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一、反滲透設(shè)備系統(tǒng)給水的一般要求
反滲透給水的水質(zhì)要求如表6-1所示
| 給水水質(zhì) | 醋酸纖維素膜 | 芳香聚酰胺復(fù)合膜 |
PH值 | 4~6 | 2~11 |
溫度(℃) | 5~30 | 1~45 |
濁度(NTU) | <1.0 | <1.0 |
淤泥密度指數(shù)(SDI) | <5 | <5 |
總有機(jī)碳(TOC)(mg/L) | <3 | <3 |
氯(mg/L) | <1 | <0.1 |
鐵含量(mg/L) | 給水中溶氧>5 mg/L時(shí),F(xiàn)e<0.05 | |
SiO2(mg/L) | 濃水中SiO2<100 | |
Ca,Sr,Ba | 硫酸鹽離子積<0.8Ksp | |
LSI | PHb-pHs為負(fù)值 | |
二、 反滲透給水預(yù)處理的必要性
為了保持膜組件良好的設(shè)計(jì)性能和安全的運(yùn)行,保證膜的使用壽命,必須對(duì)原水進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。必須根據(jù)水質(zhì)條件、膜組件的特性和對(duì)給水的質(zhì)量要求,選擇合適的預(yù)處理方式。
(一)不同原水水源的水源對(duì)象
不同原水水源由于組成與雜質(zhì)成分的不同其預(yù)處理對(duì)象區(qū)別如下:
(1)地下水是從井中公元前出的地下砂層的水,水中的混濁物質(zhì)、有機(jī)物含量少,因此深井水的污染指數(shù)幾乎少于1.0,一般少于2.0,故預(yù)處理系統(tǒng)相對(duì)比較簡單。
(2)地表水溶量氧大,在陽光下具有生物生存的條件,因而水中往往有微生物存在,且很少存在還原性物質(zhì)。一般地表水含有以硅、鋁為主的懸浮物、膠體物及有機(jī)物形成的膠體物質(zhì)。
(3)海水中則可能含有微生物、有機(jī)物、膠體和懸浮物顆粒。
(二)促使膜性能降低的膜污染因素
(1)使膜本身發(fā)生化學(xué)變化。包括使芳香聚酰胺膜的胺基受氯和其他氧化性因素的作用而破壞;醋酸纖維素膜的酯基受溫度和pH值影響而水解;膜受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的溶解等。
(2)使膜表面或膜內(nèi)受水中懸浮物、膠體顆粒的覆蓋和污堵。
(3)膜表面微溶鹽的結(jié)垢。
(4)膜受水中微生物、菌藻類的黏附、污堵、侵蝕和生物降解。
(5)水中有機(jī)大分子對(duì)膜的污堵或小分子有機(jī)物對(duì)膜的吸附污染。
三、反滲透設(shè)備給水處理方法概要
膜的污染、堵塞和侵蝕性因素包括結(jié)垢物、金屬氧化物、懸浮物和膠體、有機(jī)物、生物污染等,所采取的措施主要是經(jīng)典常規(guī)的水處理方式,但要求比較嚴(yán)格。反滲透給水預(yù)處理方法概要如表6-2所示。
表6-3為膜的污染因素的處理方法匯總,亦可組合數(shù)種方法一起使用。
被處理的有害物質(zhì) | 預(yù)處理方法提要 |
CaCO3、CaSO4、BaSO4、 | CaCO3結(jié)垢可通過濃水LSI的計(jì)算,LSI為負(fù)值時(shí)水質(zhì)穩(wěn)定,否則應(yīng)處理。CaSO4、BaSO4、SrSO4可通過IPb的計(jì)算,其值小于0.8Ksp時(shí)穩(wěn)定,否則應(yīng)處理??筛鶕?jù)情況選擇合理的處理措施,如:①鈉離子交換軟化,加六偏磷酸鈉或有機(jī)阻垢劑;②氫離子交換后脫CO2;③加酸穩(wěn)定,加石灰進(jìn)行沉淀處理。 |
