您好,欢迎来到莱特莱德大连水处理设备公司
流体过滤与分离技术解决方案服务商

fluid filtration and separation technology solutions provider

您的位置:首页 > 资讯中心 > 技术资料>双级反渗透系统工艺与维护保养解析

双级反渗透系统工艺与维护保养解析

2012-11-25

  双级反渗透系统由预处理单元、二级反渗透装置二部分组成。具有技术先进、工艺成熟、运行费用低、操作简单及产水水质稳定等优点,目前已广泛用于医药用水设备,食品行业用水设备,化工行业用水设备,电子行业用水设备,矿泉水、纯净水行业用水设备等。

  一、双级反渗透系统工艺

  1 预处理系统

  预处理系统的设置,目的在于改善供水条件,使之达到反渗透系统的进水要求,从而保护反渗透主机,并延长膜的使用寿命。在水处理系统中。常常需要针对不同的水质进行预处理设计,最常见的是多介质过滤器(滤除直径大于10um的悬浮颗粒)+活性碳(去除水中的异味、余氯、重金属离子、有机致癌物等)+阻垢剂加药装置(或软化装置)(大大减少系统中钙、镁等结垢物质形成垢)+精密过滤器(过滤精度为5um,进一步脱除水中残留的颗粒性物质)组成预处理系统。

  2.1 双级反渗透系统工艺阐述:

  本系统原水相对于管网污染悬浮物较少,原水中可能含有一定量的氧化性介质。易对膜造成化学损伤。因此在预处理阶段必须予以去除。所以,在预处理阶段考虑降低浊度的同时,还应同时考虑水中余氯的去除。基于上述考虑,我们在预处理阶段设置多介质过滤器,用以降低浊度;设置活性炭过滤器,用以去除水中余氯。

  根据原水水质的上述特点及设计产水水质标准,本套净水系统主要由预处理单元、反渗透预脱盐装置两部分组成,现分别介绍以上各部分的组成及特点。

  2.2 主要设备说明:

  预处理单元的主要作用是通过对原水进行初步净化处理, 使其符合反渗透机组对进水的要求,以确保反渗透机组能够长期稳定地运行。根据美国海德能公司反渗透装置的设计导则,反渗透机组对进水的要求如下:

  ① 污染指数SDI: ≦ 4

  ② PH值: 3-10

  ③ 游离氯: ≦ 0.1mg/L

  ④ 化学耗氧量: ≦ 2mg/L

  ⑤ 温度: 15-25℃

  2.2.1 多介质过滤器:

  多介质过滤器主要由过滤器主体、石英滤料及管道阀门组成。其主要作用是去除水体中悬浮物、胶体微粒、腐殖质等杂质,降低水的浊度,提高水的澄清度。为了使系统配置符合反渗透进水要求,本系统所选过滤器外壳为玻璃钢结构,石英、无烟煤滤料按标准配置。

  在本设计中,设置一台过滤器,根据系统的产水量要求过滤器的主要参数如下:

  外形尺寸:750*2100 mm ,设计水压: 0.6 MPa

  滤层高度: 1.0m ,过滤速度: 7.5m/h

  随着过滤器运行时间的延长,水中的悬浮物、胶体微粒等杂质逐渐在滤层表面积累使过滤器进出口压差逐渐增大,当其压力差达到一定值(一般在0.08-0.1MPa)或出水SDI大于3时,则需退出运行进行反洗。

  成套供应的多介质过滤器还包括本体管道、蝶阀、取样阀及进出口压力表等附件。

  2.2.2 活性炭过滤器:

  活性炭过滤器主要由过滤器主体、石英垫层、活性炭滤料及管道阀门组成。其主要作用是去除水体中氧化性介质、有机物等杂质,降低水的浊度,提高水的澄清度。为了使系统配置符合反渗透进水要求,本系统所选过滤器外壳为玻璃钢结构,石英、活性炭滤料按标准配置。

  在本设计中,设置一台过滤器,根据系统的产水量要求过滤器的主要参数如下:

  外形尺寸:750*2100 mm ,设计水压: 0.6 MPa

  滤层高度: 1.0 m ,过滤速度: 9m/h

  随着过滤器运行时间的延长,水中的有机物、胶体微粒等杂质逐渐在滤层表面积累使过滤器进出口压差逐渐增大,当其压力差达到一定值(一般在0.08-0.1MPa)或出水SDI大于3时,则需退出运行进行反洗。

  成套供应的多介质过滤器还包括本体管道、蝶阀、取样阀及进出口压力表等附件。

  2.2.3阻垢剂投加系统:

  在反渗透膜组件内,随着淡水的不断渗出,水中的Ca2+、Mg2+等硬度离子会逐渐浓缩,当浓度达到其饱和度时,即会在反渗透膜的表面或管道内结晶析出,从而影响反渗透膜的产水量及产水水质。

