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    反滲透設備膜組件應用注意事項

    2012-5-23 14:47:39??????點擊:

    反滲透設備膜組件應用注意事項
    反滲透設備滲透壓是水中所含鹽分或有機物濃度的函數,含鹽量越高滲透壓也增加,進水壓力不變的情況下,凈壓力將減小,產水量降低。透鹽率正比于反滲透膜正反兩側鹽濃度差,進水含鹽量越高,濃度差也越大,透鹽率上升,從而導致脫鹽率下降。對同一系統來說,給水含鹽量不同,其運行壓力和產品水電導率也有差別,給水含鹽量每增加l00ppm,進水壓力需 增加 約 0 .007MPa,同時由于濃度的增加,產品水電導率也相應的增加。 水中的懸浮物就是指在水濾過的同時,在過濾材料表面殘留下的物質,以粒子成分為主體。懸浮物含量高會導致反滲透和納濾系統很快發生嚴重堵塞,影響系統的產水量和產水水質。

     各種反滲透設備膜組件都有一個允許的pH值范圍,進水pH值對產水量幾乎沒有影響;但是即使在允許范圍內, PH值 對脫鹽率 也 有較大影響,一方面pH值對產品水的電導率也有一定的影響,這是因為反滲透膜本身大都帶有一些活性基團,pH值可以影響反滲透設備膜表面的電場進而影響到離子的遷移,pH值對進水中雜質的形態有直接影響,如對可離解的有機物,其截留率隨pH值的降低而下降。

      回收率對各段壓降有很大的影響,在進水總流量保持一定的條件下,回收率增加,由于流經反滲透設備高壓側的濃水流量減少,總壓降降低,回收率減少,總壓降增大,實際運行表明,回收率即使變化很小,如1%,也會使總壓差產生0.02MPa左右的變化。由于水中溶解的CO2受pH值影響較大,pH值低時以氣態CO 2 形式存在,容易透過反滲透膜,所以pH低時脫鹽率也較低,隨pH升高,氣態CO 2 轉化為HCO 3 - 和CO 3 2- 離子,脫鹽率也逐漸上升,pH在7.5~8.5 之 間 時 ,脫鹽率達到最高?;厥章蕦Ξa品水電導率的影響取決于鹽透過量和產品水量,一般說來,系統回收率增大,會增加濃水中的含鹽量,并相應增加產品水的電導率

      【反滲透設備預處理技術特點】

     為了改善反滲透系統的操作性能,在進水中可以加入添加下列一些藥劑:酸、堿、殺菌劑、阻垢劑和分散劑。

      1 加酸-防止結垢黑龍江 純凈水處理</STRONG>設備,黑龍江水處理設備,黑龍江工業純凈水設備<

      在進水中可以加入鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)來降低pH。硫酸價格便宜、不會發煙腐蝕周圍的金屬元器件,而且膜對硫酸根離子的脫除率較氯離子高,所以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業級硫酸即適宜于反滲透使用,商品硫酸有20%和93%兩種濃度規格。93%的硫酸也稱為66波美度硫酸。在稀釋93%硫酸時一定要小心,在稀釋到66%時發熱可將溶液的溫度提升到138℃。一定要在攪拌下緩慢地將酸加入水中,以免水溶液局部發熱沸騰。鹽酸主要在可能產生硫酸鈣或硫酸鍶結垢時使用。使用硫酸會增加反滲透進水中的硫酸根離子濃度,直接導致硫酸鈣結垢傾向增加。工業級的鹽酸(無添加劑)購買非常方便,商品鹽酸一般含量為30-37%。

      降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結垢的傾向,即降低朗格里爾指數(LSI)。LSI是低鹽度苦咸水中碳酸鈣的飽和度,表示碳酸鈣結垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學中,LSI是確定是否會發生碳酸鈣結垢的是個重要指標。當LSI為負值時,水會腐蝕金屬管道,但不會形成碳酸鈣結垢。如果LSI為正值,水沒有腐蝕性,卻會發生碳酸鈣結垢。

     LSI由碳酸鈣飽和的pH減去水的實際pH。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小(水壺中的水垢就是這樣形成的),隨pH、鈣離子的濃度即堿度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進水中注入酸液(一般是硫酸或鹽酸)即降低pH的方法來調低。推薦的反滲透濃水的LSI值為0.2(表示濃度低于碳酸鈣飽和濃度0.2個pH單位)。還可以使用聚合物阻垢劑來防止碳酸鈣沉淀,一些阻垢劑供應商聲稱其產品可以使反滲透濃水的LSI高達+2.5(比較保守的設計是LSI為+1.8)。

