纯水系统培训教材

反渗透纯水系统培训内容•反渗透原理•反渗透(RO)纯水系统介绍•系统操作程序•系统维护•故障分析反渗透原理1.1反渗透原理•渗透：稀溶液中的水分子通过半透膜（反渗透膜）向浓溶液中扩散的现象，称为渗透。•渗透压：某溶液在自然渗透的过程中，浓溶液侧液面不断升高，稀溶液侧液面相应降低，直到两侧形成的水柱压力抵消了溶剂分子的迁移，溶液两侧的液面不再变化，渗透过程达到平衡点，此时的液柱高差称为该溶液的渗透压。•反渗透原理：即在进水水流（浓溶液）侧施加一定的压力以克服自然的渗透压，当高于自然渗透压的操作压力施加在进水水流侧时，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，形成与渗透相反的现象，称为反渗透。反渗透原理反渗透过程：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）透过的半透膜联系在一起时,才会出现渗透现象和反渗透操作，反渗透过程如下图所示。*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。*反渗透膜元件—将反渗透膜与进水流道网格、产水收集流道、产水管和抗应力器等用胶粘剂组装在一起，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。*反渗透膜组件—膜元件安装在受压的压力容器外壳内形成膜组件。*反渗透装置—由反渗透膜组件、仪表、管道、阀门、高压泵、保安过滤器、就地控制盘和机架组合在内的可单独运行的成套单元设备称为反渗透装置，反渗透过程通过反渗透装置来实现。*反渗透系统—为特定的水源条件和产水要求设计的，由预处理、加药、升压泵、水箱、反渗透装置和电气仪表连锁控制等组成的系统。•1.2卷式复合膜元件的外形结构图反渗透原理•1.3反渗透系统主要术语【回收率】—指膜系统中产水量与进水量之比，以分数或百分比表示。【脱盐率】--通过膜从系统进水中除去溶解性成份浓度的百分率。【透盐率】--脱盐率的相反值，它是进水中溶解性成份透过膜的百分率。【渗透液】--经过膜系统产生的净化产品水。【通量】--单位膜面积上透过液的流量，通常以每天每平方英尺加仑数表示（gfd）。反渗透原理•1.4影响RO膜性能的因素【压力】如图1所示，渗透液的总溶解固体随着作用压力的增加而减少，渗透液流通量则随之增加。反渗透原理【温度】如图2所示，膜元件对进水温度的变化非常敏感，随着水温的增加，水通量几乎线性地增大，这主要归功于穿过膜的水分子的扩散能力随温度增加而增大。同时，增加水温会导致脱盐率降低或透盐率增加，这主要是因为盐份透过膜的扩散速率会因温度的提高而加快所致。【供水盐浓度】图3显示了供水盐浓度对渗透液流通量与脱盐率的影响。反渗透原理【回收率】回收率为渗透液流量与进水流量的比值。渗透液流通量随着回收率的增加而减少，当浓缩液的渗透压高到与进水的压力相同时则停止。脱盐率随着回收率增加而减少(见图4)。1.5水处理系统原水水质分析主要项目基于以上对反渗透原理和影响因素的介绍可知，对于一套工艺先进、设计合理的反渗透系统来说，运行的稳定性与原水的水质变化情况息息相关，因此，在运行中应能全面了解原水的水质变化，尤其是地表水水源的水质会随季节变化而变化。对于这样的系统，建议做好水质常规分析工作，并能根据原水水质变化，准确判断系统运行的情况。反渗透原理2.1简介•本套系统的设计为双级系统，其中一级产水量45m3/h(在标准温度20℃条件下)，系统回收率≥75%，系统脱盐率≥97%。二级产水量为20m3/h。•2.2系统技术指标1）原水水质（设计标准）•自来水。2）系统参数控制指标反渗透（RO）纯水系统介绍•3）药剂添加控制要求反渗透（RO）纯水系统介绍2.3系统流程简介2.4主要设备简介2.4.1预处理系统•本系统的预处理部分包括原水箱、原水泵、反洗水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器、絮凝剂加药、阻垢剂加药装置等设备。