  为防止膜组件结垢,通常可采用钠离子软化或在进水中投加阻垢剂。钠离子软化法是利用树脂的交换功能,将水中的硬度成份Ca2+、Mg2+离子去除,该法最大的优点是硬度离子去除较彻底,其缺点是树脂需要定期再生,一般适用于小型反渗透装置;在进水中投加阻垢剂是利用阻垢剂的螯合作用,阻止Ca2+、Mg2+离子结晶析出,该法最大的优点是操作方便,并能连续运行。在本设计方案中,因考虑到系统需要连续供水,故选用投加阻垢剂法。

  阻垢剂投加装置主要由计量泵及药箱组成,在本设计中为确保系统可靠性和先进性,计量泵选用美国米顿罗公司生产的P026计量泵,该泵具有工作稳定、计量准确加药量连续可调等特点。

  在实际设计中,可根据原水的水质特点和反渗透装置的水利用率情况,利用所选阻垢剂的设计软件测算,一般为2-4.0 mg/L左右。

  2.2.4保安过滤器:

  由不锈钢外壳及溶喷滤芯组成,其主要作用是去除上一道工序中遗留下来的石英砂粉末等颗粒状杂质。

  原水流经滤芯时,残留水中的颗粒状杂质、污染物、胶体、悬浮物被滤芯拦截,使原水被进一步净化。保安过滤器正常运行时的进出口压差为0.02-0.04MPa,随着运行时间的延长,滤芯的运行阻力逐渐增加,当压差达到0.1MPa时,应及时更换。保安过滤器是反渗透预处理的最后一道工序,也是原水进入反渗透膜的最后一道关卡,必须保证其运行稳定、安全可靠。精滤器结构满足快速更换滤芯的要求,并且顶部设置排气装置,底部设置排气孔。滤芯为一次性使用,其更换周期一般为5-8个月。根据系统产水量要求,所选过滤器尺寸为:

  外径*高=300*1250mm ,滤芯过滤精度:5μm

  2.3二级反渗透装置:

  反渗透装置主要由高压泵、反渗透膜组件、膜清洗系统、检测仪表及控制系统组成,其主要作用是去除水体中的绝大部分无机盐、有机物和微生物等杂质。

  在本设计中将二级反渗透装置设置为1套,产水量为3T/h;反渗透装置设有控制系统及仪表检测系统。为便于操作,反渗透装置安装在机架上集中控制。

  (1)一级高压泵:高压泵的作用是为反渗透装置提供足够的进水压力,并保证反渗透装置在五年内的产水量达到设计要求。

  (2)一级反渗透膜:为提高一级反渗透装置脱盐率并降低运行费用,反渗透机组选用美国海德能公司生产的CPA3-4040聚酰胺低压复合反渗透膜,该膜最大的优点是脱盐率高(单膜的脱盐率可达99.6%),抗污染,操作压力低,适合在原水含盐量较高的情况下使用。

  根据进水的水质情况和系统产水量要求,反渗透装置需选用12只CPA3-4040反渗透膜,平均装在4只压力容器内,呈并列排列。

  (3)二级高压泵:二级高压泵的作用是为二级反渗透装置提供足够的进水压力,并保证反渗透装置在五年内的产水量达到设计要求。

  (4)二级反渗透膜:为提高二级反渗透装置脱盐率并降低运行费用,反渗透机组选聚酰胺超低压复合反渗透膜,该膜最大的优点是操作压力低,可节约大量的动力能源,适合在原水含盐量较低的情况下使用。

  根据进水的水质情况和系统产水量要求,反渗透装置需选用9只ESPA3-4040反渗透膜,装在3只压力容器内,呈串联排列。

  2.4主要控制回路及安全措施

  ⑴ 控制方式、控制水平:整套制水系统采用半自动控制,主机自动控制污水及合格水的排放。

  在反渗透装置本体上配备就地操作箱和仪表盘,可就地显示产水流量、浓水流量、进出水电导率及各段压力。操作人员可根据产水流量计和浓水流量计的指示情况,调整设备的排水量和进水量,使反渗透机组在工艺要求的范围内运行;操作人员也可根据各段压力及各流量计示值的变化情况,判定设备的运行状况。

  ⑵ 高压泵的保护系统:反渗透装置的高压泵进出口装有低压和高压保护开关。当供水量不足使高压泵入口的水压低于某一设定值(正常为0.1MPa),低压保护器会自动发出信号停止高压泵运行,保护高压泵不在缺水状态下工作。当系统因其它的原因或误操作,使高压泵的出口压力超过某设定值时,高压泵出口压力保护器会自动切断高压泵供电,保护系统设备不受损害。

