水處理工藝
原水 → 預處理系統(tǒng) → 反滲透系統(tǒng) → 后處理系統(tǒng) → 產(chǎn)品水
水質(zhì)來源的分析 原水來源 : 自來水(城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)),地表水、地下水、雨水,中水、廢水,海水、苦咸水 注意事項 : 在市政水廠添加了化學藥劑,陽離子聚合物,氧化鋁 / 氯化鐵,正磷酸鋅,添加了互不相容的化學藥劑,氧化劑,采樣的正確性和模擬性
水質(zhì) —— 檢測指標 銨離子(NH4+) 總鐵(Fe2+/Fe3+) 亞硝酸根(NO2-) 活性二氧化硅(SiO2) 鉀離子( K+ ) 錳離子( Mn2+ ) 硝酸根( NO3- ) 硬度 鈉離子( Na+ ) 銅離子( Cu2+ ) 氯離子( Cl- ) 二氧化碳( CO2 ) 鎂離子( Mg2+ ) 鋅離子( Zn2+ ) 氟離子( F- ) 游離氯( Cl ) 鈣離子( Ca2+ ) 鋁離子( Al3+ ) 硫酸根( SO42- ) PH 值 鋇離子( Ba2+ ) 堿度 磷酸根( PO43- ) 總含固量( TDS ) 鍶離子( Sr2+ ) 碳酸氫根( HCO3- ) 硫化氫( H2S ) 水溫 鐵離子( Fe2+ ) 碳酸根( CO32- ) 膠體二氧化硅( SiO2 ) 電導率 生物耗氧量( BOD ) 化學耗氧量( COD ) 總有機碳( TOC ) 濁度( NTV )
預處理系統(tǒng) 原水→泵→多介質(zhì)過濾器→活性炭過濾器→泵→錳砂過濾器→精密過濾器→超濾器→水箱 介質(zhì):石英砂、白煤層高:1.0~1.6m 流速:10 ~ 20m/h 沖洗壓差:0.03~0.06Mpa 水質(zhì):SDI<5 介質(zhì):果殼炭層高:1.0 ~ 1.6m 流速:10~20m/h 有機物除去率:90% 介質(zhì):錳砂層高:1.0 ~ 1.5m 流速:10~20m/hFe、Mn去除率:90% 介質(zhì):聚丙烯容量:>5倍 精度:3 ~ 10μm 介質(zhì):PSF、PAN 形式:中空纖維 截留分子量:1~15萬 COD去除率:60% 懸浮物去除率:SDI<1 材質(zhì):PE、SS 要求:無死角 容量:0.5 倍
設計依據(jù) 膜元件的材質(zhì)與構型( PA*/CA ,卷式 */ 中空纖維 進水質(zhì)量(水源及其變化) 進水流量(小型 / 大型裝置) 反滲透的回收率(高回收率需要完善的預處理) 后處理設備和要求(后處理低負荷和高需求需要更好的預處理)
對象、要求 對象:懸浮固體膠體 有機物 生物體 結垢物 要求: 懸浮固體膠體濁度<1NTUSDI<5 (15min),有機物TOC<2ppm,生物體菌落數(shù)<10000cfu/ml, 結垢物CaCO3濃度CSI<0、SrSO4 Sr<2ppm、CaSO4 Ca+SO4<250ppm、BaSO4 Ba<50ppbMn Mn< 0.05ppm、Fe(可溶)Fe<0.3ppmSi(可溶)SiO2<25ppm
對策 全過濾:多介質(zhì)過濾、錳砂過濾、活性炭過濾、保安過濾 錯流過濾:微濾、超濾、混床 離子交換:軟化、陰陽床、石灰軟化 化學藥劑添加:阻垢劑、分散劑、 PH 值調(diào)節(jié)、加氯 / 除氯 其它:紫外殺菌、熱交換、脫氣
預處理設計 難溶鹽 離交軟化、陰離子軟化、石灰軟化、添加化學阻垢劑 * 金屬氧化物 離交軟化、石灰軟化、錳砂過濾 * 、添加化學分散劑 溶解硅 石灰軟化、熱交換器、脫除鐵 * 、硅分散劑 * 微粒和膠體 澄清、石灰軟化、砂濾 * 、多介質(zhì)過濾 * 、微濾、超濾 * 天然有機物 澄清、石灰軟化、活性炭過濾 * 、微濾、超濾 * 微生物(滋生) 化學殺菌劑 * 、紫外殺菌、微濾、超濾、保持流動和減少死角
