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文档简介
超滤反渗透ppt演示文稿第一页,共一百零六页。1、膜分离技术的分类(一)滤膜法液体分离技术从分离精度上划分,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0.1-1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,但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。第二页,共一百零六页。1、膜分离技术的分类(二)超滤能截留微米之间的大分子物质和蛋白质。超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-500000之间。超滤膜的运行压力一般1-7bar。纳滤能截留纳米级(0.001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间.反渗透是最精细的一种膜分离产品,其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物,同时允许水分子通过。反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水及电子级高纯水制备、饮用纯净水生产、废水处理和特种分离等过程。第三页,共一百零六页。2、超滤膜的种类及应用特点
超滤膜按结构来分主要有四种:板式膜,卷式膜,管式膜,中空纤维膜。板式膜:它是最早出现的膜,但因为难以保证膜表面适当的流速及复杂的密封问题,这类膜的应用非常有限。前处理要求不严格;卷式膜:以板式膜为起点发展起来的,因为卷式膜的格网带来死点及无法反洗,通常不适用于工业原水处理。它们适用于高温、高压物料分离等,前处理要求也不严格;管式膜:因为它的能耗较大,从经济上来说不适用于普通水处理,一般适用于高固体含量或高含油浓度的流体,在四种膜中,它的前处理要求最不严格。第四页,共一百零六页。中空纤维膜:因为它压力低,通道无死点,通量高,能进行反洗,所以除特殊水体(如高含油、高固体含量等)外,都是很好的选择,对四种膜而言,在水处理中应用最为广泛。第五页,共一百零六页。3、超滤原理超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。第六页,共一百零六页。
超滤膜过滤原理图第七页,共一百零六页。原液一般指需要净化、分离或浓缩的溶液,透过液指原液中透过超滤膜而被滤除大分子溶质的那部分液体,浓缩液则是原液中因分离出透过液而剩余的高浓度溶液。在净化水工程中,原液是指原水进水,透过液即为净化水,浓缩液则是排放的废水。内压式和外压式中空纤维超滤膜一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根细小的中空纤维丝和膜外壳两部分组成,一般将中空纤维膜内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜,毛细管式超滤膜因内径较大,因此不易被大颗粒物质堵塞,更适用于过滤原液浓度较大的场合。按进水方式的不同,中空纤维超滤膜又分为内压式和外压式两种第八页,共一百零六页。1.内压式:即原液先进入中空丝内部,经压力差驱动,沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液,浓缩液则留在中空丝的内部,由另一端流出,其流向参见下图所示。其中环氧树脂端封的作用是在中空纤维膜丝的端头密封住膜丝之间的间隙,从而使原液与透过液分离,防止原液不经过膜丝过滤而直接渗入到透过液中。第九页,共一百零六页。内压式中空纤维超滤膜第十页,共一百零六页。
2.外压式中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液,而截留的物质则汇集在中空丝的外部,其流向见下图所示。
外压式中空纤维超滤膜第十一页,共一百零六页。全量过滤和错流过滤方式
