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反渗透系统操作规程
(一)、反渗透基础:
一、反渗透原理:
反渗透,英文为Reverse Osmosis,它所描绘的是一个自然界中水分自然渗透过程的反向过程。,隔了几秒后吐出一小口的海水。他由此而产生疑问:陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水,那为什么海鸥就可以饮用海水呢?这位科学家把海鸥带回了实验室,经过解剖发现在海鸥囔嗉位置有一层薄膜,该薄膜构造非常精密。海鸥正是利用了这薄膜把海水过滤为可饮用的淡水,而含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外。这就是以后逆渗透法(Reverse Osmosis 简称 )的基本理论架构。
对透过的物质具有选择性的薄膜成为半透膜。一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜视为理想的半透膜。当把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压。渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。即在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压,当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时,水分子自然渗透的流动方向就会逆转,进水(浓溶液)中的水分子部分通过膜成为稀溶液侧的净化产水(请参见下图)。
二、反渗透过程
根据反渗透原理可知,渗透和反渗透必须与具有允许溶剂(水分子)透过的半透膜(反渗透膜或纳滤膜)联系在一起才有意义,才会出现渗透现象和反渗透操作。
反渗透膜:允许溶剂分子透过而不允许溶质分子透过的一种功能性的半透膜称为反渗透膜;
膜元件:将反渗透膜膜片与进水流道网格、产水流道材料、产水中心管和抗应力器等用胶粘剂等组装在一起,能实现进水与产水分开的反渗透过程的最小单元称为膜元件;
膜组件:膜元件安装在受压力的压力容器外壳内构成膜组件;
膜装置:由膜组件、仪表、管道、阀门、高压泵、精密过滤器、就地控制柜和机架组成的可独立运行的成套单元膜设备称为膜装置,反渗透过程通过该膜装置来实现;
膜系统:针对特定水源条件和产水要求设计的,由预处理、加药装置、增压泵、水箱、膜装置和电气仪表连锁控制的完整膜法水处理工艺过程称为系统。
待处理的进水经过高压泵被连续升压后入膜装置内,在膜元件内进水被分成浓度低的或更纯的产水,称为透过液和浓度高的浓水。浓水调节阀控制成为产水和浓水的比例即装置回收率。
三、影响反渗透性能的因素
产水通量和脱除率是反渗透过程中的关键参数,针对特定系统条件,水通量和脱除率是膜的本征特性,而膜系统的水通量和脱除率则主要受压力、温度、回收率、进水含盐量和pH 值影响。具体影响情况见下表:
四、定义
回收率: 指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分率。膜系统的设计是基于预设的进水水质而定的,设置在浓水管道上的浓水阀可以调节并设定回收率。回收率常常希望最大化以便获得最大的产水量,但是应该以膜系统内不会因盐类等杂质的过饱和发生沉淀为它的极限值。
脱盐率: 通过反渗透膜从系统进水中除去总可溶性的杂质浓度的百分率。
透盐率: 脱盐率的相反值,它是进水中溶解性的杂质成份透过膜的百分率。
渗透液: 经过膜系统产生的净化产水。
流量: 流量是指进入膜元件的进水流率,常以每小时立方米(m3/h)或每分钟加仑表示(gpm)。浓水流量是指离开膜元件系统的未透过膜的那部分的“进水”流量。这部分浓水含有从原水水源带入的可溶性的组份,常以每小时立方米(m3/h)或每分钟加仑表示(gpm)。
通量: 以单位膜面积透过液的流率,通常以每小时每平方米升(l/m2h)或每天每平方英尺加仑表示(gfd)。
淡水: 净化后的水溶液,为反渗透系统的产水。
浓水: 未透过膜的那部分溶液,如反渗透系统的浓缩水。
(二)、系统简介
本系统采用单级两段的连续处理方式,为了平衡被拿走的产水并保持每段内原水的流速均匀性,每段压力外壳的数量按进水水流方向递减,本系统的排列比例为7:4。每套反渗透系统有11个压力容器,每个压力容器中有6支膜元件,第一段由7个压力容器组成,第二段由4个压力容器组成。第一段的浓水出水为第二段的进水,两段的产水和为总产水,浓水由第二段排出。整套系统的回收率为75%。
(三)、操作说明
一、反渗透运行前准备:
1、开始启动设备之前,首先检查供电电源是否打开,应使之处于打开状态。
2、检查前级处理设备(纤维过滤器或连续微滤)供水端总进水阀是