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    发布时间:2020-06-12 浏览次数:23

    反渗透技术是当今进和节能有效的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力作用下,借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。利用反渗透膜的分离特性,可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、微生物等杂质。具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。


    在各种膜分离技术中,反渗透技术是近年来国内应用成功、发展快、普及广的一种,估计自1995年以来,反渗透膜的使用量每年平均递增20%,根据保守的统计,1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜一万六千支,4英寸膜二万六千支。

    国内反渗透膜工业应用的领域仍为大型锅炉补给水,各种工业纯水、饮用水的市场规模次之,电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保、冶金、纺织等行业的膜应用也都形成了一定规模。今后有潜力的应用领域有发电厂冷却循环水的排污水处理、大型海水淡化、苦咸水淡化、大型市政及工业废水处理等。


    超低压膜

    由于节省电能消耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点,自1996年以来超低压膜的

    反渗透工艺设备

    反渗透工艺设备

    应用比重日益增大,这在以使用4英寸膜为主的小型装置中应用为突出,以国内反渗透膜供应商美国海德能公司为例,近两年售出的4英寸膜的80%为超低压膜,大型装置中应用超低压膜也呈大幅上升趋势,国内使用超低压膜的装置的产水量为650吨/小时。

    低污染膜

    膜污染是反渗透应用中的危害,它不仅缩短膜使用寿命、增加运行费用,还直接影响膜系统的、连续运行。已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。海德能公司的LFC1膜由于具有膜表面呈电中性且亲水性好等特点,成为低污染家族中的佼佼者,也是在国内大型反渗透装置中得到应用的低污染膜。已在国内几家大型电厂、汽车厂、电子材料厂、茶叶浓缩厂中成功运行。此外,DOW公司的抗污染膜采用镜面技术,也具有良好的抗污染性能。

    带正电荷的反渗透膜

    广泛应用的低压、超低压复合膜的材质均为芳香族聚酰胺,其膜表面均带有负电荷,现已有膜厂家开发出表面带正电荷的低压复合膜,这种膜现主要应用于制备高电阻率的高纯水系统中,在日本,日东电工公司生产的正电荷膜ES10C已在半导体行业的三级反渗透系统中实现10~15兆欧电阻率的高纯水,在韩国的现代电子公司的三个生产厂的合计终产水800吨/小时的三级反渗透系统的产水电阻率为8~9兆欧。在国内上海某半导体厂的170吨/小时的三级反渗透系统也达到上述指标。另外在国内一些制药厂的5~20吨/小时规模的两级反渗透系统中也实现了反渗透产水电阻率为1~4兆欧。2000年国内制药行业将投产20套这样的反渗透系统。

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    反渗透膜

    普通的水处理用反渗透膜的使用温度均为0~45℃,但在需要耐90℃高温杀菌的特殊场合,可使用耐高温、耐化学药品的反渗透膜。此外,各种有特殊膜元件结构的食品级或卫生级的反渗透膜也开始在国内得到应用。

    应用现状及进展编辑

    国外已有多套日产水量为10万吨级以上的反渗透海水淡化装置,正在运行的大型卷式膜海水淡化装置的单机能力多为日产水量6000吨。国内已建成和正在建设的反渗透海水淡化装置的规模为日产水量350~2500吨,国外单段反渗透海水淡化的水利用率高45%,国内多为35%,另国内渔船上装载的反渗透海水淡化机多用直径2.5英寸的小型膜元件。国内有批量生产海水淡化装置经验的公司不超过10家,正在河北建设的日产水量18000吨的“亚海水”脱盐装置是国内的使用海水淡化膜的反渗透装置。今后国内海水淡化膜的应用将进入一个新时期,不久的将来,我国也会建设日产水万吨级的海水淡化装置,此外国内已开始商业生产海水淡化反渗透膜元件。

    日本的三家膜公司已开发出可耐9.0MPa以上压力的海水淡化膜,使用此种膜,日本的水处理工程公司已在西班牙建造了水回收率高达60%的两段反渗透海水淡化装置。在日本福冈,已开始建设日产水五万八千吨的高回收率反渗透海水淡化装置。美国海德能公司已开始在大型饮用水项目上,提供对硼离子有高脱除率的海水淡化膜。

    反渗透设备运行前准备编辑

    RO作为高压运行设备,在运行前为保护设备及仪表和安全起见,应严格安照操作程序确认并调整好阀门的开启状态,具体操作如下: [1] 1、完全打开保安过滤器进水阀门和打开高压泵进水阀门

    2、打开高压泵出水阀门一圈

    3、打开RO入口阀一圈

    4、将浓水管上针阀旋转三圈半

    5、完全打开产水出口阀及浓水出口阀

    6、将所有取样阀和清洗阀门关闭

    7、将所有压力显示阀打开至半开状态

    设备应用领域编辑

    =电子工业用水 集成电路、硅晶片、显示管、电极箔等电子元件冲洗水

    =制药行业用水 大输液、针剂、片剂、生化制品、设备清洗等

    =化工行业工艺用水 化工循环水、化工产品制造、化肥等

    =电力行业锅炉补给水 火力发电锅炉、厂矿中低压锅炉动力系统

    =食品工业用水 应用纯净水、饮料、啤酒、白酒、保健品等

    =海水、苦咸水淡化 海岛、舰船、海上钻井平台、苦咸水地区

    =饮用纯净水 房产物业、社区、企事业单位等

    =其它工艺用水 汽车、家电产品涂装、镀膜玻璃、化妆品、精细化学品、印染等

    反渗透机理模型编辑

    有几个经典模型

    1.优先吸附毛细孔模型:弱点干态电镜下,没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。

    2.溶解扩散模型:不认为有孔。

    3.干闭湿开模型:上工世纪80,90年代,国人邓宇等提出的,能够解释1和2模型的统一的现代贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型,统一了两个经典的反渗透机制模型,细孔模型,溶解扩散模型。

