工艺流程
双级反渗透EDI 处理工艺(出水电阻率:16-18兆欧,即电导率 0.067-0.056 us/cm)
自来水→原水箱→原水增压泵→石英砂过滤器→活性碳吸附器→阻垢剂加药→精密过滤器→一级高压泵→一级反渗透系统→二级高压泵→二级反渗透系统→中间水箱→EDI处理→纯水箱
五、 系统说明
本系统主要分为 预处理系统、反渗透脱盐,EDI精除盐纯水系统
5.1 预处理系统:
包括:原水箱、原水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、计量加药泵。
预处理主要作用:
A 防止反渗透膜面结垢(包括碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅、铁、铝氧化物等盐在膜表面结垢)
B 防止胶体物质及悬浮固体微粒污染
C 防止有机物污染
D 防止微生物污染
E 防止氧化性物质对膜的氧化破坏
F 保持反渗透装置产水量稳定。
5.2 原水箱:
主要用于贮存进入本系统的原水,其目的使为了调节进水流量的变化,防止进水不及时,影响系统稳定运行。原水箱的设计原则是:其容积为该系统1-2个小时的用水量。
该水箱设计为常压,水温不大于40摄氏度,水箱上对外设有以下接口:进水口、出水口、溢流口、排污口、排气口等。设备本体 接口与外部管系接法兰的压力登记均为PN0.6MPa;该水箱配装液位,用液位控制器来控制对泵的启动。
5.3原水泵
原水泵受原水箱中的液位控制器控制,当原水箱处于中液位以下时,水泵自动启动。并在原水箱液位达到高液位时,原水泵自动停止水源输送。
石英砂过滤器
石英砂过滤器:是一种过滤器滤料采用石英砂作为填料。因石英砂有利于去除水中的杂质,其还有过滤阻力小,比表面积大,耐酸碱性强,抗污染性好等优点,石英砂过滤器的独特优点还在于通过优化滤料和过滤器的设计,实现了过滤器的自适应运行,滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性,即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态,有利于在各种运行条件下保证出水水质,反洗时滤料充分散开,清洗效果好。石英砂过滤器作用:可有效去除水中的悬浮物,并对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用。并具有过滤速度快、过滤精度高、截污容量大等优点。适用范围:主要用于电力、电子、饮料、自来水、石油、化工、冶金、纺织、造纸、食品、游泳池、市政工程等各种工艺用水、生活用水、循环用水和废水的深度处置领域。石英砂过滤器特点:常温操作、耐酸碱、氧化,PH适用范围为2-13。设备结构简单、运行可以实现自动控制、处理流量大、反冲次数少、过滤效率高、阻力小、操作维修方便等特点。我公司设备配置特点:系统配置完善的保护装置和监测仪表,且具有正反冲洗功能,泥垢等污染物很快被冲走,耗水量少,按用户要求可设置全自动功能。在一定的压力下,使原液通过该介质的触絮凝、吸附、截留,去除杂质,从而达到过滤的目的。其内装的填料一般为:石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂等,用户可根据实际情况选择使用。其过滤精度在0.005-0.01m之间,可有效去除胶体微粒及高分子有机物。主要用于去除水中的悬浮物。该设备与其它水处理设备配合,广泛地应用在给水净化、循环水净化污水处理等各类水处理工程中。石英砂过滤器技术参数:
1、运行参数 2、水质参数
设计滤速:8-10 m/h 期终水头损失:1.7米 进水浊度小于15度,出水浊度小于3度。
反清洗强度:4-15升/秒·平方米 进水浊度小于10度,出水浊度小于2度。
冲洗历时:5-7分钟 滤料:石英砂 3、水压
进水水压:≥0.04Mpa 反冲洗进水水压:≥0.15Mpa
活性碳过滤器
活性炭过滤器:是指压力容器内填装的滤料是有吸附能力的活性炭的过滤器。活性碳过滤器主要作用于吸附水中游离氯(吸附力达99%),对有机物和色度也有较高的去除率。是软化、除盐系统制纯水工艺的预处理设备。活性炭过滤器的工作原理是通过炭床来完成的。组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积,具有很强的物理吸附能力。水通过炭床,水中有机污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能团,使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。我公司设备特点:采用果壳活性炭过滤器,不但可吸附电解质离子,还可以进行离子交换吸附。经活性炭吸附还可使高锰酸钾耗氧量(COD)由15mg/L(02)降至2-7mg/L(02),此外由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加,因而还起到催化作用,去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余卤值及农药污染物和除去水中三卤化物(THM)以及其他的污染物。系统可以进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。同时,设备具有自我维护系统,运行费用很低。