水中顆粒物質(zhì) | 砂、黏泥、SiO2、等粒徑大于2um可通過過濾方式處理,小于2um可通過凝聚、雙濾料過濾(由于膠體帶有與膜表面相反的電荷,水中小于0.1um的真正的膠體并不一定易于引起膜的污染,令人擔(dān)心的卻可能是于其聚集后所形成的0.3~0.5um的顆粒)。在進(jìn)入給水泵前設(shè)置5um保安過濾器。在保安過濾器前必須設(shè)置機(jī)械過濾器。 |
鐵、錳、硫化物 | 水中溶有的鐵、錳或硫化物,遇到空氣或Cl2可能氧化或沉淀。 |
管道、泵等設(shè)備銹蝕產(chǎn)物 | 采用耐腐蝕材料的管道和設(shè)備,低壓部分采用塑料,高壓部分部分采用316S.S,或內(nèi)襯耐蝕聚合材料, |
膠體物質(zhì) | 地面水含膠體物較多,主要是鋁類的黏土,這類膠體顆粒大小在0.3~1.0um范圍,帶負(fù)電荷,單用過濾無法除去,故采用凝聚、過濾、直流混凝方法,使膠體顆粒增大至10~20um過濾除去。 |
有機(jī)物 | 有機(jī)物對(duì)膜污染是復(fù)雜的,凝聚澄清和活性碳炭過濾都只能除去部分有機(jī)物。 |
細(xì)菌 | 細(xì)菌會(huì)以醋酸纖維為食物,因而醋酸膜易受細(xì)菌的侵蝕;對(duì)于復(fù)合膜,雖不易被細(xì)菌侵害,但細(xì)菌黏膜會(huì)造成膜的污堵。殺菌一般采用氯: |
氯 | 醋酸纖維膜要求給水含有殘余氯,以防細(xì)菌滋生,而氯含量過高又會(huì)破壞膜,最大允許連續(xù)余氯的含量為1mg/L。復(fù)合膜抗氯性差,不允許含有余氯。采取加氯殺菌后需加亞硫酸鈉或經(jīng)活性炭過濾來消除余氯。 |
油和脂 | 進(jìn)入膜組件的水不允許含有油和脂。處理油和脂一般采用活性炭過濾,也可采用超濾。 |
SiO2 | 膜元件在運(yùn)行中濃水不允許析出SiO2,過飽和SiO2-可能聚合而形成不溶解的膠體硅,硅膠會(huì)引結(jié)垢。 |
表6-3 對(duì)膜的污染因素的處理方法匯總表
前處理 | CaCO3 | CaSO4 | BaSO4 | SrSO4 | SiO2 | CaF2 | SDI | Fe | Al | 細(xì)菌 | 氧化物 | 有機(jī)物 |
加酸法 | ⊿ | ⊙ | ||||||||||
加阻垢劑 | ⊿ | ⊙ | ⊙ | ⊙ | ⊙ | ⊿ | ||||||
離子交換軟化 | ⊙ | ⊙ | ⊙ | ⊙ | ⊙ | |||||||
離子交換脫堿 | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | |||||||
石灰軟化法 | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | |||
預(yù)防性清洗 | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | |||||
調(diào)整回收率 | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊙ | ⊿ | ||||||
介質(zhì)過濾 | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | |||||||
氧化過濾 | ⊿ | ⊙ | ||||||||||
直流過濾 | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | |||||||
混凝 | ⊿ | ⊙ | ⊿ | ⊙ | ⊿ | ⊙ | ||||||
微/超過濾 | ⊙ | ⊙ | ⊿ | ⊙ | ⊿ | ⊙ | ||||||
濾芯過濾 | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ⊿ | ||||||||
氯化 | ⊙ | |||||||||||
脫氯 | ||||||||||||
沖擊處理 | ⊿ | |||||||||||
預(yù)防性殺菌 | ⊿ | |||||||||||
GAC過濾 | ⊿ | ⊙ | ⊿ |