（一）原水箱•原水箱采用不锈钢材质，容积20m3，与供水管连接，进水管上安装气动阀，结合水箱内的浮子式液位计控制原水的液位，出水端连接原水泵。当原水箱中的液位处于「中液位」时自动阀自动开启补水、高液位时关闭进水，「低液位」时强制「原水泵」中断供水以避免泵空转,并输出警报讯号。•在进水管道上安装机械式水表，方便检测工业水的使用总量。（二）原水泵•原水输送泵将原水输送至前处理系统，原水泵设置两台，正常运行时一用一备。原水泵材质为不锈钢。•泵的进出口配备手动阀组，出口设单向阀。输送泵固定于钢制机架上，其运行受原水箱液位控制。（三）反洗水泵•反洗水泵设置一台，为过滤器的反洗提供动力水源。其运行受原水箱液位控制。反渗透（RO）纯水系统介绍（四）多介质过滤器•本系统设有一台多介质过滤器，直径2800mm，材质为钢衬胶。填料为多种级配石英砂，层高1400mm。它可将水中的悬浮物、凝聚的片状物及胶体等除去。满足后续反渗透系统的需要。多介质过滤器配置气动阀门，方便地进行自动顺、逆洗。多介质过滤器的进出口母管上设计有压力表，方便监测进出口压力。•当进出口压力差达到一定值（通常为0.07-0.1Mpa）时，需对过滤器进行反洗，以恢复过滤器的性能。（五）活性炭过滤器•本系统设有一台活性炭过滤器，直径2800mm，材质为钢衬胶。填料为高质量的果壳活性炭，层高1400mm。它的作用是吸附原水中的有机物及游离余氯，以保证RO膜元件免受有机物及氧化物的侵蚀。过滤器配置气动蝶阀，进出口母管上设有在线压力表，当进出口压力差达到一定值（一般为0.07-0.1Mpa）时或运行2-3天时，需要对过滤器进行反洗。（六）絮凝剂加药装置•絮凝剂加药装置包括一台加药箱和一台加药泵，该加药装置的作用是向过滤前的原水中加入絮凝剂，利用直流凝聚的作用，使原水中的细小悬浮物产生絮凝，通过过滤器过滤掉，提高过滤器的过滤效果。反渗透（RO）纯水系统介绍（I）加药点•加药点设在原水泵后多介质过滤器前的管道上。（II）加药量•加药量以毫克/升（ppm）为单位，即每立方米反渗透进水中需要加入絮凝剂的克数。建议的加药量为5-10ppm，该絮凝剂的有效成分为高纯聚合铝，可根据需要直接填加，也可稀释后填加。（III）加药量的计算1）加药箱中药剂配置的浓度：反渗透（RO）纯水系统介绍•以上计算出5%是指加药量为5ppm,加药泵定位在50%的刻度情况下，需要将絮凝剂的标准溶液在加药箱中配成5%的浓度后使用。2）加药箱中加入絮凝剂的标准溶液体积：V标=ηxV=5%x500L=25LV:加药箱的容积，本系统配备加药箱为500L。•3）一次加药使用天数：注意：1.过量添加药剂会对膜元件造成负担。2.絮凝剂加药量与原水的浊度密切相关，现场运行时，应根据活性炭过滤器出口SDI值的检测结果做相应的调整。（七）阻垢剂加药装置•为防止RO系统的污堵，在预处理部分设有一套阻垢加药装置，主要包括加药箱（容积反渗透（RO）纯水系统介绍（七）阻垢剂加药装置•为防止RO系统的污堵，在预处理部分设有一套阻垢加药装置，主要包括加药箱（容积100L，一台）和加药计量泵（1.6L/H，一台）。阻垢剂采用美国进口产品。该阻垢剂可有效控制包括碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等在内的结垢物质沉淀，延长反渗透膜元件的清洗周期。并能与前部填加的药剂很好的兼容。具体添加要求如下：（I）加药点•阻垢剂加药点设计在精密过滤器前的管道上，保证加入的药剂在进膜前与水充分相溶。（II）加药量•加药量以毫克/升（ppm）为单位，即每立方米反渗透进水中需要加入阻垢剂的克数。建议阻垢剂的加药量为3-5ppm，该阻垢剂可根据需要直接填加，也可稀释后填加，但最大稀释浓度建议不低于5%。稀释用水最好选用反渗透的产品水。（III）加药量的计算1）加药箱中阻垢剂配置的浓度：反渗透（RO）纯水系统介绍（III）加药量的计算1）加药箱中阻垢剂配置的浓度：•以上计算出的20%是指加药量为3ppm,加药泵定位在50%的刻度情况下，需要将阻垢剂的标准溶液在加药箱中配成20%的浓度后使用。