中空纤维超滤膜的过滤方式主要分为全量过滤和错流过滤两种。全量过滤方式是指原液中的水分子全部渗透过超滤膜,没有浓缩液流出,见图。而错流过滤方式则是在过滤的过程中有一部分的浓缩液体从超滤膜的另一端排掉,见图。第十二页,共一百零六页。全量过滤方式第十三页,共一百零六页。错流过滤方式第十四页,共一百零六页。4、超滤膜的特性超滤和反渗透都是以压力为驱动力,有相同的膜材料和相仿的膜制备方法,有相似的机制和功能,有相近的应用。因此,很难有一条明确的界限绝然将两者分开。索里拉金认为,可以把超滤膜看作具有较大平均孔径的反渗透膜。超滤膜的物理结构具有不对称性,实际上可分为两层,一层是超薄活化层,约0.25um厚,孔径为5.0~20.0nm(纳米),对溶液的分离起主要作用;另一层是多孔层,约75~125um厚,孔径约0.4um,具有很高的透水性,它只起支撑作用。第十五页,共一百零六页。5、超滤膜分离技术的特点在常温和低压下进行分离,因而能耗低,从而使设备的运行费用低。设备体积小、结构简单,故投资费用低。超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。超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体,纯物理方法过滤,物质在分离过程中不发生质的变化,并且在使用过程中不会有任何杂质脱落,保证超滤液的纯净。第十六页,共一百零六页。6、超滤膜的寿命及清洗膜的寿命是根据生产厂提出的膜在正常使用条件下可以保证使用的最短时间,一般在规定的料液和压力下,在pH允许的范围内,温度不超过60℃时,超滤膜可使用12~18个月。当然超过规定的条件时,会使膜的寿命缩短。膜必须进行定期清洗,以保持一定的膜透过通量,并延长膜的寿命。清洗方法一般根据膜的性质和处理料液的性质来确定。第十七页,共一百零六页。反渗透的原理(一)渗透的定义是:一种溶剂(即水)通过一种半透膜进入一种溶液或者是从一种稀溶液向一种比较浓的溶液的自然渗透。对渗透压的理解:渗透是在半渗透膜隔开的两种深度不同液体之间发生的一种现象——水自动地从较稀的溶液中穿过膜流入较浓的溶液中,但是如浓水侧施加一个压力,其结果可以使上述渗透停止,而达到平衡,这时这个压力就叫渗透压第十八页,共一百零六页。反渗透的原理(二)反渗透的原理:就是在有盐份的水中(如原水)施加比渗透压力更大的压力,使水流向相反的方向进行,把原水中的水分子压到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中的盐份的目的。这种现象叫做反渗透(简称RO)第十九页,共一百零六页。图3—9反渗透原理a-正常渗透;b-渗透平衡;c-反渗透第二十页,共一百零六页。反渗透膜的性能一般来说,反渗透膜要具备以下多种性能:(1)单位面积上透水量大,脱盐率高。(2)机械强度好,多孔支撑层的压实作用小。(3)化学稳定性好,耐酸、碱腐蚀和微生物侵蚀。(4)结构均匀,使用寿命长,性能衰降慢。(5)制膜容易,价格便宜,原料充足。第二十一页,共一百零六页。反渗透水处理工艺基本上属于物理方法,他在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点(一)
:反渗透是在室温条件下,采用无相变的物理方法得以使水淡化、纯化;依靠水的压力作为动力,其能耗在众多处理方法中最低;化学药剂量少。无需酸、碱再生处理;无化学废液及废酸、碱排放,无酸碱中和处理过程,无环境污染;系统简单、操作方便,产水水质稳定,两级反渗透可取得高质量的纯水;适应于较大范围的原水水质,即适用于苦咸水、海水以至污水的处理,也适用于低含盐量的淡水处理。第二十二页,共一百零六页。反渗透水处理工艺基本上属于物理方法,他在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点(二):设备占地面积少,需要的空间也小;运行维护和设备维修工作量少。对锅炉补给水处理,反渗透法也具有常规的离子交换处理方式难以比拟的优异特色,如:产水中的二氧化硅少,去除率可达99.5%,有效的避免了发电机组随压力升高对SiO2的选择性携带所引起的硅垢,以及天然水中硅对离子交换树脂的污染,造成再生困难、运行周期短等问题,并影响除硅效果;第二十三页,共一百零六页。