    运行管理编辑

    一、作为一项先进的水处理技术,反渗透工艺已广泛地运用于各行各业。用户在运用该工艺的过程中,不同程度的暴露出一些运行技术管理方面的问题,这些问题如能得到有效的解决,对于水处理应用市场经济效益的化其意义深远。

    反渗透工艺流程图

    反渗透工艺流程图

    二、反渗透系统运行中常见问题的类型

    1.预处理加药问题

    2.进水SDI超标

    3.有机物降除率低

    4.砂滤器设计问题

    5.活性炭滤器出水带碳粉

    6.反洗系统设计问题

    7.保安过滤器滤芯周期短

    8.阻垢剂选型问题

    9. RO产水量下降快

    预处理加药问题

    1.絮凝剂和助凝剂的加药问题:

    源水的浊度、PH值、铁离子的含量以及后续系统的加药品种等因素决定絮凝剂和助凝剂的加药品种和加药量的多少。且加药量一定要做适应性和加药量优化试验。不少RO用户在这方面工作不到位,导致澄清池出水品质不佳。

    2.杀菌剂的加药问题

    对于原水中存在有机物和细菌微生物的水源,一般情况下用户常采用加氧化性介质进行杀除,如:次氯酸钠、二氧化氯等。对于有些地表性水源,长期投加上述介质,发现生物抗药性使得杀菌效果很不理想。非氧化性杀菌剂,如:ZDH-881、MDC-881杀除效果更持久,且可节省后续还原剂的投加费用。

    3.还原剂的投加

    还原剂的投加要照顾到还原效果的性,同时要考虑过度投加后的细菌污染.常发现用户投加过度后,滤芯上的细菌粘泥物生成。

    RO进水SDI超标问题

    1.工程设计时工艺选择错误的因素:

    工程设计系统选择的失误导致的污染指数不合格的现象时有所见,解决的办法是改造预处理系统。

    2.预处理加药量的不适

    对于原水PH超过8的水源,絮凝剂的过量添加急易导致无机胶体的生成,从而导致SDI超标。

    3.过滤效果差

    过滤效果差的原因有很多,如:截止滤料品种的选择、装填量的不合理、过滤器的周期反洗擦洗时间控制不合理等都会导致SDI高。

    有机物降除率低问题

    1.完善预处理工艺,提升系统降COD的措施

    反渗透工艺

    反渗透工艺

    2.尝试更换其他非氧化杀菌剂进行COD的杀除。

    3.活性炭过滤器的滤料吸附COD饱满时进行更换或再生。

    三、综 述

    上述案例经常在地表水为水源的反渗透系统中出现。该类水源的特殊性也使得系统在设计、制造、运行等环节上易出问题。

    针对地表水为水源的反渗透水处理工程,建议从下述环节上予以重视、解决问题:

    设计方面:

    充分调研掌握用户原水的基本条件及水源多年变化的规律。选取合理的水处理工艺,并考虑足够的设备运行的安全余量。对于流程中的细节如:过滤器的型式、流速;滤料的规格及装填高度;保安过滤器的滤芯数量、反洗水泵的参数、清洗系统清洗泵的参数、反渗透膜的排列方式、控制系统对预处理装置的分组控制的合理性等应严格选型和计算。

    设备制造及安装调试过程:

    用户对于工艺设备的制造应依据设计要求进行全程质量及工艺监控,对于选用的材料及部件进行品质保证方面的把握。

    设备安装过程中,对于仪表及装填性材料(滤料、树脂、空心球等)的安装位置及材料理化指标进行严格的定位及检验。

    调试过程中对于运行过程使用的的添加剂、耗材需进行定性定量实验工作。尤其需注意:PAC、PAM、阻垢剂的兼容性等问题,通过试验选取适合系统的运行耗材。

    设备运行过程:

    严格操作工对运行规程中操作步骤的实施。

    预处理系统运行的年度,应根据水源条件的特点,对运行指标、药剂添加量进行不少于4次的实验及调整工作,为第二年修边运行规程积累依据。

    运行过程中每个月至少做一次“水质全分析报告”分析水源条件的变化情况,及时修正运行参数及加药量。

    每半个月要求做一次反渗透数据的标准化工作,这一点对于反渗透运行的变化趋势的掌握非常必要。运行的水处理系统很多都缺乏相应的工作,从而导致设备运行的小问题的扩大化。

    水处理系统的仪表每3-6个月必须进行一次仪表(传感器)参数的校准工作,保证设备参数的准确性。由于地表水水源的差异性,各地反渗透设备的运行问题的种类不尽相同。因此,用户对于自身系统的运行状况应认真分析。尤其在膜类污染特点及系统清洗方面应根据实际情况进行探索,找出适合系统的解决问题的方案。

    对于反渗透系统的停运保护过程,如有条件的情况下,建议采取合适的方式进行长期保护.避免短期保护或低压冲洗条件下的频繁启停带来的反渗透膜的物理性损伤。


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