  ⑶ 反渗透运行和启停保护:为延长反渗透的使用寿命确保反渗透系统的正常运行,反渗透装置设有膜自动冲洗和停机浓水置换系统。前者可以在每当反渗透累计运行4小时,自动对膜冲洗4分钟;后者可以实现在每次停机前,用反渗透产水自动置换反渗透膜周围及管道内的浓水,使反渗透膜在停运时完全浸泡在淡水中,以延长膜的寿命。

  ⑷ 仪表:系统设有压力、液位、电导等在线检测仪表,可随时检测设备的运行情况及产水水质情况。

  二、双极反渗透水处理设备维护保养规程

  1、工艺说明

  原水为井水,悬浮物含量高,硬度大,为了使进水符合反渗透进水要求,设置机器过滤器一台,内装精致石英砂、能去除水中的悬浮物、泥沙等杂质。加阻垢剂系统可随时加入阻垢剂,降低水中硬度离子结垢趋势,防止浓水结构。精密过滤器内装精度为5微米的蜂房缠绕式滤芯,进一步去除水中的硬质颗粒,防止划伤膜表面。反渗透装置是设备的核心脱盐部分,单级反渗透能去除水中98%的盐类离子,二级反渗透的出水符合用户要求。

  2、机械过滤器操作

  a、排气:开上排阀、上进阀向过滤器内送水至上排阀连续进水。

  b、正洗:开下排阀、上进阀使水从上至下经过过滤层,进水流量为10t/h,至排水清澈透明为止,约需10-20分钟。

  c、运行:开出水阀向后级设备送水。

  d、反洗:设备在运行一段时间后,由于截留脏污,表面形成滤饼,当过滤器进出口压差大于0.05-0.08MPa时,为保证过水顺畅,应进行反洗。开上排阀、反洗阀、旁路阀,以10t/h流量冲洗,大约20-30分钟,至清水清澈为止。

  注意:反洗后必须进行正洗设备才能投入运行。

  3、软化器切换清洗

  软化器的工作原理就是离子交换,离子交换器使用的特点是:要经常对树脂进行再生。使用要注意下面问题:

  a、 当出水水质的硬度超标时(硬度要求≤0.03mmol/L)就必须停止使用并进行再生;

  b、 阳离子树脂再生方法是用食盐水浸泡树脂约两个小时,把盐水放干,再用清水反冲,就可以继续使用;

  4、加阻垢剂系统

  计量泵与高压泵同时起停,同步动作。阻垢剂为美国产MDC150。

  阻垢剂加药量:根据原水硬度,经计算,每吨原水加药量为3-4克。系统进水量为10t/h,则每小时加药量为30-40克。

  阻垢剂的配置:在药剂箱中加入90升水,再慢慢加入10kg阻垢剂,混合均匀。将计量泵量程调节至相应刻度。

  注意:阻垢剂最低配比浓度不得小于10%。

  5、精密过滤器

  精密过滤器过滤精度为5μm,为保持过滤精度,系统不设反洗管路。精密过滤器内的滤芯一般用期2-3个月,根据实际处理水量,可以延长到5-6个月。有时为保持水通量也可以提前更换滤芯。

  6、反渗透的清洗

  反渗透膜元件由于长期水中杂质的积累,很容易结垢导致产水量下降,脱盐率降低。此时需对膜元件进行化学清洗。首次清洗应联系供应商。

  当设备具有下列情况之一时,必须进行清洗:

  a、 在正常压力下产品水流量降至正常值的10-15%;

  b、 为了维持正常的产品水流量,经温度校正后的给水压力增加了10-15%;

  c、 产品水质降低10-15%;盐透率增加10-15%;

  d、 使用压力增加10-15%;

  e、 RO各段间的压差增加明显。

  7、膜元件的保存方法:

  a、短期保存

  适用于停止运行5-30天的反渗透系统。此时膜元件仍安装在系统的压力容器中。

  (1) 用给水冲洗反渗透系统,同时注意将气体从系统中完全排除;

  (2) 将压力容器及相关管路充满水后,关闭相关阀门,防止气体进入系统;

  (3) 每隔5天按上述方法冲洗一次。

  b、长期停用保护

  (1)清洗系统中的膜元件;

  (2)用反渗透产出水配制杀菌液,并用杀菌液冲洗反渗透系统;

  (3)用杀菌液充满反渗透系统后,关闭相关阀门使杀菌液保留于系统中,此时应确定系统完全充满;

  (4)如系统温度低于27度,应每隔30天用新的杀菌液操作一次;如温度高于27度,则应每隔15天更换一次杀菌液;

  (5)在反渗透系统重新投入使用前,用低压给水冲洗系统一小时,然后用高压给水冲洗系统5-10分钟;无论低压冲洗还是高压冲洗,系统的产水排放阀均应全部打开。在系统恢复正常操作前,应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。

  综上所述,对关于双级反渗透系统工艺与维护保养解析,是我公司专业技术人员多年实践经验的总结。我公司以对技术创新和满足客户需求的追求为目标,为些凝聚了所有的资源和力量。

经典工程案例