反渗透水处理工艺基本上属于物理方法,他在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点(三):产水中有机物、胶体等物质,去除率可达到95%,避免了由于有机物分解所形成的有机酸对汽轮机尾部的酸性腐蚀的问题;反渗透水处理系统可连续产水,无运行中停止再生等操作,没有产水水质忽高忽低的波动,对发电机组的稳定运行,保证电厂的安全经济有着不可估量的作用。因而,反渗透在发电厂的锅炉补给水处理中的应用受到广泛的关注。第二十四页,共一百零六页。矸石电厂超滤、反渗透系统主系统:工艺流程为:平鲁污水厂和工业废水处理系统两路来水→中和再生水池→超滤进水泵(变频)→板式换热器→超滤用保安过滤器(网式自清洗)→外压式超滤膜组件→超滤产水箱→超滤产水泵→反渗透用保安过滤器→反渗透高压泵(变频)→反渗透装置→反渗透产水箱→反渗透产水池。另外超滤产水箱的一部分产水直接进入超滤产水池。第二十五页,共一百零六页。辅助系统:超滤反洗系统:超滤产水箱→反洗泵→超滤膜组件工艺及仪表用气系统:无油空气→储存罐→工艺及仪表用气清洗系统:RO产水→清洗水箱→清洗泵→清洗过滤器→超滤系统(RO系统)冷凝水系统:高温换热装置冷凝水→冷凝水箱→冷凝水泵→冷凝水回收箱超滤系统出力为2×122m³/h,反渗透系统出力为2×65m³/h,正常时两套同时运行,并采用并联运行方式,处理后的水作为反渗透产水池补充水。第二十六页,共一百零六页。污水处理辅冷水处理系统的进水来源,是来自平鲁区污水处理厂处理过的达到辅冷水车间进水要求得中水,中水水质的好坏直接关系到辅冷车间的超滤、反渗透的运行效果,如果预处理没有达到超滤、反渗透的进水要求,直接进入超滤、反渗透,不但会影响超滤、反渗透的运行效果,影响出水水质,严重的话,很可能造成反渗透的膜不可逆性损伤,所以对于污水处理厂的水质,必须2小时监测一次,出水水质要满足如下要求。第二十七页,共一百零六页。序号项目含量(mg/l)1CODcr302BOD533悬浮物54氨氮35TP0.56PH7.91第二十八页,共一百零六页。矸石电厂超滤系统超滤膜采用欧美公司SFR(饮用水处理)抗污染中空纤维产品。超滤膜材质为PVDF(聚偏氟乙稀)中空纤维,其表面活化层致密,支撑层为海绵状网络结构,故耐压、抗污染、使用寿命长,且能长期保证产水水质。膜通量为60L/m2h,年断丝率<1‰,超滤装置选用压力式,带气洗。超滤装置水的回收率应大于90%,胶体硅的去除率大于99%,出水污染指数SDI小于3,浊度小于0.1NTU(相当于1L的水中含有1mg的SiO2),化学清洗周期3~6个月(在正常水质变化范围内),SFR超滤装置采用全流过滤、频繁反洗的全自动连续运行方式。共分为2套,每套装置设计处理量122m3/h,其运行情况为:运行30分钟,反冲洗20~60秒。化学分散洗每1~2天一次,系统采用PLC(可编程序)控制。正洗反洗总历时≤60秒。第二十九页,共一百零六页。超滤膜组件按用途的分类产品型号用途区分SFP预处理SFD中水/污水回用SFR饮用水处理第三十页,共一百零六页。主要技术参数:设计产水量:2×122m3/h产水水质:SDI≤3,浊度<0.10NTU操作温度:≤40℃设计压力:≤0.6MPa第三十一页,共一百零六页。超滤膜组件第三十二页,共一百零六页。超滤膜组件侧面图第三十三页,共一百零六页。超滤系统功能:超滤膜组件的反洗、化学清洗装置系统中包括一套超滤膜组件的反洗装置和化学清洗装置,该装置能满足超滤膜组件的自动反洗要求。任何一列的超滤装置的反洗是自动进行的。化学清洗可实现点控。运行方式超滤膜组件采用程序控制,自动监控,其监控功能由PLC程控系统完成。超滤装置的运行、反洗步骤由PLC进行顺序控制。第三十四页,共一百零六页。性能特点:中空纤维外表面活化层孔隙率高,故纤维单位面积产水量大;中空纤维强度高,采用反向冲洗和气洗工艺,使组件可在全流过滤状态下工作,化学清洗周期大大延长;低操作成本;操作和维护简单;第三十五页,共一百零六页。SFR系统图第三十六页,共一百零六页。一般进水条件下,SFR采用的是全流过滤运行方式,此时浓水排放量为零。当进水浊度大于15NTU,为了减轻膜表面负荷,SFR采用了是错流过滤运行方式,即部分浓水排放。第三十七页,共一百零六页。超滤系统主要目的超滤系统主要目的是去除水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续反渗透运行的杂质。超滤系统主要包括:再生水贮存水池、超滤进水泵、高温换热装置、自清洗过滤器、超滤装置、超滤产水箱、超滤反洗泵、氧化剂加药系统、化学分散洗系统等。以下将对超滤系统中主要装置进行说明。