      2 加堿-提高脫除率

      在一級反滲透中加堿使用較少。在反滲透進水中注入堿液用來提高pH。一般使用的堿劑只有氫氧化鈉(NaOH),購買方便,而且易溶于水。一般不含其他添加劑的工業級氫氧化鈉便可滿足需要。商品氫氧化鈉有100%的片堿,也有20%和50%的液堿。在加堿調高pH時一定要注意,pH升高會增加LSI、降低碳酸鈣及鐵和錳的溶解度。最常見的加堿應用是二級RO系統。在二級反滲透系統中,一級RO產水供給二級RO作為原水。二級反滲透對一級反滲透產水進行“拋光”處理,二級RO產水的水質可達到4兆歐。在二級RO進水中加堿有4個原因:

      a.在pH8.2以上,二氧化碳全部轉化為碳酸根離子,碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳本身是一種氣體,會隨透過液自由進入RO產水,對于下游的離子交換床拋光處理造成不當的負荷。

      b.某些TOC成分在高pH下更容易脫除。

      c.二氧化硅的溶解度和脫除率在高pH下更高(特別是高于9時)。

        d.硼的脫除率在高pH下也較高(特別是高于9時)。

      加堿應用有一個特例,通常被叫做HERO(高效反滲透系統)過程,將進水pH調到9或10。一級反滲透用來處理苦咸水,苦咸水在高pH下會有污染問題(比如硬度、堿度、鐵、錳等)。預處理通常采用弱酸性陽離子樹脂系統和脫氣裝置來除去這些污染物。

     3 脫氯藥劑-消除余氯

     RO及NF進水中的游離氯要降到0.05ppm以下,才能達到聚酰胺復合膜的要求。除氯的預處理方法有兩種,粒狀活性炭吸附和使用還原性藥劑如亞硫酸鈉。在小系統(50-100gpm)中一般采用活性碳過濾器,投資成本比較合理。推薦使用酸洗處理過的優質活性炭,去除硬度、金屬離子,細粉含量要非常低,否則會造成對膜的污染。新安裝的碳濾料一定要充分淋洗,直到碳粉被完全除去為止,一般要幾個小時甚至幾天。我們不能依靠5μm的保安過濾器來保護反滲透膜不受碳粉的污染。碳過濾器的好處是可以除去會造成膜污染的有機物,對于所有進水的處理比添加藥劑更為可靠。但其缺點是碳會成為微生物的飼料,在碳過濾器中孳生細菌,其結果是造成反滲透膜的生物污染。

      亞硫酸氫鈉(SBS)是較大型RO裝置選用的典型還原劑。將固體偏亞硫酸氫鈉溶解在水中配制成溶液,商品偏亞硫酸氫鈉的純度為97.5-99%,干燥儲存期6個月。SBS溶液在空氣中不穩定,會與氧氣發生反應,所以推薦2%的溶液的使用期為3-7天, 10%以下的溶液使用期為7-14天。從理論上講,1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亞硫酸氫鈉)能夠還原1.0ppm的氯。設計時考慮到工業苦咸水系統的安全系數,設定SBS的添加量為每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游,設置距離要保證在進入膜元件有29秒的反應時間。推薦使用適當的在線攪拌裝置(靜態攪拌器)。

    多介質過濾器

      從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質過濾。多介質過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂、細碎的石榴石或其他材料為床層。床的頂層由質輕和質粗品級的材料組成,而最重和最細品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去,較小的顆粒在過濾器介質的較深處被除去。

    RO反滲透膜運行過程中需要注意幾點事項

      1)、醋酸纖維素膜的水解易造成反滲透裝置的性能惡化,為此,必須嚴格控制水的PH值,給水的PH值必須維持在5-6,而復合膜可以在給水PH3-PH11范圍下運行。

          2)、當注入的次氯酸鈉量不足而使給水中的游離氯不能測出時,在反滲透裝置的膜組件上會有黏泥發生,反滲透裝置的壓差將增大。但對于復合膜和聚酰胺膜來講,必須嚴格控制進入膜組件的游離氯量,超過規定值將導致膜的氧化分解。

      3)、若把FI值超標的水供給反滲透裝置作為給水,在膜組件的表面將附著污垢,這樣必須通過清洗來去除污垢。

      4)、過量的給水流量將使膜組件提前劣化,因此給水流量不能超過設計標準值。此外濃水的流量應盡量避免小于設計標準值,在濃水流量過小的條件下運轉,會使反滲透裝置的壓力容器內發生不均勻的流動及由于過分濃縮而在膜組件上析出污垢。

      5)、反滲透裝置的高壓泵即使有極短的時間中斷運轉都可能使裝置發生故障。

      6)、反滲透入口壓力要保持有適當的裕度,否則由于沒有適當的壓實,除鹽率會降低。

      7)、反滲透裝置停止時應用低壓給水置換反滲透裝置內的水。這是為了防止在停運時二氧化硅的析出(在冬季時水溫下降之故)。

      8)、需經常注意精密過濾器的壓有效期。出現壓差急劇上升的原因主要是精密過濾器渾濁度的泄漏。相反,出現壓差急劇下降的原因是精密過濾器元件的破損,以及精密過濾器元件緊固螺絲松動等。

        9)、當反滲透裝置入口和出口的壓差超過標準時,說明膜面已受污染或者是給水流量在設計值以上。如經流量調整尚不能解決壓差問題,則應對膜面進行清洗。

        10)、在夏天給水溫度高,產水流量就過多,有時不得不降低操作壓力,這樣做將導致產水水質下降。為了防止這點,可減少膜組件的根數,而操作壓力仍保持較高的水平


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