主要功能:用于去除水中有机物、异味、色度、重金属离子、余氯。
活性碳过滤器技术参数:
过滤速度:8-10m3/h 进水浊度:≤5mg/L;
工作温度:常温 工作压力:≤0.6Mpa;
反洗压缩空气量:18-25L/m2.S 滤料层高:1000-1200mm
反洗强度:4-12L/m2.S; 反冲洗时间:4-6分钟
本过滤器罐体选择同砂过滤,活性碳的选择符合GB/T13803.2-1999一级品要求。
阻垢剂系统
阻垢剂系统原理:难溶盐的的析出并非瞬间完成的而是需要一个过程,一般需要从离子结合成分子,从分子到晶体粒子的结合过程和从许多晶体微粒到垢层的发展过程。阻垢剂与分散剂具有离子整合、晶格歪曲与粒子分散三类作用。阻垢剂种的ATP成分通过对离子的整合,增加离子间的结合的难度,变相增加了难溶盐在水中的溶解度。在晶格形成的过程中,晶格内的阻垢剂/分散剂分子破坏了结晶的规整性使晶格变形,导致水垢晶格强度降低,便于垢层的清洗。阻垢剂的分子还吸附在敬贺或晶体粒子的周围,阻碍晶体粒子的相互接触、碰撞,使其不易增长。正是这样的整合、歪曲与分散作用减缓了难溶盐结垢的过程,提高了系统浓水中难溶盐的饱和度。
阻垢剂系统需要计量泵一台,加药箱一个。
作用:
有效防止各种水系统中水垢在反渗透膜表面的形成;
有效控制碳酸钙结垢,LSq值达I≤3尚不致结垢;
有效控制硫酸钙、磷酸钙、硫酸锶、硫酸钡等结垢;
针对原水中高含盐量的铝、铁等金属离子成分实施有效的控制;
与有机絮凝剂兼容;
对于系统正常情况加药量一般在3-4 ppm
5.4精密过滤器
精密过滤器又称微孔过滤器,新型多功能过滤器,它由两部分组成:滤器和滤芯。微孔过滤器是国内外近年来才开发的新型过滤设备。它可以滤除液体、气体的 0.1um 以上的微粒和细菌,它有过滤精度高、过渡速度快、吸附少、无介质脱落、耐酸碱腐蚀、操作方便等优点。我公司设备特点:过滤器的材质均为优质不锈钢,结构合理,不但体积小、成本低、流量大、而且检修、换芯、装配方便,过滤精度为0.5-100um,流量为0.5-200m3/h。也可跟据用户需求制作不同尺寸规格的产品。滤芯:PP滤芯是一种采用无毒无味聚丙烯为原料,经过加热熔融,喷射、牵引、接收成型而制成的滤材,PP滤芯具有孔径均匀,外疏内密的深层过滤结构,并具有过滤效率高,耐酸碱的优良特性。能有效地除去液体中的悬浮物、微粒、铁锈等杂质.PP滤芯的特点:
(1)、滤芯孔径致密、均匀,过滤效率高。由于颗粒会在滤芯孔道中发生架桥现象,使小于孔道的颗粒也能被阻拦住,过滤效率在98%以上。
(2)、自身洁净度高,对水质无污染。
(3)、耐酸、碱等化学试剂及有机溶剂的腐蚀。
(4)、强度大,当过滤进出口压差为0.4mpa时,滤芯不变形。
精密过滤器在预处理系统中主要用来截留预处理系统漏过的少量机械杂质。过滤器筒体采用工程塑料或SUS304材质;内装PP滤芯。聚丙烯滤芯是一种效率高、阻力小的深层过滤元件。适用于含悬浮杂质较低(浊度小于2-5度)的水进一步净化。聚丙烯滤芯由聚丙烯纤维按一定规律缠绕在注塑聚丙烯多孔管上形成。
充分保证进入膜的水颗粒度小于0.5um,充分保护主机系统膜。设置压力表,从检测压力变化可以确定是不是需要更换滤芯,非常方便。精密过滤器主要技术参数:过滤精度:0.1-100um 处理量:0.5-200m2/h 最高工作压力:0.4-10MPa 最高工作温度:80-120 °C
5.5 反渗透装置
反渗透装置主要部件由高压泵、反渗透、反渗透膜组成。
(1)关于反渗透膜
反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。[1]
反渗透时,溶剂的渗透速率即液流能量N为:
N=Kh(Δp-Δπ)
式中Kh为水力渗透系数,它随温度升高稍有增大;Δp为膜两侧的静压差;Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为:
π=iCRT
式中i为溶质分子电离生成的离子数;C为溶质的摩尔浓度;R为摩尔气体常数;T为绝对温度。
反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备,主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。
反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化和废水处理,并与离子交换结合制取高纯水,目前其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。
基本原理