第三十八页,共一百零六页。管式换热器管式换热器为传统的管壳式换热器,蒸汽走管程,水走壳程。由于外网来的蒸汽温度为250℃,压力为0.8MPa~1.2MPa。此温度超过板式换热器的温度和压力范围,需要经过管式换热器进行预换热,来降低蒸汽的温度。第三十九页,共一百零六页。超滤管式换热器第四十页,共一百零六页。高温换热装置(一)反渗透膜的产水量对温度很敏感,随着水温的增加,水通量几乎线性地增大,水温在20-25℃左右时,膜的综合性能(产水量、脱盐率和使用寿命等)最佳。根据工艺系统要求,(1)将进水温度调至20℃左右,(2)冷凝水需进行回收。本系统采用四平维克斯所生产的调节器+阿法拉伐板式换热器,不仅可以保证产品水的温度调节范围,而且对冷凝水不产生任何的影响,满足回收冷凝水的水质要求。板式换热器设计压力为1.0MPa,测试压力为1.3MPa,蒸汽温度最大为130℃,板式换热器材质为不锈钢316,板片厚度为0.5mm,板片之间的密封材质为EPDMC
(三元乙丙橡胶),总交换面积为42.2㎡。产品本体调节器及换热器板片材质选用不锈钢。第四十一页,共一百零六页。高温换热装置(二)高温换热装置蒸汽进口设置温度控制阀,通过输入计算机的产品水温度控制蒸汽进口流量满足工艺系统要求,保证反渗透进水温度。进入加热器的给水母管最低点设排放阀。蒸汽管道设安全阀、疏水阀、气液分离阀。高温换热装置的蒸汽冷凝水返回凝结水系统。板式换热器蒸汽进口设置压力开关,当压力大于4.0bar时报警,并关闭蒸汽调节阀.板式换热器蒸汽进口设置温度传感器,当温度大于150度时报警,并关闭蒸汽调节阀.第四十二页,共一百零六页。超滤板式换热器第四十三页,共一百零六页。冷凝水回收系统经过高温换热器后的冷凝水,如果直接外排将会造成极大的浪费,而且换热器出来的冷凝水温度较高,对此,此系统设置了一套冷凝水回收系统,包括冷凝水箱、冷凝水提升泵。通过提升泵将冷凝水送到冷凝水系统。第四十四页,共一百零六页。冷凝水回收系统第四十五页,共一百零六页。自清洗过滤器自清洗过滤器是作为超滤装置前的一个预处理装置,主要去除大颗粒悬浮物,确保超滤装置的顺利运行,保证膜元件的设计通量,提高膜元件的使用性能。本系统采用以色列Amiad公司CBR-D-M6过滤器,过滤精度为100μm,并且过滤器采用过滤液液体反冲模式,反洗耗水小于产水量0.5%。本系统设置了两台过滤器,单台设计出力为122m³/h。正常运行时,启动两台过滤器,当运行一套超滤装置时,启动一台过滤器。之间的切换通过手动阀门切换后启动过滤器。水流通过过滤器筒体流出,产水压力差随着过滤的进行,压差会升高,当压差达到预设值时,则自动清洗。第四十六页,共一百零六页。超滤自清洗过滤器第四十七页,共一百零六页。化学分散洗系统化学分散洗系统通过化学药剂来清除有机物、胶体、无机盐等附着在超滤膜表面和内部的污堵,清洗频率高、强度大都有利于更彻底的清除各类污染物。包括酸洗、碱洗(分散剂:碱、次氯酸钠)。根据实际调试情况确定化学分散洗周期,一般每1~2天一次。第四十八页,共一百零六页。加药设备加药设备主要包括:再生水经泵提升后到超滤的加药杀菌的加药设备。超滤反洗的氧化剂加药设备、超滤分散清洗的酸加药设备、氧化剂加药设备和碱加药设备。在反渗透前阻垢剂和还原剂的加药设备。反渗透产水调节PH的碱加药设备。第四十九页,共一百零六页。
