反渗透预处理

『反渗透预处理系统』『反渗透预处理系统』水化学与的性目录1.水化学与预处理的重要性2.预防结垢3.预防胶体及颗粒污染4.预防微生物污染5.预防有机物污染6.预防膜降解7.预防铁锰铝污染8.预处理方法归纳预归9.预处理案例分析水化学与预处理的重要性1.水化学与预处理的重要性¾原水类型及特点¾预处理的目的¾反渗透系统进水条件¾反渗透系统进水条件原水类型及特点原水类型特点常用的预处理方法¾低浊度、低悬浮物、低胶体¾低COD/TOC低微生物介质过滤或膜法→加酸或同时加阻垢剂地下水¾低COD/TOC、低微生物¾高硬度¾高铁锰等介质过滤或膜法→加酸或同时加阻垢剂备注：高铁锰需除铁锰工艺地表水¾高浊度、高悬浮物、高胶体¾高COD/TOC、高微生物¾高硬度氯化杀菌处理→混凝沉淀→介质过滤或膜法→脱氯→投加阻垢剂地表水¾高硬度¾高铁锰等¾受季节变化影响法脱氯投加阻垢剂海水¾高COD/TOC、高微生物氯化杀菌处理→混凝沉淀→介质过滤或膜法→脱氯→投加阻垢剂¾高浊度高悬浮物高胶体中水¾高浊度、高悬浮物、高胶体¾高COD/TOC、高微生物¾水质复杂生化处理→氯化杀菌处理→混凝沉淀→介质过滤或膜法→脱氯→投加阻垢剂预处理的目的去除悬浮固体、微生物、胶体物质及有机物尽量抑制难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2以及铁、锰、铝、硅化合物等在膜表面的沉积预处理目的CaF2以及铁、锰、铝、硅化合物等在膜表面的沉积尽量避免高温、极端的酸性水或碱性水、氧化剂等对膜的影响膜的影响反渗透系统进水条件名称允许值浊度1NTUSDI155（昀佳3）油不得检出TOC3mg/L（推荐值）COD10mg/L（推荐值）BOD5/L（推荐值）BOD5mg/L（推荐值）温度5~45℃pH2-11（昀佳4-10）pH211（昀佳410）余氯不得检出臭氧不得检出其他氧化剂不得检出难溶盐不得沉积在膜表面预防结垢2.预防结垢¾结垢控制概述¾预防碳酸盐结垢¾预防硫酸盐结垢¾预防硫酸盐结垢¾预防磷酸盐结垢¾预防氟化盐结垢¾预防氟化盐结垢¾预防硅垢结垢控制概述难溶盐不断被浓缩超过其饱和度时就会发生结垢，常见的难溶物质为：碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氟化盐、二氧化硅等。控制法说备控制方法说明备注加酸Ca2++HCO3-－H++CaCO3①硫酸较便宜，但是要注意硫酸盐结33加酸使化学平衡左移，使碳酸盐处于溶解状态①硫酸较便宜但是要注意硫酸盐结垢的风险②加酸仅对碳酸盐结垢控制有效投加阻垢剂不同的阻垢剂LSI及S&DSIc①阻垢剂应为阴离子型投加阻垢剂不同的阻垢剂LSI及S&DSIc上限不一；不同的阻垢剂控制饱和度范围不同；阻垢剂具有针对性特点①阻垢剂应为阴离子型②阻垢剂型号及剂量应咨询相关厂家具有针对性特点强酸阳树脂软化使用钠离子树脂软化去除Ca2+、Mg2+、Ba2+和Sr2+等①硬度去除率大于99%②限于小型系统，需要NaCl再生弱酸阳树脂脱碱度弱酸阳离子树脂去除与暂时硬度的Ca2+、Mg2+、Ba2+和Sr2+等，属于部分软化，对①部分软化，要完全软化可以增设钠交换过程②产水pH会降低重碳酸根含量高较理想：H++HCO3-－H2O+CO2②产水pH会降低③产水TDS会降低结垢控制概述控制方法说明备注石灰软化C(HCO)2+C(OH)2CCO+①石灰纯碱处理可同时降低石灰软化Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3+2H2OMg(HCO3)2+2Ca(OH)2→2Mg(OH)2+2CCO2HO①石灰纯碱处理可同时降低SiO2的浓度，可以显著降低钡、锶、有机物的浓度②采用石灰软化工艺时应采2CaCO3+2H2O非碳酸盐可加入碳酸钠得到进一步降低：CaCl2+Na2CO3→2NaCl+CaCO3②采用石灰软化工艺时应采用反应器，出水进入RO系统设置介质过滤器或UF系统且调节进水pH