RO系统水处理手册

TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V11台灣開廣股份有限公司企研部製作TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V12膜的類別TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V13分離工藝水中相關物質的尺寸近似分子量10020020,000100,000500,000微米0.00010.0010.010.11.010.0反滲透納濾微濾傳統過濾超濾細菌病毒碳粉金屬離子食糖致熱原膠体硅水中物質的尺寸及分離方法TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V14膜去除物質TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V15膜種類典型操作壓力PSIMpa反渗透（RO）海水800-12005.6-8.4苦咸水100-6000.7-4.2纳滤(NF)50-2250.35-1.58超滤(UF)30-1000.21-0.7微滤(MF)2-450.014-0.315各種膜的操作壓力比較TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V16滲透壓的原理h浓溶液稀溶液(化学位低)(化学位高)半透膜TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V17浓溶液稀溶液(化学位低)(化学位高)半透膜压力反滲透的原理TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V18反滲透的示意圖离子浓水产品水水流化学位高給水TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V19由進水中提取純水由進料中濃縮藥劑或產品(濃縮液)選擇性分離小的離子和分子反滲透膜做什麼用TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V110渦卷式膜元件結構圖中心管产水ATD进水膜片膜片进水流道膜外壳纯水收集流道进水流道濃水TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V111專有名詞介紹1.脫鹽率:給水中TDS中未透過膜部分的百分數脫鹽率=(1-產水TDS/給水TDS)×100%2.壓降:給水側壓力與濃水側壓力的差值3.水通量(Flux):又稱透水量，為單位面積膜的產水流量4.回收率:又稱產水率，為產水流量與給水流量的百分比回收率=(產水流量/給水流量)×100%5.濃縮倍數:濃水濃縮後離子濃度與給水離子濃度的比值濃縮倍數=1/(1-回收率)=給水流量/濃水流量6.鹽透過率:鹽透過率=(1-脫鹽率)×100%=產水TDS/給水TDS×100%TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V112CA膜與TFC膜性能比較比較參數醋酸纖維膜(CA)聚醯胺複合膜(TFC)工作壓力較高(300–600psi)較低(150–400psi)操作溫度上限35℃45℃操作pH值4-72-11水解傾向低與高pH時易水解pH適用寬廣且安定產水量變化隨時間產水量不斷下降隨時間產水量改變不大脫鹽率%95–98%(隨時間脫鹽率不斷下降)＞99%(隨時間脫鹽率改變不大)游離氯安定性1ppm以下時安定大於0.1ppm時會損害抗生物粘泥性較高(表面光滑不帶電性)較低(表面粗糙帶負電荷)耗電性較高較低(約減少60%)預估膜壽命2-3年2-5年TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V113離子名稱脫鹽率%離子名稱脫鹽率%鈣(Calcium)93-98溴(Bromide)90-95鈉(Sodium)92-98磷酸鹽(Phosphate)95-98鎂(Magnesium)93-98鉻酸鹽(Chromate)85-95鉀(Potassium)92-96氰化物(Cyanide)85-95錳(Manganese)96-98硫酸根(Sulfate)96-98鐵(Iron)96-98硫代硫酸鹽(Thiosulfate)96-98鋁(Aluminum)96-98硅酸鹽(Silicate)92-95銅(Copper)96-98二氧化硅(Silica)80-90鎳(Nickel)96-98硝酸鹽(Nitrate)90-95鎘(Cadmium)93-97硼(Boron)50-70銀(Silver)93-96硼酸鹽(Borate)30-50鋅(Zinc)96-98氟(Fluoride)92-95汞(Mercury)94-97聚磷酸鹽(Polyphosphate)96-98鈣鎂硬度(HardnessCa&Mg)93-97正磷酸鹽(Orthophosphate)96-98放射性(Radioactivity)93-97細菌(Bacteria)99+氯(Chloride)92-95鉛(Lead)95-98氨(Ammonium)80-90TFC膜對各種離子脫鹽率比較TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V114離子名稱脫鹽率%離子名稱脫鹽率%鈣(Calcium)92-95溴(Bromide)95-90鈉(Sodium)90-95磷酸鹽(Phosphate)95-97鎂(Magnesium)94-97鉻酸鹽(Chromate)80-90鉀(Potassium)85-95氰化物(Cyanide)80-90錳(Manganese)92-96硫酸根(Sulfate)96-98鐵(Iron)92-96硫代硫酸鹽(Thiosulfate)94-97鋁(Aluminum)95-98硅酸鹽(Silicate)80-90銅(Copper)96-98碳酸氫根(Bicarbonate)85-95鎳(Nickel)96-98硝酸鹽(Nitrate)50-70鎘(Cadmium)95-97亞硫酸鹽(Sulfite)94-96銀(Silver)90-95硼酸鹽(Borate)25-50鋅(Zinc)96-98氟(Fluoride)85-90汞(Mercury)94-96氰亞鐵酸鹽(Ferrocyanide)96-98鍶(Strontium)95-97砷(Arsenic)90-95鋇(Barium)94-96硒(Selenium)90-95