加药设备的基本要求每种药品溶液箱的容积可满足一昼夜的药品用量的要求。药品配置是根据药品溶液发出的药液箱的药液低位报警及由运行人员操作。各加药计量泵进口设有滤网,机械隔膜泵出口装设稳压器。还原剂溶液箱内配有机械搅拌混合措施。加药系统的管道采用UPVC。溶液箱采用PE材质。加药设备设计成组合单元型式,以溶液箱、加药计量泵、控制柜为主体,将阀门、仪表和连接管道一定的技术规范和合理的工艺流程组装在公用底座上。加药装置结构紧凑,溶液箱、加药计量泵整体布局合理,管道走向及排列简洁大方,设备、管道、阀门和操作平台布置应充分考虑到方便现场运行操作和检修维护的需要。装置内设备、管道、阀门等材质的选择及采用的防腐措施应与药液腐蚀性相适应。第五十页,共一百零六页。加药系统各组成部分功能计量泵校验柱:一般为透明的柱体,表面标有刻度,其作用是用来校验计量泵的加注量。Y型过滤器:过滤溶液中的杂质,保证计量泵的安全运行。脉冲阻尼器:将计量泵输出的脉冲流转换成稳定的连续流。背压阀:在投加点的背压小于0.1MPa时,需要设置背压阀,使计量泵保持一定的输出压力。电磁计量泵出口的四功能阀具有背压阀的功能。安全施放阀:当由于投加管路发生阻塞等原因引起投加压力过高时,可通过释放阀自动将药液释放回流至溶液池,保证计量泵的安全,电磁计量泵出口已经设置了四功能阀,具备此功能。计量泵:计量泵流量=计量泵最大流量×冲程%×频率%第五十一页,共一百零六页。超滤加药
氧化剂(原水、反洗、分散碱洗)、酸氧化剂加药装置:氧化剂主要作用是杀死水中的微生物,防止微生物在多介质过滤器和超滤装置内繁殖,影响设备的性能。严重时可能导致超滤膜的不可逆性损坏。水中的有效氯不应小于1mg/l。在超滤反洗时、及分散清洗时,投加杀菌剂,以氧化去除污堵在超滤膜内的有机物、微生物等杂质。本系统杀菌剂加药装置1套,包括计量箱2台、GM0050TR1MNN型机械隔膜计量泵3台(再生水池进水1、超滤反洗1,1台共备用)、GM0500SP4MNN型计量泵2台(1用1备,超滤分散碱洗)第五十二页,共一百零六页。氧化剂加药装置第五十三页,共一百零六页。盐酸加药装置本套加药装置设1套,包括计量箱1台、GM0500PQ4MNN型机械隔膜计量泵2台(其中1台备用)、配管和现场就地控制箱等。药箱配有磁翻板液位计,当药液处于低液位时报警。盐酸加药设备,是超滤分散清洗的酸洗加药设备。第五十四页,共一百零六页。盐酸加药装置
第五十五页,共一百零六页。超滤系统的安装、保存注意事项(一)
装置的安装按平面布置图要求对设备进行就位并固定。安装所有的因为运输而被拆卸下来的阀门和管道。如SFR组件是分别单独运输的,应根据装置总图将组件上架并连接好所有管道。接通SFR装置的各进、出水的管线。按照相关标准对所有SFR装置外接管道安装支撑。第五十六页,共一百零六页。检查SFR装置上所有连接电缆线的紧固件,确保连接紧固。膜组件安装时,应注意不得将组件作为支撑件;不得有重物或硬物撞击壳体,也不得将组件置于日光直射下工作,以免组件壳体老化。第五十七页,共一百零六页。超滤系统的安装、保存注意事项(二)SFR装置的贮存SFR装置应该放于室内,不应该暴晒于日光下。SFR装置不允许储存在5℃以下,并且温度也不允许高于40°C。暂不使用的膜组件,应灌注保护液后封口,堆放在地面平整、清洁,周围环境无腐蚀与污染物,且远离冷、热源的室内。贮存温度控制在5~40℃范围间。每隔一个月应测试一次保护液的pH值,如pH≤3时应及时更换保护第五十八页,共一百零六页。装置膜组件的停运保养要点:装置上的膜组件如短期停用(2~3天),可每天运行约30~60min(分钟),以防止微生物的繁殖污染;装置上的膜组件如长期停用(7天以上),必须将膜组件进行充分的清洗,然后,将设备内滞留的水排干,再用清洗装置将保护液注入膜组件内,并关闭所有进、出水阀门。且每月检查一次保护液的pH值。保护液配方根据现场实际情况不同,OMEX提供以下主要三种保护液:1%浓度的亚硫酸氢钠水溶液1%浓度的亚硫酸氢钠水溶液+10%丙三醇10%丙三醇第五十九页,共一百零六页。矸石电厂反渗透系统反渗透系统承担了主要的脱盐任务,同时去除一些有机大分子,前阶段未去除的小颗粒等。本系统RO膜元件采用了美国陶氏公司的抗污染BW30-400FR膜组件(玻璃钢缠绕标准低压苦咸水反渗透膜元件),不仅能达到较高的产水率和较高的脱盐率,而且还可以减少系统污堵,降低系统运行压力,延长膜元件的使用寿命等特点。单根膜元件的膜面积为400平方英尺(37m2),最大产水量达到10500GPD(40m3/d),单根膜脱盐率大于99.5%。