值统，且调节进水pH值预防性清洗针对低回收率的小型系统①膜寿命有限改变操作参数无较好的阻垢方法时，必须调整运行参数，如调节进水pH、降低系统回收率等①提高进水温度和pH可以增加硅的溶解度②硫酸钙碳酸钙溶解度随②硫酸钙、碳酸钙溶解度随温度上升而降低③随pH上升，碱性硅酸盐溶解度降低解度降低预防碳酸盐结垢水源结垢判断预防措施苦咸水LSIc=pHc-pHs≥0，结垢①LSIc＜0，不需要阻垢(TDS≤10000mg/L)ppLSIc=pHc-pHs＜0，不结垢pHc：浓水pH值pHsCaCO饱和时pH值②LSIc≤1.8-2.0，单独投加阻垢剂或采用化学软化③LSIc＞18-20，加酸＋投加阻pHs：CaCO3饱和时pH值③LSIc＞1.82.0，加酸＋投加阻垢剂；或采用石灰或石灰－纯碱软化④降低回收率④降低回收率海水(TDS≥10000mg/L)S&DSIc=pHc-pHs≥0，结垢S&DSI=pHc-pHs＜0，不结垢①S&DSIc＜0，不需要阻垢②S&DSIc≥0，加酸（一般为硫酸）或投加阻垢剂或采用灰或pHc：浓水pH值pHs：CaCO3饱和时pH值或投加阻垢剂；或采用石灰或石灰－纯碱软化③降低回收率备注：每家阻垢剂厂家昀大允许的LSI及S&DSI值不同请参考其技术资料及向其咨询每家阻垢剂厂家昀大允许的LSIc及S&DSIc值不同，请参考其技术资料及向其咨询。预防硫酸盐结垢硫酸盐类型结垢判断预防措施①强酸树脂软化或弱酸树脂除碱脱除钙离子硫酸钙饱和度≥100%①强酸树脂软化或弱酸树脂除碱脱除钙离子②采用石灰或石灰-纯碱软化降低钙离子浓度③投加阻垢剂④降低回收率④降低回收率饱和度≥100%①强酸树脂软化或弱酸树脂除碱脱除钡离子②采用石灰或石灰纯碱软化降低钡离子浓度硫酸钡海水中浓度15µg/L苦咸水中浓度5µg/L②采用石灰或石灰-纯碱软化降低钡离子浓度③投加阻垢剂④降低回收率硫酸锶饱和度≥100%①强酸树脂软化或弱酸树脂除碱脱除锶离子②采用石灰或石灰-纯碱软化降低锶离子浓度硫酸锶饱和度≥100%③投加阻垢剂④降低回收率预防磷酸盐结垢磷酸盐类型结垢判断预防措施磷酸钙磷灰石饱和度≥100%磷酸钙、磷灰石进水为中性或碱性①降低正磷酸根②降低钙、氟和铝的浓度磷酸铝、磷酸铁饱和度≥100%进水为中等酸性中性或碱性③进水PH值降低到6进水为中等酸性、中性或碱性其他磷酸盐饱和度≥100%进水为中性或碱性预防氟化盐结垢氟化盐结垢判断预防措施①强酸树脂软化或弱酸树脂除碱脱除钙离子氟化钙饱和度≥100%Ca2+浓度较高的情况下，氟离子含量0.1µg/L①强酸树脂软化或弱酸树脂除碱脱除钙离子②采用石灰或石灰-纯碱软化降低钙离子浓度③投加阻垢剂④降低回收率µg④降低回收率预防硅垢类型结垢判断预防措施饱和度≥100%①调节回收率②调节值使其低于或大于胶体硅、胶状硅饱和度≥100%多数情况浓水侧SiO2达到100mg/L就会结垢②调节pH值，使其低于7或大于7.8③提高温度④投加阻垢剂④金属硅酸盐进水中存在铝或铁①保证水中没有铝和铁②使用1µm的保安过滤器③预防性酸性清洗③预防性酸性清洗预防结垢的常用工艺苦咸水LSIC判断海水S&DSIC判断1、苦咸水加酸调节LSIC一般加盐酸加酸注意事项阻垢加2、海水加酸调节S&DSIC一般加硫酸，使浓水S&DSIC为负值原水RO进水垢剂酸介质过滤活性炭过滤保安过滤RO进水钠离子软化其他方法弱酸阳树脂脱除碱度石灰软化石灰软化运行条件优化预防胶体及颗粒污染3.预防胶体及颗粒污染¾SDI的测量¾预防胶体及颗粒污染概述¾预防胶体及颗粒污染常用工艺¾预防胶体及颗粒污染常用工艺SDI的测量胶体和颗粒勿让会严重影响的性能初期症状是系统压差的增加判断测试水测试水在的给力单与单胶体和颗粒勿让会严重影响RO/NF的性能，初期症状是系统压差的增加，判断RO/NF进水和颗粒污染的昀好的技术是测量进水淤积指数（SDI值）。阀门测试水阀门测试水SDI是在2.1Kg/cm2（30psi）的给水压力下，单位时间与单位面积内0.45μm特定滤膜被污堵的百分率。