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反渗透纯水系统

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2013年6月8日

反渗透技术是20世纪60年代发展起来的一种膜分离技术，是一种借助于选择透过（半透过）性膜的功能，以压力为推动力的膜分离技术。当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，流出纯水；然后在另一侧流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。它与传统的脱盐技术相比，有操作简单、废水排放少、运行费用低的特点。反渗透设备应用膜分离技术，能有效地去除水中的带电离子、无机物、胶体微粒、细菌及有机物质等。是高纯水制备、苦咸水脱盐和废水处理工艺中的最佳设备。广泛用于电子、医药、食品、轻纺、化工、发电等领域。
系统组成：预处理系统、反渗透装置、后处理系统、清洗系统和电气控制系统等。
预处理系统一般包括原水泵、加药装置、石英砂过滤器、树脂软化器、活性炭过滤器、超滤装置、精密过滤器等。在反渗透系统中的应用超滤技术，即双膜法纯水处理技术，我公司有丰富的经验。
反渗透装置主要包括多级高压泵、反渗透膜元件、膜壳（压力容器）、支架等组成。其主要作用是去除水中的杂质，使出水满足使用要求。在小型反渗透系统中，浓水回流技术的应用可以减少废水的排放量是我公司的独创（专利申请中）。
后处理系统是在反渗透不能满足出水要求的情况下增加的配置。主要包括阴床、阳床、混床、杀菌、超滤、EDI等其中的一种或者多种设备。后处理系统能把反渗透的出水水质更好的提高，使之满足使用要求。
清洗系统主要有清洗水箱、清洗水泵、精密过滤器组成。当反渗透系统受到污染，出水指标不能满足要求时，需要对反渗透进行清洗使之恢复功效。
电气控制系统是用来控制整个反渗透系统正常运行的。包括仪表盘、控制盘、各种电器保护、电气控制柜等。
典型单级反渗透工艺流程图

影响反渗透设备脱盐率和正常工作的主要因素：
1.离子价数：脱盐率随着离子价数的增加而提高，二价、三价盐的脱盐率要高于单价盐；
2.分子大小：脱盐率随分子直径的增加而提高；
3.原水温度：原水温度升高时，由于水的粘度降低脱盐率提高；
4.原水浓度：原水浓度提高时，脱盐率下降；
5.工作压力：工作压力提高时，脱盐率有所提高但不明显；
6.PH值：酸性条件下虽然膜不容易堵塞，但脱盐率要有所下降；
7.溶解气体：可溶解性气体在游离状态下容易渗透而不脱除CO2、SO2、O2、Cl2、H2S等；
8.氢键趋势：对于含有强氢键的化合物，脱除率很低，如水、酚和氨等；（也正因此才实现脱除水中杂质和溶解物而达到水与其他物质分离的目的；
9.有机物质：水中的有机物对膜有污染作用，有机物越多膜的性能越易变坏；
10.水的硬度：水的硬度越高膜越容易堵塞，对于高硬度水应先软化处理，降低硬度再进反渗透；
11.固体颗粒：固体颗粒对反渗透膜的危害极大，必须进行预处理；
12.微生物：水中的微生物、细菌对膜有危害，必须进行预处理（本公司采用超滤膜进行处理，在国内处于先进水平）；
13.氧化物：金属氧化物进入反渗透不能进行自行清除，应定期化学药物清除。
应用范围
*海水淡化、苦咸水淡化、饮用水降氟；
*饮用纯净水的制取；
*锅炉用软化水、去离子水的制取；
*制药用水的制取；
*电子工业用超纯水的制取；
*液体分离、浓缩、贵重物体的回收。

一、设计基础
1、系统进水水质
系统设计水源为地下水，经生水泵加压进入系统。
1、设计水温：16℃
2、设计进水水压：≤0.4MPa（生水泵出口）
3、系统进水水质分析简单资料如下：
根据经验，本地区深井水电导率为1200～1500μm/cm，硬度为
100～150mg/l。
2、产水水质、水量和利用率
1）反渗透系统脱盐率： ≥98%
2）产水水量： ≥1m3/h
3）反渗透系统水的回收率： ≥50%
4）产水水质： 电导率（25℃） ≤30μs/cm
3、原水流量
原水流量： ＞2吨/小时

4、公共设施条件
电源
频 率
50
Hz
额定电压
380/220
V
5、现场环境条件
1）、设备布置在室内，常温。
2）、室内温度： 0～40℃

二、工艺流程说明
预处理：对原水进行前期处理，改善供水水质，使之达到要求，减少、延缓膜的污染、延长其寿命，它处理的对象主要是进水中的微生物、细菌、胶体、有机物、重金属离子、固体颗粒及游离氯等。以满足反渗透装置进水的要求，保证反渗透装置能长期稳定运行。它由砂滤器、炭滤器、软化器、保安过滤器和超滤膜组成。
1.砂滤器：外壳为玻璃钢材质，内装精选石英砂。当水从上流经滤层时，水中部分的固体悬浮物质进入上层滤料形成小孔眼，受到机械阻留作用被滤料的表面层所截流。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤水中的悬浮物质，这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料中那些弯弯曲曲的孔道时，就有更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物在滤料的颗粒表面与凝絮体相互粘附，使水进一步得到净化。过滤器通过定期反洗可实现再生，过滤器的运行-反洗—正洗-运行等过程通过多路阀来完成。
作用为：滤除水中的泥沙、杂质、悬浮物、降低原水的SDI(污染指数密度)值。
2.炭滤器：外壳为玻璃钢材质，内装优质活性炭。可吸附水中的余氯以及悬浮性的胶体、部分有机物、去除微生物、重金属及异味。过滤器通过定期反洗可实现再生，过滤器的运行-反洗—正洗-运行等过程通过开关多路阀来完成。
具有双重作用，一是吸附；二是过滤。滤除自来水中的化学有机物、重金属、色度、异味、余氯等，对反渗透膜有保护作用。
3.软水器:由于原水中含有钙、镁、铝、硅等离子，易于和阴离子结合成沉淀而沉积在RO膜的表面。软水器中滤料为钠型阳离子交换树脂，能将水中的Ca2+、Mg2+等易结垢的离子置换出来，降低硬度，保护反渗透膜。过滤器的反洗—吸盐—再生—运行—正洗等运行过程通过软化多路阀来完成。（一般情况下，原水的硬度小于250mg/l可以不选用。）
4.保安过滤器：内装5微米PPF滤芯，拦截大于5微米的物体，延长膜的寿命。
5.反渗透装置：经过预处理单元处理后的原水，经过精滤器进一步滤除水中大于5μm的微粒，然后进入高压泵，经高压泵增压后进入逆渗透膜组件，由于RO膜的选择透过性能，水在高压下可以透过RO膜进入淡水侧，而各种盐份则随高压水流冲出，使水一分为二，从而达到盐与水分离的目的。得到所需要的纯水。
6.控制功能描述：根据高压、低压、液位、复位、开关等输入信号的变化改变进水阀、高压泵、冲洗阀等执行元件相对应的输出信号，达到自动控制一个标准的RO系统，实现压力保护、液位控制、开机/满水/自动冲洗等功能。手动没有此功能。（手动、自动可由用户选择）
7.节水型设计：本公司设计的节水型反渗透系统属于浓水回收处理技术领域,通过增加设置有调节阀、流量计、回水止回阀等，使浓水回收率比普通型提高15%，节约了大量水资源。
我公司建议系统流程为：
原水水箱（用户自备）→增压泵→石英砂过滤器→活性炭过滤器→保安过滤器→高压泵→反渗透组件→纯水箱(用户自备)