反渗透系统预处理和设计 1-1.预处理系统运行时可能遇到的污染物分类申明 悬浮固体 该类污染物普遍存在于地表水和废水的水源中,其颗粒直径往往大于1微米。这种杂质在水流处于未搅动状态时,纯粹可以沉积下来,它很容易被反渗透系统设置的细砂过滤器和多介质过滤器滤出;当反渗透予处理系统中设置絮凝剂/凝聚剂的投加工艺时,该类杂质也可以被絮凝剂所结成的矾花吸附,之后被多介质过滤器细或砂过滤器滤出。 胶体污染物 该类污染物也普遍存在于地表水和废水的水源之中,其颗粒直径往往小于1微米,这种杂质即使在未处于水流搅动时也不会自由沉降,会始末连结在悬浮状态。此类杂质可能是有机或无机成分构成的单体化合物,也可能是多类化合物构成的复合化合物。如硅酸化合物,铁铝氧化物,硫化物,单宁酸,腐殖质等等。生物污染物 该类污染物也同样多存在于地表水或废水中。在处理这种水源时,污染产生时开始往往反映在反渗透系统前真个膜元件上,在此类现象发生时,R/O系统前段压力升高较快,最初时反渗透系统的脱盐率还会因此而有所提高,但随着膜系统的持续运行,生物污染将逐渐向全般反渗透系统扩散,从而形成大面积的膜污染。膜系统出现生物污堵时,最终导致系统运行压力大幅度上升和产水量下降。该类污染物同常为细菌、生物膜、藻类和真菌。一般在进行反渗透工艺系统设计时,一定要注意节制原水的活性,当原水细菌含量1000cfu/100mg以上时,在设计时就必须考虑去除措施。 有机污染物 我们说过,原水中的有机物的成份最为复杂,其对反渗透膜元件的污染及影响环境也很是难以预料。但是,该项指标是设计反渗透系统时需要认真考虑防护的主要污染物。有机污染物的来源一般分成两种:一类是因为动植物的腐烂物形成的天然腐殖有机物;另一类是工业烧毁物污染所形成的有机物。有机物污染反渗透膜时,往往是有机物被较为牢固的吸附在膜表面上,清洗时较为困难。一般说来,有机物对膜系统的污染后果最难预测:水中的有一些有机物对反渗透膜几乎没有不论什么破坏作用;但却有个别的微量有机物一朝被吸附在膜面后不仅能污染反渗透膜,甚至还能导致膜的降解和退化。所以我们必须对原水中存在的有机物予以高度重视。所以从原则讲上,在我们设计一个反渗透系统时,当原水TOC含量达到3mg/l,就必须在系统内考虑响应的去除措施。一般说来,在处理地表水和废水的反渗透预处理系统中,应尽量在絮凝、澄清和氧化等预处理工艺过程中,将大部分有机污染物去除或分解转化。倘使经过以上处理后仍无法餍足进水要求,则可以考虑通度日性炭吸附过滤器、有机物彻底扫除器或超滤设备的设置将其进一步去除,以最终餍足反渗透系统的进水要求。 1-2.反渗透预处理系统的设计原则及综述 1)水中存在的难溶无机物质的盐类类成份的反渗透预处理系统设计 离子交换软化:此工艺在系统未选择投加有机阻垢剂时且原水硬度含量较低及有一定的钡、锶离子含量水源时,被经常采用。一般说来,目前此工艺在小规模反渗透装置的预处理系统和用于饮用水净化的反渗透纯净水制备系统应用最多。石灰软化辅助投加镁剂:此工艺在原水碳酸盐硬度和溶解二氧化硅含量较高的大型反渗透系统中往往被采用。一般说来,该方法可将原水碳酸盐硬度降低到100mg/l左右,与此同时原水中溶解的二氧化硅含量也可以去除50~60%左右。此工艺在处理水质较差的地表水和工业循环水时应用居多。给水中计量投加阻垢剂:因为该工艺对原水和现场条件的适用性强,实现自动节制容易,装置运行可靠,故此在大型反渗透系统和原水难溶无机物含量较高的系统中被广泛采用。目前在新建的反渗透系统中,投加的阻垢剂多见于国外进口产品,如:美利坚合众国ARGO公司的MDC-150/220/200和美利坚合众国清力公司(KING LEE)的PTP-0100/2000。该类阻垢剂的共同特点是稀释及投加均十分利便,该药剂对水中的多种难溶物质均具有较高的分散能力,药剂生产厂商甚至可以保证在R/O浓水系统LSI或S&DSI指数高达+2.5~+3.0时仍不结垢,别的,CaSO4、SrSO4、BaSO4、CaF2的饱和度而因此可以分别扩展2.3、8.0、60、100倍;并且有的阻垢剂与预处理系统中投加絮凝剂兼容(如:MDC-150阻垢剂与MPT150型絮凝剂即相互兼容)。而在已往国内被作为阻垢剂经常使用的六偏磷酸钠,因为其具有溶解不便、受温度影响、不十分稳定、分散能力较差等缺点而正在被逐渐取代。别的,六偏磷酸钠水解后生成的磷酸根离子和磷酸盐垢,很可能成为原水中所含有微生物的营养剂,从而促进了微生物在反渗透系统内繁衍,这也是六偏磷酸钠正在被用户逐渐弃用的原因之一。无论是选用哪一种阻垢剂,在应用时应出格注意其浓水系统中LSI和S&DSI值的节制,保证系统安全运行。弱酸型阳离子交换脱碱软化:该法在原水含盐量较高和碱度成分高(占阴离子含量70%以上时)的大型反渗透系统中应用居多。但经过此工艺处理后,被处理水PH值较低(4~5),这样往往会因为反渗透系统的无机酸透过量增加,而使反渗透系统脱盐率较低;即便再对脱碳后的被处理水进行调节PH值处理或采用不脱除二氧化碳的工艺,其脱盐率也无法达到原来较为理想的水平。尽管如此,该工艺在高盐量、高碱度的水质条件环境下还是患上到了较多的应用。 2)针对原水溶解硅含量较高的反渗透预处理系统设计 对此种水源条件下运行的反渗透预处理系统设计一般有如下几种方法:在现场条件允许的环境下,通过系统内设置的换热器将给水温度调解至28~35℃左右,进而提高水中硅酸化合物的溶解度,并与节制系统水收受接管率的工艺设计相结合,来确保反渗透系统在运行过程中无硅胶垢形成.这是在工程中经常采用的方法。在此种条件下,一般应注意将反渗透浓水系统的二氧化硅的含量节制在150mg/l以下。采用石灰预软化和投加镁剂(菱苦土)相结合的方法除硅。该方法可以将溶解在原水中的二氧化硅去除60%以上,别的,本工艺在用户实际操作时比较贫苦,故此本工艺在小规模水处理系统中应用很少,而在大型反渗透系统中被广泛采用。投加硅分散剂。目前,因为进口硅分散剂的优越性能而导致该方法在国内最近开工的大型反渗透工程中已被广泛采用。在此类系统中,常见的是投加美利坚合众国ARGO公司供给的MSI-300和美利坚合众国KING LEE公司供给的PTP-0100型号的药剂。从药剂供应商提交的技术文件和相关信息来看,在应用时,有的甚至允许反渗透浓水系统二氧化硅的含量达到240~290PPM左右。但对一个反渗透系统设计者来说,具体工程中反渗透浓水系统二氧化硅的所允许的最高含量,应根据具体投加药剂所允许的技术指标和切合现场条件的药剂投加计较软件的模拟结果而最终确定。
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