2）加药箱中加入阻垢剂的标准溶液体积：3）一次加药使用天数：反渗透（RO）纯水系统介绍•注意：过量添加或加药量不足均会造成膜污堵。•声明：系统中选用的阻垢剂为海得科公司根据现场的实际水质情况推荐使用的产品，为保证系统运行的稳定性，请严格按照要求使用。任何药剂的品种和加入量的变化必须经海得科公司技术人员确认，否则，因此对反渗透膜元件造成的损坏，海得科公司将不再承担质保责任。•八）精密过滤器•保安过滤器又称精密过滤器,通常内装精度为5m熔喷滤芯。它的主要作用是当前部的过滤器在运行时出现短暂的不正常情况时，作为最后一道把关的设备，保证大于5m的颗粒物质不会进入反渗透膜元件中，保护反渗透膜元件不被损伤。该系统保安过滤器内装40”的熔喷滤芯20只。过滤器的外壳为不锈钢材质。2.4.2反渗透系统•反渗透装置是本套系统的重要组成部分，该部分包括：高压泵、膜元件及压力容器、相关仪表、清洗系统等。反渗透工艺较传统的水处理工艺具有操作简单、自动化程度高、占地面积小、无废液排放等优点，因此已广泛的应用在各行各业的水处理等领域中。（一）高压泵•高压泵为SS304多级立式泵，GRUNDFOSCR系列。它的作用是为反渗透装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。高压泵的进出口设有低压和高压压力保护开关，保护泵的安全运行。高压泵的出口高压侧管道采用不锈钢配管。•本系统一级和二级各设计高压泵一台。反渗透（RO）纯水系统介绍（一）高压泵•高压泵为SS304多级立式泵，GRUNDFOSCR系列。它的作用是为反渗透装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。高压泵的进出口设有低压和高压压力保护开关，保护泵的安全运行。高压泵的出口高压侧管道采用不锈钢配管。•本系统一级和二级各设计高压泵一台。（二）反渗透主机•本系统设计反渗透系统为一套45m3/h+20m3/h的双级系统。•一级系统设计10根5芯装的压力容器，每根压力容器内装反渗透膜元件5只，共设计膜元件50只。10只压力容器采用6：4的两段式排列，设计产水量为45m3/h（在标准设计温度20℃条件下），设计回收率为75%。•原水经一级反渗透系统脱盐后进入到二级反渗透系统中进行再次脱盐以达到出水电导率指标。•二级反渗透系统包括5根5芯装压力容器，共装反渗透膜元件25只。5只压力容器采用3：2的两段式排列，设计产水量为20m3/h（在标准设计温度20℃条件下）注：因二级的排放水水质较好，为了提高整套系统的水的利用率，设计了二级浓水循环回到原水箱内继续使用。反渗透（RO）纯水系统介绍（三）PH调节加药系统•包括加药箱和加药泵，药剂选用NaOH，加药点在二级高压泵前。调节进入反渗透系统的进水的PH值,保证纯水出水的PH值。（四）清洗系统•该清洗系统实现对反渗透膜的化学清洗，设计的要点是对反渗透膜进行化学药品的大流量、低压力清洗。包括清洗箱、清洗泵、清洗过滤器及相关的压力表和阀门管道等。•清洗箱容积2.0m3，材质为PE,内设液位开关，与清洗泵连锁。•清洗泵设计一台，采用格兰富公司的立式多级离心泵，材质为不锈钢。清洗泵采用手动控制。•清洗过滤器外壳为不锈钢材质，内装15只40”精度为5m熔喷滤芯。它的主要作用是防止清洗液中较大颗粒物质进入到系统中，保护反渗透膜元件不被损伤。2.4.3后处理系统•包括纯水箱、纯水泵、紫外线杀菌器和终端过滤器等。（一）一级纯水箱•一级纯水箱采用不锈钢材质，设置一台，容积30m3。水箱内设置浮球开关，与一级和二级反渗透系统连锁控制。反渗透（RO）纯水系统介绍（二）一级纯水泵•一级纯水泵将一级反渗透纯水输送至用水点，设计水泵两台（一用一备）。输送泵采用不锈钢泵。其运行受一级纯水箱液位控制，纯水箱低位时泵停止运行。（三）二级纯水箱•二级纯水箱采用不锈钢材质，设置两台，每台容积30m3。两台水箱中间设置连通管，并分别设有排污管道。水箱内设置浮球开关，与二级反渗透系统和二级纯水泵连锁控制。（四）二级纯水泵•二级纯水输送泵将二级纯水输送至用水点，设计输送水泵两台（一用一备）。输送泵采用不锈钢泵。其运行受二级纯水