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反渗透系统的预处理工艺设计
发布时间:2021-07-21 08:44:25

反渗透技术被广泛应用于水处理的各种领域,本文捷诚环保从环保人熟悉的废水回用工程角度,分析怎样做好反渗透系统预处理工艺设计

反渗透系统运行中常见问题是膜污染,其常会导致产水量下降/压差升高/盐透过率增加。


一、影响反渗透膜长期稳定运行的因素

1、预处理工艺不完善;

2、反渗透工艺设计缺陷;

3、运行管理维护不当;

4、水质突然恶化冲击。

总结来看反渗透膜不能稳定运行原因均为设计不周全运营管理不当。

对反渗透膜污染问题,需要从做好反渗透预处理工艺开始

二、反渗透膜污染现象分析

造成反渗透膜污染的主要现象有:难溶盐结垢,悬浮物/胶体污堵,微生物黏附,有机物污堵等。

1难溶盐结垢

主要是钙离子、镁离子,特殊水源中的二氧化硅、重金属等

2悬浮物和胶体

进水的SDI过高,加药不合理或者操作不当都会导致;如果铁离子和铝离子的含量高,也会造成铁离子和铝离子的胶体污染。

3有机物污堵

大多数的废水回用系统,反渗透进水COD很难得到稳定保障;

4微生物黏附

膜表面黏附的微生物造成细菌滋生。

三、反渗透进水水质要求

预处理出水指标有哪些?

也就是反渗透进水水质的要求。这张表可以体现反渗透进水里重要的水质参数。

(表中某些指标需根据不同水源进行针对性考虑)

知道这些指标后,更需要了解的一下问题:如何结合场景去理解每一个指标要求和限值?

四、预处理单元工艺分析

针对污染物特点和反渗透进水水质要求,可选择的常用工艺如下:

1、去除悬浮物和胶体的常用工艺:比如混凝沉淀、纤维转盘过滤、介质过滤等;

2、去除硬度的常用工艺:比如加药软化+沉淀、树脂软化、投加阻垢剂等;

3、降低COD含量的常用工艺:比如臭氧氧化、曝气生物滤池、活性碳过滤等。

五、反渗透膜系统预处理常用的五大工艺

对于反渗透膜系统,习惯地把进水分为地下水、自来水、地表水、海水、废水(中水)等,这些水体受各种因素的影响,不同的地理条件,不同的季节气候导致水体的特性及其所含的杂质有所不同,因此反渗透膜预处理工艺也会有所不同。合理地预处理应该能满足如下要求:

(一)反渗透预处理能够去除原水中的绝大多数杂质,达到进水要求。

(二)反渗透预处理考虑水质的变化,防止原水水质波动时影响整个系统的稳定运行。

(三)反渗透预处理工艺能够稳定运行,同时尽量简化流程,降低投资和运行成本。

1絮凝和絮凝过滤

絮凝处理的对象是原水中的小颗粒悬浮物和胶体。

浊度小于70度的原水,一般采用多介质过滤,可采用重力式过滤或压力式过滤器。滤料的要求与普通双滤料滤池不同,颗粒较大,滤料中的无烟煤要求在酸碱中稳定,石英砂要求耐酸,在碱性溶液中有微量的溶出。采用絮凝过滤时用铁盐作絮凝剂的效果优于铝盐。过滤器的设计产水量应包含后续处理工艺的耗水量和过滤器自身的耗水量即冲洗水量。

2吸附

吸附法是利用多孔性固体物质,吸附水中的某些污染物质在其表面,从而达到净化水体的方法。吸附法能去除的污染物包括:有机物、胶体、余氯,还能去除色度和嗅味等。

活性炭吸附。活性炭是用烟煤、无烟煤、果壳或木屑等多种原料经碳化和活化处理制成的黑色多孔颗粒。活性炭的物理特性主要指孔隙结构及其分布,在活化过程中形成各种形状和大小的孔隙,因而形成了巨大的比表面积,与水的接触面大,因而吸附能力很强。活性炭不仅能吸附水中的各种污染物,还可以吸附废气中的so2等污染物,因此在环保、水处理等领域有着广泛的用途。

3保安过滤器

用以去除微小的颗粒。普通砂滤能够去除很小的固体颗粒,使出水浊度达到1左右,但出水仍然含有大量粒径在1-5μm的颗粒,这些颗粒是砂滤无法去除的,虽然颗粒小,可是如果直接进入反渗透主机,在RO膜的浓缩作用下,仍然会造成膜元件的污染,要去除这些颗粒,就需要采用过滤。保安过滤器常设置在压力过滤器之后,有时也设置在整个预处理工艺的未端防止破碎的滤料、活性炭、树脂等进入反渗透膜系统,尽量做到不将上道工序产生的微粒带到下一道工序中去。滤孔孔径应与水中所含杂质的粒相匹配,避免过粗或过细。


4氧化

氧化是利用强氧化剂氧化分解水中污染物的一种化学处理方法。对于反渗透膜系统预处理而言,氧化通常是为了去除两类物质:

1)有机物;

2)铁、锰。

5软化

软化是指采用化学方法,去除水体中硬度的处理方法。分为离子交换软化和药剂软化两种。目前反渗透预处理常用的软化方法是离子交换软化。离子交换软化是指采用离子交换剂,将水体中硬度组成部分钙镁等离子同离子交换剂有效交换基团(通常是钠离子)反应,使水质达到软化的效果,从而起到保护反渗透膜系统的作用。

除了解这些处理常用工艺,以及怎么选择和组合这些工艺,就可以设计出一套合理的预处理系统。