超滤系统产水进入反渗透膜组,在压力作用下,大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜,经收集后成为产品水,通过产水管道进入后续设备;水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜,残留在少量浓水中,由浓水管排出。第六十页,共一百零六页。反渗透装置第六十一页,共一百零六页。在反渗透装置停运时,自动冲洗3~5分钟,以去除沉积在膜表面的污垢,使装置和反渗透膜得到有效保养。反渗透膜经过长期运行后,会积累某些难以冲洗的污垢,如有机物、无机盐结垢等,造成反渗透膜性能下降。这类污垢必须使用化学药品进行清洗才能去除,以恢复反渗透膜的性能。化学清洗使用反渗透清洗装置进行,装置包括一台清洗液箱、清洗过滤器、清洗泵以及配套管道、阀门和仪表。当膜组件受污染时,通过RO系统化学清洗系统进行膜组件的清洗。反渗透系统包括还原剂加药系统、阻垢剂加药系统、RO保安过滤器、RO高压泵、反渗透等。第六十二页,共一百零六页。超滤、反渗透清洗装置第六十三页,共一百零六页。反渗透装置的运行工况:设计温度: 20℃B)设计进水量: 2×87m3/hC)设计产水量: 2×65m3/hD)RO回收率: ≥75%E)脱盐率: 三年内≥97%H)产水电导率: ≤50μs/cm第六十四页,共一百零六页。还原剂加药系统还原剂加药系统在反渗透进水中加入还原剂,防止RO膜原件被氧化。过滤水中残留的活性余氯对反渗透膜有破环作用,在RO前加入还原剂,用以还原水中的氧化剂,如剩余氯[Cl],使水中的剩余氯[Cl]<0.1mg/L;本套加药装置设1套,包括溶解箱1台、计量箱1台,B716-398TI型电磁计量泵2台(其中1台备用),药箱配有磁翻板液位计,当药液处于低液位时报警;药箱设有电动搅拌器,计量泵配有变频器。第六十五页,共一百零六页。还原剂加药系统第六十六页,共一百零六页。阻垢剂加药系统在反渗透进水中加入阻垢剂,防止反渗透浓水中碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐浓缩后析出结垢,堵塞反渗透膜。由于原水为生活污水,为防止他们结垢对反渗透膜的污堵,本系统使用阻垢剂。本套装置设1套,包括计量箱1台、P156-398Ti型电磁计量泵3台(其中1台备用)、配管和现场就地控制箱等;计量箱配有磁翻板液位计,计量泵配有A/D转换器,可根据反渗透总进水流量计变频调节加药量。阻垢剂加药系统第六十七页,共一百零六页。阻垢剂加药系统第六十八页,共一百零六页。
由于反渗透产水没有设置除碳器,反渗透对二氧化碳没有脱出作用,致使反渗透产水显酸性,此水对循环水是不合适的,会腐蚀设备,必须调整PH到中性或弱碱性。本套装置设1套,包括计量箱1台、P756-398TI型电磁计量泵2台(其中1台备用)、配管和现场就地控制箱等;计量箱配有磁翻板液位计,计量泵配有A/D转换器,可根据反渗透总进水流量计变频调节加药量。碱加药装置第六十九页,共一百零六页。碱加药装置第七十页,共一百零六页。保安过滤器每套反渗透系统设置有一台RO保安过滤器,主要去除大颗粒物质,保护反渗透膜元件的正常运行。并且过滤器进出口设置有就地压力表,当进出口压差达到0.1MPa时,更换滤芯。正常运行时,启动两台RO保安过滤器,当运行一套反渗透时,启动一台过滤器。第七十一页,共一百零六页。保安过滤器第七十二页,共一百零六页。高压泵高压泵是RO系统主要组成部分,它向膜组件提供平稳、不间断的流量和合适的压力。高压泵为反渗透膜组件提供足够的进水压力,维持反渗透膜的正常运行。每列反渗透膜组设置一台高压泵,材质为不锈钢。对超低压复合膜,高压泵需提供1.05Mpa左右压力。对苦咸水脱盐,RO系统一般选用离心泵;对海水脱盐有时也选用活塞泵。第七十三页,共一百零六页。高压泵第七十四页,共一百零六页。反渗透滑架反渗透滑架使用来放置膜组件、压力管道、高压泵、仪表等组件。RO滑架必须有足够的强度以便RO装置的运输,同时也必须有足够的强度防止有损害的位移发生。控制仪表控制仪表主要包括流量仪表、电导仪表、高低压开关、压力表等监测仪表和电器控制系统。第七十五页,共一百零六页。反渗透滑架第七十六页,共一百零六页。反渗透膜组件(一)