测试方法如下：(a)将SDI测试装置如右图组装；调压阀压力表调压阀压力表(a)将SDI测试装置如右图组装；(b)将SDI测试装置与测试点连接（测试点通常选在压力稳定的RO低压进水口前）；(c)将微滤膜片装入测试过滤器并将给水的压力稳定在之内测试用膜过滤器测试用膜过滤器2.1Kg/cm2(30psi)之内，注意：将膜片正向平展置于测试仪内，用少量净水将膜片完全湿融，不容许有气泡存在于膜片与测试仪之间，以免影向测试效果。(a)在过滤器下放置一只500ml量筒，准备收集过滤水；量筒量筒(a)在过滤器下放置只500ml量筒，准备收集过滤水；(b)开阀门，测定收集500ml水样所需时间Ti，并使水继续流；(c)15分钟后，再测定收集500ml水样所需时间Tf；如果收集100ml水样的时间超过60秒，则表明膜面被污堵，无需再继续进行测试图SDI测试流程图行测试；(d)关闭阀门，将测试过滤器中的膜片取出以便进一步的分析；SDI　＝[1]×TiTf10015SDI　＝[1]×TiTf10015计算公式预防胶体及颗粒污染概述控制方法说明备注控制方法说明备注介质过滤水流流过过滤介质的床层时，颗粒、悬浮物和胶体会附着①过滤水质取决于杂质和过滤介质的大小、表面电荷和形状、原水的组成在过滤介质表面和操作条件等；②昀常用的过滤介质是石英砂和无烟煤，细砂过滤器石英砂颗粒有效直径煤，细砂过滤器石英砂颗粒有效直径为0.35~0.5mm，无烟煤有效直径为0.7~0.8mm，双介质过滤器昀小设计总床高度为0.8m；③过滤器有两种形式，重力过滤和压力过滤，压力过滤设计过滤流速通常小于10~20m/h，反洗流速40~50m/h。在线过滤硫酸铁和三氯化铁可以对胶体表面的负电荷进行失稳处理，将胶体捕捉到新生态的①阴离子和非离子絮凝剂比阳离子絮凝剂适合，同是避免过量添加②使用铁铝絮凝剂需降低进水PH值理，将胶体捕捉到新生态的氢氧化铁微小絮状物上，含铝絮凝剂与其原理相似，通常昀佳加药量为10~30mg/L②使用铁、铝絮凝剂需降低进水PH值③介质过滤器床层、流速等设计合理④适用于SDI略高于5的水源常昀佳加药量为g控制方法说明备注混凝-助凝氢氧化絮状物体在特别设计的反应空间适用于SDI很高的水源内长大沉淀，以淤泥形式排掉微滤-超滤能够除去所有悬浮物及部分有机物如果膜材料耐氯，需在清水中加氯防止生物污染水中加氯防止生物污染，但同时后续工艺需要注意余氯检测，昀好加SBS还原滤芯式过滤滤芯式保安过滤器对膜和高压泵起保护作用，推荐使用孔径≤5µm，如果浓水中的硅浓度超过理论溶解度时，建议滤芯滤芯式滤器压差增加过快，表示预处理过程或水源出现问题；孔径选择1µm.预防胶体及颗粒污染常用工艺凝原水凝聚RO进水介质过滤活性炭过滤保安过滤RO进水微滤/超滤微滤超滤预防微生物污染4.预防微生物污染¾预防微生物污染概述¾预防微生物污染方法¾预防微生物污染常用工艺¾预防微生物污染常用工艺预防微生物污染概述所有原水均含有微生物：即细菌藻类真菌病毒及其他高等生物所有原水均含有微生物：即细菌、藻类、真菌、病毒及其他高等生物。细菌尺寸一般为1~3µm，微生物可以视为胶体，但不同的是他们具有繁殖能力，在适宜的生存条件下形成生物膜。水中溶解性的有机营养物随着反渗透的运行而浓缩累积在膜表面成为水中溶解性的有机营养物随着反渗透的运行而浓缩累积在膜表面，成为微生物形成生物膜的理想环境。控制方法说明备注预防微生物污染方法控制方法说明备注氯化-脱氯常用含氯消毒剂为氯气、次氯酸钠或次氯酸钙。①次氯酸杀菌效力是次氯酸根的100倍，未分解的次氯酸的比例随值的降低而增加Cl2+H2O→HOCl+HClNaOCl+H2O→HOCl+NaOHCa(OCl)2+2H2O→2HOCl+Ca(OH)2随PH值的降低而增加②海水通常含有65mg/L左右的溴，所以海水加氯时起作用的是次溴酸Ca(OCl)2+2H2O2HOCl+Ca(OH)2次氯酸在水中分解HOCl←→H++OCl-脱氯过程溴酸③脱氯时SBS添加量是余氯的3倍脱氯过程NaHSO3+HO