反滲透系統(tǒng) 預處理水箱 → 增壓泵 → 保安過濾器 → 高壓泵 → 止回閥 →RO 元件 → 水箱 材質(zhì):不銹鋼 形式:離心泵 增壓: 0.3Mpa 介質(zhì):聚丙烯 容量: 3~5 倍 精度: 1 ~ 3μm 材質(zhì):不銹鋼 形式:多級離心泵 增壓: 1.2Mpa 材質(zhì):不銹鋼 作用:防止膜產(chǎn)生背壓力 形式:卷式 材質(zhì): PA 尺寸: 8040 、 4040 材質(zhì): PE 、 SS 要求:無死角 容量: 0.5 倍
配置方式 RO 配置方式一般有一級多段、多級多段兩種,增加段數(shù)以提高水利用率,增加級數(shù)以提高水質(zhì)量。 * 多級多段中后級濃水回到前級原水既可提高水利用率,又可提高水質(zhì)量。
脫鹽效率 組件:(1)≥99%,(2)≥99.7%; 系統(tǒng):(1)≥95%, (2)≥98%; 測試: 2000ppmNaCl 純水溶液
操作條件 影響 壓力 壓力升高,流量幾乎線性上升,脫鹽率急速上升后緩慢上升 溫度 溫度升高,流量幾乎線性上升,脫鹽率緩慢下降 鹽濃度 鹽濃度增大,水流量和脫鹽率緩慢下降 回收率 回收率增加,水通量和脫鹽率緩慢下降至一定值后急速下降 PH 值 PH 值在很寬的范圍內(nèi)變化對水流和脫鹽率無影響,在極端情況下脫鹽率下降
原因 膜降解(水解、氧化、機械損壞) 沉淀物沉積(碳酸垢、硫酸垢、硅垢) 膠體沉積(金屬氧化物、污泥) 有機物沉積(天然有機物、不溶油類、阻垢劑、鐵沉淀 … ) 生物污染(藻類、真菌、細菌侵蝕、生物黏泥) 癥狀(與現(xiàn)象相對應): 系統(tǒng)進水與濃水間壓降增加 反滲透進水壓力發(fā)生變化 標準化后的產(chǎn)水流量發(fā)生變化 標準化后的產(chǎn)水鹽透率發(fā)生變化
故障診斷 可能的原因 可能發(fā)生地點 進水與濃水間壓降 產(chǎn)水量 鹽透率 金屬氧化物污染 第一段 正常 / 增加 降低 正常 / 增加 膠體污染 第一段 正常 / 增加 降低 正常 / 增加 結垢污染 最后一段 增加 降低 增加 生物污染 任何一段 正常 / 增加 降低 正常 / 增加 有機污染 任何一段 正常 降低 降低 / 增加 氧化物作用 第一段最嚴重 正常 / 降低 增加 增加 磨損(顆粒) 第一段最嚴重 降低 增加 增加 密封泄漏 隨機分布 正常 / 增加 正常 / 增加 增加 回收率過高 任何一段 降低 正常 / 降低 增加
減少故障和清洗 在取得水質(zhì)全分析的基礎上設計反滲透系統(tǒng) 在進行設計前確定反滲透元件進水的 SDI 值 如果進水質(zhì)量發(fā)生變化,需作出相應的設計調(diào)整,必須保證足夠的預處理水平,選擇正確的膜元件,選擇比較保守的水通量,選擇合理的水回收率,設計足夠的橫向流速和濃水流速,對運行數(shù)據(jù)進行標準化
清洗的對象 碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶的垢;鐵、錳、銅、鎳的水合氧化物垢 硅垢 --- 有機和無機膠體沉積物,自然的和人為的有機沉積物,細菌、真菌、霉菌等生物滋長物 清洗時機(與清洗對象相對應) 標準化后的產(chǎn)水量比上次清洗后減少 10 ~ 15% 標準化后的產(chǎn)水水質(zhì)比上次清洗后減少 10 ~ 15% 當標準化后的壓降比上次清洗后增加 10 ~ 15% 在長期停用前作為日常的維護
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