反渗透膜组是整个脱盐系统的执行机构。它主要负责脱除水中的可溶性盐份、胶体有机物及微生物,使出水达到用户要求。RO装置一般采用母管式并联运行。在中央控制室设有RO主控盘,每套RO装置设有就地RO控制盘和集中控制压力盘,在进水母管附近设有进水水质控制盘。进水水质控制盘控制盘上有进水电导率表;进水温度表;进水总流量表;进水PH表;进水余氯表。RO控制盘控制盘上有产品水流量表;浓水流量表;产水电导率表;高压泵起、停开关和指示灯;电动阀开关及指示灯;紧急停车开关等。集中控制压力盘盘上有第一段进水压力表;第二段进水压力表;浓水压力表;高压泵出口压力表;高压泵出口阀后压力表;产品水压力表。第七十七页,共一百零六页。反渗透膜组件(二)
RO主控盘盘上有记录表和报警器记录表有产水电导率记录;进水PH记录;进水电导率记录;进水温度记录;进水流量记录;进水PH记录;进水余氯记录等。报警器有给水PH高低报警;给水电导高低报警;给水温度高低报警;给水余氯报警;进水压力高低报警;产水电导高报警等。各种分离膜只有组装成膜器件,并与泵、过滤器、阀、仪表及管路等装配在一起,才能担负起膜的分离任务。膜器件是将以某种形式组装成的膜元件在一个基本单元设备内、在一定驱动力作用下、去完成混合物中各组分的分离装置。这种单元设备即反渗透器,可称为膜组件或膜分离器,也称为渗透器。在工业膜分离过程中,根据生产需要,在一个膜分离装置中可在器的外壳(称压力容器)内装数个或更多的膜元件。第七十八页,共一百零六页。膜元件的排列组合为了使反渗透装置达到给定的回收率,同时保持水在装置内的每个组件中处于大致相同的流动状态,必须将装置内的组件分为多段锥形排列,段内并联,段间并联。所谓段,指膜组件的浓水流经下一膜组件处理,流经几组膜组件即称为几段;所谓级,指膜组件的产品水再经膜组件处理,产品水经几次膜组件处理即称为几级。第七十九页,共一百零六页。
反渗透膜元件反渗透膜元件采用美国DOW公司的BW30-400FR膜产品
膜组件为一级两段9:5的排列
,每个压力容器内装6支膜设置两套65m³/h净出力的反渗透装置,接入反渗透产水箱。反渗透化学清洗装置(与超滤共用),能满足超滤膜、反渗透膜清洗的要求运行方式反渗透膜组件采用程序控制,在就地和控制室内实现。系统的运行根据反渗透产水箱的水位,自动控制启、停。第八十页,共一百零六页。膜组件为一级两段9:5的排列第八十一页,共一百零六页。涡卷式复合膜元件(一)涡卷式低压复合膜的各项性能指标均较好,不易污染,且可低压运行,投资少,电耗低,脱盐率高,寿命长。因而涡卷式复合膜元件已成为被选用最多的膜元件。涡卷式(以下简称卷式)采用的膜为平面膜,将两层膜背对背的粘接起来类似一个长信封状的膜口袋,开口的一边与多孔淡水收集管(中心管)密封连接。为了便于淡化水在膜袋内流动,在膜袋内还夹有淡化水流通的多孔织物支撑层,这就是一个袋状膜片,几个或多个膜袋之间用网状间隔材料隔开,然后卷绕中心管紧密的卷起来,装到玻璃钢壳体中就形成一个膜元件。第八十二页,共一百零六页。涡卷式复合膜元件(二)给水水流从膜的外侧流过。在给水压力下,使淡水通过膜进入膜口袋后汇流入产品水中心管内。为了使给水均匀流过膜袋表面并给水流以扰动,在膜袋与膜袋之间的给水通道中央有隔网层。反渗透系统运行时,给水是从膜元件端部引入,一部分给水沿膜垂直的方向透过膜,此时给水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩,剩余的给水则沿膜平行的方向流动并将浓缩物带走第八十三页,共一百零六页。横流膜过滤第八十四页,共一百零六页。
卷式膜元件中所用的膜为平面膜,常用的涡卷式膜元件结构如图
