗透技术参数项目参数系列设备出力：220m3/h/套系列排列方式：20：10膜元件型式及型号：卷式AG8040F-400②脱盐率：99.5%③膜面积：37.2m2④材料：聚酰胺复合膜⑤膜元件总数量：720支（180支/套）⑥制造商及产地：美国通用配套压力容器数量：120支（30支/套）②材料壳体：FRP③连接管道材料：不锈钢④工作压力：2.1MPa⑤制造商：WaveCyber装置运行工况产水流量：4×150m3/h②回收率：≥75%③总脱盐率（三年后）：≥97%④给水条件（a）水温：15~28℃（b）水压：0.3MPa（c）给水SDI：≤3（d）残余氯、铁、铝：＜0.1mg/L（e）水温：15~28℃（a）水压：0.2-0.5MPa（b）给水SDI：≤1（c）残余氯、铁、铝：＜0.1mg/L（d）PH耐受范围：2-11（e）推荐运行PH范围6.8-7.52.3.系统配置反渗透系统的组成，可分为单段系统和多段系统配置。根据水质要求，又分为浓水循环和浓水排放两种形式。2.3.1.单段系统单段系统中，通常采用两个或两个以上的膜组件并联在一起，如下图所示：特点：适用要求回收率＜50%的系统，如海水淡化。由于回收率较低，所以耗能、运行费用比较高。2.3.2.多段系统当要求系统回收率更高一些时，一般采用一段以上的排列系统。这主要是单支膜元件的回收率只有15%的极限要求，通过多级以上的排列系统，可以最大可能的提高系统回收率。通常我们设计的段数为两段，而三段方式主要是能耗高，得不偿失。为了平衡被取出的产水并保持每段内原水的流速均匀性，每段压力容器的数量按进水水流方向递减，典型的排列比为2：1，排列比列定义为两个相邻段内压力容器数量之比，如下图4：2排列的两端系统：2.3.3.多级系统多级系统，是由于下列原因而建立的：常规的产水品质不够理想；后处理系统不采用离子交换；脱除病毒、细菌、热源和有机物特别重要；需要更高的水质要求；由于二级反渗透系统的进水含盐量已经很低了，所以其产生的浓水含盐量和水质远远好于一级反渗透进水水质。所以二级反渗透的浓水直接可以回收利用。典型的一、二级反渗透系统如下图所示：反渗透系统的停机保护当反渗透系统停运时，必须用产水或高品质的进水冲洗整个膜系统，以便将高含盐量的浓水从压力容器和膜元件内置换掉，直到浓水出水电导接近进水电导，冲洗压力应在约3.0bar（40psi）低压下进行，高流量有利于提高冲洗效果，但不应使元件或压力容器两端的压差超过最高规定值。低压冲洗进水中不应含有用于预处理的化学药品，尤其不能含有阻垢剂，因此，冲洗前应停止加药（冲洗采用预处理产水时，为了预处理产水合格，仍需投加降低SDI，脱除余氯等氧化剂的化学药品），冲洗结束之后，应完全关闭进水阀。反渗透系统的背压所谓的背压，是指产水管线高于反渗透膜组件的位差而造成的反压力。一般情况下，如果产水管线在运行和系统停机时带压，膜元件就可能会遭遇静态的产水背压。为了避免膜元件因背压产生膜片复合层的剥离破坏，任何情况下，净背压不得高于0.3bar（5psi）。系统在设计时，已经在产水管线上设置了止回阀保护膜系统。膜系统的停运保护膜系统不作任何防止微生物生长保护措施的最长停运时间为24小时，如果无法做到每隔24小时冲洗一次但又必须停运48小时以上时，必须采用化学药品进行封存。系统在停机保存前应进行一次化学清洗，典型的清洗顺序如下：以pH＝11的（35-40℃）碱性清洗液清洗2小时，然后用产品水冲洗到中性。再采用1.5%(wt)亚硫酸氢钠溶液注入到系统中。为使系统内的残留空气最少，应采用循环溢流方式循环亚硫酸氢钠保护液。四、混合离子交换器混合床是将阴、阳离子交换树脂按一定比例装在同一个交换器中，并在运行前将它们混合均匀的水处理设备，简称混床。混床是一种能制取高纯度水的水处理设备，具有出水水质稳定、交换终点明显等优点.阴、阳混合离子交换器(混合床)是用于初级纯水的进一步精制。一般设置于阴、阳离子交换器之后，也可设置在电渗析或反渗透后串联使用，出水水质可达含二氧化硅≤0.02毫克/升，导电度≤0.02us/cm。处理后的高纯水可供高压锅炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。1、工作原理混合床离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中，将它们混合，所以可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳通过该交换器，则被树脂交换,而得到高纯度的水。.D"y6r6J&S.q)]在混合床中，由于阴、阳树脂是相互均匀的，所以其阴、阳离子的交换反应几乎同时进行。