当纯水和盐水被理想半透膜隔开,理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过,此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧,这种现象称为渗透,若在膜的盐水侧施加压力,那么水的自发流动将受到抑制而减慢,当施加的压力达到某一数值时,水通过膜的净流量等于零,这个压力称为渗透压力,当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时,水的流向就会逆转,此时,盐水中的水将流入纯水侧,上述现象就是水的反渗透(RO)处理的基本原理。
反渗透膜好比水处理系统的“心脏”,对提高和稳定出水水质起着关键的作用。
该技术是80年代发展起来的高新膜分离技术,膜孔径只有3x10-10M,是离子级的分离设备,分离对象是溶液中的
离子范围和分子量很小的有机物。利用反渗透可去除水中99.9%的有机物和细菌及98%的盐类,使水质得到很
大的改善。现已广泛应用于水的淡化除盐,高纯水的制取。是电子、医药、饮料、生物等常用的过滤设备。
本公司这次提供给贵公司的反渗透装置以世界上最先进的(美国生产)的聚酰胺低压复合膜为主体,单支膜的脱盐率在99%以上,系统设计温度为25℃,回收率75%,选用高压压力容器,进口高压水泵,仪表,高压管道共同组成。由于水流的固定流向易在膜表面形成顺流状态,产生浓差极化现象,系统设计除具备常用的功能外,设计了自动冲洗功能,用以破坏顺流形成紊流状态,进而降低膜的浓差极化,以保证RO膜的长期稳定运行。当RO停止使用时,打开冲洗阀、浓水排放阀和产水阀,用产品水对反渗透膜组进行自动冲洗3min,以防止浓水中的高浓度盐类在RO膜表面沉积结垢而影响膜的性能。
5.6设备特点
1 所有设备精心布置,安排合理,美观大方,节水、节能;
2 反渗透系统是经电脑优化设计,设计合理。质量优异,外表美观,系统的启动、运行、冲洗、停机自动控制,在RO上有系统控制盘,可现场实时监测RO的有关参数数据,对RO高压泵的起停进行控制。
3反渗透系统设有自动冲洗功能,可以使反渗透膜组件不易结垢,以保证系统长期可靠运行,即使停机也可保证膜不被腐蚀;本系统设有回水功能以提高纯水利率;
4 所有的水泵具有运转指示和过载、缺项保护功能,反渗透系统中的高压泵还设有低压保护功能,当供水量不足,使高压泵进口水压低于设定值(通常为0.1Mpa)时,会自动发出信号使高压泵不启动,以防止高压泵空转。
5 进水电导、RO产水电导、混床产水电导及溶解氧均有在线监测功能,并且可根据实际需求实现超标报警及数据输出。
5.7 EDI系统
EDI 系统:
工作原理:EDI的工作过程通过交换羟基离子或氢氧根离子去除不想要的离子,然后将这些离子输送到废水流中。离子交换反应在组件的纯化室中进行,在那里阴离子交换树脂释放出氢氧根离子(OH-)而从溶解盐(如氯化物、Cl-)中获得阴离子。同样,阳离子交换树脂释放出氢离子(H+)而从溶解盐中(如钠、Na+)获得阳离子。
一个直流(DC)电场通过放置在组件一端的阳极(+)和阴极(-)施加。电压驱动这些被吸收的离子沿着树脂球的表面移动,然后穿过薄膜进入浓水室。
带负电的阴离子(如OH-、Cl-)被吸引到阳极(+)。这些离子穿过阴离子选择性薄膜,进入相邻浓水室,而不会穿过相邻的阳离子选择性薄膜并滞留在浓水室,而且得以妥善处理。在淡水室中带正电的阳离子(如H+、Na+)被吸引到阴极(-)。这些离子穿过阳离子选择性薄膜进入临近的浓水室,他们在那里被临近的阴离子选择性薄膜阻挡,同时得以妥善处理。
在浓水室中,仍然维持电中性。从两个方向输送过来的离子彼此相互中和。从电源流过来的电流跟移动离子的数目成比例。两股水流(H+和OH-)趋势离子都被输送并且被加到所要求的电流之中。
水流流过两种不同类型的腔体,纯化室中的离子就会耗尽,同时被收集到邻近的浓水流之中,这就从组件中带走了被去除的离子。
在纯化室和(或)浓水室中使用离子交换树脂是EDI技术和专利的一个关键。在纯化室中还会发生一个重要现象,在电势梯度高的特定区域,电化学“分解”能够使水产生大量的H+和OH-离子。这些区域中产生的H+和OH-离子在混合的离子交换树脂中可以使树脂不断再生,并且形成不需要外加化学试剂的薄膜。
在纯化室和(或)浓水室中使用离子交换树脂是EDI技术和专利的一个关键。在纯化室中还会发生一个重要现象,在电势梯度高的特定区域,电化学“分解”能够使水产生大量的H+和OH-离子。这些区域中产生的H+和OH-离子在混合的离子交换树脂中可以使树脂不断再生,并且形成不需要外加化学试剂的薄膜。 EDI(连续电除盐)系统,是利用两端电极产生之高电压使水中的带电离子移动,并配合离子交换树脂及选择性树脂以加速离子移动去除,进而达到水纯化之目的.而离子交换树脂再生所需之氢根(H+)及氢氧根(OH-)则来自于高电压下由水中解离所供给,如此可完全免酸碱药品之添加。
EDI系统特点:
⊙ 产水水质高而稳定。
⊙ 连续不间断制水,不因再生而停机。
⊙ 无需化学药剂再生。
⊙ 设想周到的堆叠式设计,占地面积小。
⊙ 操作简单、安全。
⊙ 运行费用及维修成本低。
⊙ 无酸碱储备及运输费用。
⊙ 全自动运行,