:第八十五页,共一百零六页。涡卷式复合膜第八十六页,共一百零六页。膜元件中淡化水收集管(中心管)的作用:一是在卷制膜元件过程中支承个膜片的拉力;二是收集淡化水(产品水)。多孔织物支撑层要起2个作用:一是作为产品水通道,既将通过半透膜的淡化水输送到中心管;二是作为膜的支撑体。为此,应具备下述条件:对水流的阻力要小,以获得较大的淡水产量;具有足够的耐压强度和较小的伸长率,否则高压下将导致沟槽严重变形,从而使淡水水流阻力增大,影响产水量;有足够的化学稳定性;对粘接剂具有较好的粘接性和渗透性。根据上述条件,通常选用涤纶织物做支撑层。给水隔网也有2隔重要的作用:一是为膜元件提供给水通道,以使给水能最充分地与膜表面接触;二是它能增大给水、浓水通道的紊流状态,以减小浓差极化。第八十七页,共一百零六页。卷式膜元件被广泛用于水或液体的分离,其主要工艺特点为:结构紧凑,单位体积内膜的有效膜面积较大;制作工艺相对简单;安装、制作比较方便;适合在低流速、低压下操作;在使用过程中,膜一旦被污染,不易清洗,因而对原水的前处理要求较高。第八十八页,共一百零六页。压力容器无论何种膜元件,都必须装入压力容器中方可使用。下图为压力容器的内部示意图。
第八十九页,共一百零六页。
在每一个压力容器内,既可以只安装一个膜元件,也可以串连安装几个膜元件,通常在每个压力容器中可以安装1~7个膜元件。在膜元件与膜元件之间采用内连接件连接,膜元件与压力容器端口采用支撑板、密封板、锁环等支撑密封。在实际运行过程中,给水从压力容器一端的给水管路进入膜元件。在膜元件内一部分给水穿过膜表面而形成低含盐的产品水,剩余部分的水继续沿给水通道向前流动而进入下一个膜元件,由于这部分水的含盐量比给水要高,在反渗透系统中把它称为给水/浓水。产品水和浓水最后分别由产品水通道和浓水通道引出压力容器。给水在压力容器中的每一个膜元件上均产生一个压力降,如果不采取措施,这一压力降足以使膜卷伸出对膜元件造成损害。因此,在压力容器内的每一个膜元件的一端均有一个防膜卷伸出装置,以防止运行时膜卷窜出。同时在设计时,给水的流量不能超过规定值。第九十页,共一百零六页。反渗透装置的组装和解体不管采用哪种反渗透工艺流程,都必须严格按照厂家的有关要求和规定进行操作,才能保证反渗透装置的正常运行和使用寿命,否则就会在很短时间内出现故障,直接造成膜的严重污堵或装置内某些部件的严重损坏,即便是按厂家要求和规定操作,也会随使用时间的不断延长而出现膜被污染,造成淡水产量急剧下降。虽然可以用化学清洗的方法改善膜污染的状况,但当使用时间过长,单靠化学清洗也无法恢复其性能时,就需要定期更换膜元件。还有就是长时间的运转后,容器内O形密封圈逐渐老化而松脱,造成浓水向淡水侧严重渗漏,致使淡水水质恶化,此时必须立即更换O形密封圈。无论是更换膜元件,还是更换密封圈,或是处理容器内的其他故障,都需要将反渗透装置解体,修复后再复装。第九十一页,共一百零六页。反渗透装置的安装、保存注意事项(一)膜的保存请遵循以下的规定保存反渗透膜元件:存放地点必须阴冷干燥没有阳光直射;温度范围-4℃~45℃,新的未经使用的干式元件在低于-4℃时不会受影响;保存在1~1.5%的亚硫酸氢钠溶液标准保护液中的元件,在-4℃以下时会结冰,因此应当避免;将元件尽可能一直保存在原始的包装内,在温度低于45℃时干元件的保存时间没有限制;第九十二页,共一百零六页。用保护液保存的元件,每3个月必须检查一次微生物的生长状况,如果保护液发生混浊或超过6个月的话,应从包装袋中取出元件,重新浸泡在新鲜的保护液中1小时,沥干后再重新作密封包装;如果没有设备进行保存(如新鲜的保护液、清洁的环境或封袋机),元件可以在原始的含保护液的袋中存放最多12个月,当元件装入压力容器中时,启用之前则应采用碱性清洗液进行清洗。保存液pH不可低于3,当亚硫酸氢钠氧化成硫酸时,pH值会降低,这一点对海水淡化膜元件特别重要,因这此膜元件在低pH贮存时,脱盐率会受到影响。因此,亚硫酸氢纳保存液的pH值每3个月至少要抽样检测一下当pH低于3时,需更新保存液。第九十三页,共一百零六页。反渗透装置的安装、保存注意事项(二)反渗透的安装每根反渗透膜元件的安装前开包检查:膜元件包装完好,包装用塑料袋无破损现象,膜元件无磕碰,端部无颜色变黑或污染现象。安装所用的工具:橡皮锤、钳子、一字改锥、甘油、扳手等。反渗透的安装条件
装置运到现场后,应放置于室内,周围环境温度最低不得低于5℃,最高不得高于38℃。当温度高于35℃时,应加强通风措施。第九十四页,共一百零六页。装置到达后,应在一个月内安装完毕,并应立即进行通水试车运行。装置在未进行通
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