反应式如下：R-SO3+Ca2+(Mg2、+Na+、K+)=R-SO3Ca2+(Na+、K+、Mg2+)+H+R-0H+CL-(SO42-、HCO3、NO-)=R-CL-(SO42-、HCO3、NO-)+0H-2H++0H-=H2O2、常规处理出水水质SiO2＜20μg/L!导电度(25℃)＜0.15μs/cm)O3、结构简述3.1.进水装置:)在交换器上部设有布水装置，使进水能均匀分布。3.2.再生装置:在阴离子交换树脂上方设有进液母管，管上开小孔布液，管外包覆不锈钢梯形绕丝。阴离子交换树脂再生用碱液即由该进液母管送入。再生阳离子交换树脂用的酸液由底部排水装置进入，再生酸、碱废液均由中排口排出。3.3.中排装置:中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上，用于排泄再生时酸、碱废液和冲洗液,型式为支管母管式，孔管外包覆不锈钢梯形绕丝。2s4]3.4.排水装置:采用多孔板上装设排水帽，多孔板材采用钢衬胶。另外，在阴、阳树脂分界面外、树脂表面处及最大反洗膨胀高度处各设视窥镜一个，用以观察树脂表面及反洗树脂的情况。4a筒体上部设树脂输入口，要筒体下部近多孔板处设树脂卸出口，考虑了树脂输入和卸出采用水输送的可能。3.5.再生混床要求阴、阳树脂有一定的密度差，便于失效树脂的分离及再生后树脂的混合。同时，混床树脂具有磨损率大，对有机物污染敏感等特点，因此在混床中多采用大孔型树脂以适应大流速运行，阴、阳树脂标准如表1。表1：阴、阳树脂的标准阳树脂D001-MB阴树脂D201-MB粒径(mm)0.63-1.250.63-1.25湿真密度g/cm31.25-1.281.05-1.09密度差g/cm3>0.15混床中阴、阳树脂的配比受各种因素对树脂工作周期的影响，主要是由出水水质和周期制水量两方面决定的，阴、阳树脂的比例应按等物质的量来选择，以便使阴、阳树脂几乎同时失效，这样树脂的工作交换容量能得到充分发挥。E阳×V阳=E阴×V阴（即阳树脂吸收阳离子量与阴树脂吸收阴离子量相等），通常我们用的树脂体积比为阴﹕阳=2﹕1。3.6混床运行程序操作正常运行:打开进水阀与出水阀门，运行流速控制在20-40m/h，当出水水质电导率﹥0.15μS/cm，Si02﹥0.02mg/1时，即达到运行终点。3.6.1反洗分层当树脂失效后，使用3-5%的NaOH和3-5%的HCl进行再生，方法如下：混床的再生过程为一步法再生，具体为：反冲洗、静置（分层）、进碱、进酸、置换、正洗、混脂、正洗等步骤。(反洗分层的作用有两个：一是洗去碎树脂和淤积在床层内的悬浮物，二是将失效的阴、阳树脂分开，以后分别再生。通常采用水利筛分法，即用水反洗，根据交换树脂的密度差，将失效的阴、阳树脂充分分离。一般阴树脂密度比阳树脂密度小，分层后阴树脂在上，阳树脂在下。反洗时，先开反洗排水门，再缓慢开启反洗入口门，控制反洗流量10-15m/h，时间一般10-15min。分层的好坏对混床的再生影响很大，分层不好，位于中部排水管附近的树脂由于受“交叉”污染，会影响混床的出水质量。同时，阴阳树脂的劣化，树脂“抱团”及两种树脂的粒度差异等都会影响混床的分层的效果。3.6.2再生再生时，先开启碱入口进水门，调整进水流量20-25m3/h，再开启酸入口进水门，调整进水流量20-25m3/h，排出液从中排流出。调整正常后，依次开启碱计量泵出口门，酸计量泵出口门，酸碱液的质量浓度浓度控制在3-5%左右。注：1、首次再生时，由于没有除盐水。可接入反渗透产水临时管道。2、酸、碱进水流量的调整，应以中排管上下树脂层处于平衡点为准。3.6.3对流冲洗进酸、进碱完毕后，继续用除盐水从上、下两部分分别进入床层进行清洗，清洗至中部排水取样化验：DD<10μs/cm，SiO2<50μg/l。停止对流清洗，关闭有关阀门。3.6.4混脂树脂经再生和洗涤后，在投入运行前，必须将分层的树脂重新混合均匀。首先将交换器中的水面降到树脂层表面以上100-150mm处。其次从交换器底部通入净化压缩空气，一般压力为100-150kpa，流量2-3m3/m2/min，混合搅拌时间大约5min。从窥视孔看到树脂基本混合均匀后，要快开正洗排水门，快关压缩风门，以达到快速落实，避免树脂重新分层的目的。3.6.5正洗混合好后的树脂以10-15m／h的流速通水进行正洗，正洗终点以排水SiO3-<20μg／L，DD<0.2μs/cm为好。3.7混合离子交换器的优缺点：3.7.1优点：交换终点明显由于混床出水纯度高，且水质稳定，因此任何一种树脂耗尽都将使其出水导电度明显升高，尤其阳床先失效，终点易于控制。3.7.2缺点