氯(Chloride)90-95鉛(Lead)94-96氨(Ammonium)85-90鉻(Chromium)94-96CA膜對各種離子脫鹽率比較TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V115反滲透全套系統流程圖阻垢劑酸劑給水濾芯過濾器產水給水泵預處理系統反滲透系統後處理系統濃水TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V116PfPrPp給水濃水回收產品水濃水RO膜給水泵反滲透單段式系統流程圖TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V117反滲透兩段式系統流程圖產品水濃水第一段濃水回收預處理後給水第一段RO膜組第二段RO膜組TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V118反滲透兩段式系統詳細流程圖TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V119反滲透兩段式系統外觀流量圖產水丟棄口產水出口濃水排放口給水進水口沉水式給水泵第二段RO膜組第一段RO膜組TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V120反滲透系統常見的污垢無機鹽污垢鐵污垢生物污垢(生物粘泥)膠體顆粒或碳粒污垢化學污垢TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V121無機鹽污垢形成的原因給水鹼度過高給水硬度過高產水率/回收率過高(濃縮倍數高)膜阻垢劑的阻垢功效不良加藥系統故障預處理藥劑有問題TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V122無機鹽污垢顯微鏡圖示TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V123當微溶性無機鹽類濃度過飽和時，會在反滲透膜的進水通道中形成水垢，例如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、SiO2等一個多段式反滲透系統中，水垢會最先發生在最後一段的尾端膜元件上水垢生成判定的症狀：產水量減少脫鹽率顯著降低多段式反滲透系統中最後一段的壓降增大最後一段的尾端膜元件明顯的變重水垢的生成與症狀TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V124難溶鹽類的飽和溶度積化合物溫度(℃)溶度積Ksp-LogKsp碳酸鈣(方解石)253.36×10-98.5碳酸鈣(文石)256×10-98.2硫酸鈣254.93×10-54.3硫酸鋇251.08×10-1010硫酸鍶17.43.8×10-76.42氟化鈣253.45×10-1110.5磷酸鈣252.07×10-3332.7氫氧化鋁253×10-3433.5氫氧化鐵252.79×10-3938.6TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V125水垢的顯微鏡圖示碳酸鈣水垢硫酸鋇水垢TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V126無機鹽水垢析出的判斷方式飽和指數(LSI)飽和倍數(SaturationLevel,簡稱SL)飽和指數(LSI)LSI＝pH－pHSLSI＞0傾向結垢LSI＝0傾向不腐蝕、不結垢LSI＜0傾向腐蝕TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V127飽和倍數(SL)碳酸鈣飽和倍數SL=(Ca)(CO3)/KspCaCO3硫酸鈣飽和倍數SL=(Ca)(SO4)/KspCaSO4硫酸鋇飽和倍數SL=(Ba)(SO4)/KspBaSO4(Ca),(Ba),(CO3),(SO4):游離的離子摩耳濃度(mol/L)SL＜1傾向溶解、溶液不飽和SL＝1溶液飽和並處於平衡SL＞1傾向水垢析出、發生沉澱無機鹽水垢析出的判斷方式TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V128濃水中難溶鹽的飽和極限(海德能規範)CaCO3飽和極限值CaCO3LSI值不加阻垢剂时的LSI及SDSI≤-0.2用六偏磷酸钠做阻垢剂时的LSI及SDSI≤0.5用有机阻垢剂时的LSI及SDSI≤1.8其他鹽份飽和極限值飽和值-%(飽和倍數)CaSO4230SrSO4800BaSO46000SiO2100TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V129預處理不當時，給水中的鐵離子會在反滲透膜的進水通道中形成鐵污垢。一個多段式反滲透系統中，鐵污垢會最先發生在第一段的最前端膜元件上，呈鐵銹色外觀。鐵污垢亦會在保安過濾器中沉積堵塞。鐵污垢生成判定的症狀：產水量減少脫鹽率顯著降低壓降迅速增加系統剛啟動運轉時，濃水的水質會呈鐵銹色鐵污垢的生成與症狀TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V130反滲透膜污垢-鐵TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V131生物污垢形成的原因給水的生物活性高預處理效果不佳系統運行間斷，時斷時續清洗效果不理想TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V132預處理殺菌不當時，微生物粘膜會在反滲透膜的進水通道中形成生物污垢。一個多段式反滲透系統中，生物污垢常發生在第一段的前端膜元件上，呈粘泥狀外觀。生物污垢亦會在保安過濾器中呈粘泥狀堵塞。生物污垢生成判定的症狀：產水流量減少脫鹽率維持正常甚至可能會升高壓降顯著增加檢視膜元件時可能會有強烈的黴菌氣味，並附著有粘泥狀的生物污垢生物污垢的生成與症狀TAIWANK.K.CORP.2008/7/1KK-RO-001P-V133OXXOOXOXOXOXOOXOXOXOXOXXXOX0XOXOXXOxxOxOOxOROMEMBRANE生物膜開始吸附在RO膜表面（點的接觸）發生時間：幾秒鐘OXXOOXOXOXOXOOXOXOXOX生物膜粘附在RO膜表面（接觸面變大）發生時間：幾分鐘-幾小時XXOXOXOOXXXOXOXXOOXXOXOXO胞外多聚物生物膜大量繁殖並緊密粘附在RO膜