2.4.1.1反渗透设备
1、反渗透原理
膜透过操作方式:
反渗透技术是近二十多年来新兴的膜分离高新技术,它利用反渗透原理,采用具有高度选择透过性的反渗透膜,将给水的一部分沿与膜垂直的方向通过膜成脱盐水,水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩,剩余一部分给水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走,在运行过程中自清洗。此法可使水中的无机盐和硬度离子以及有机物、细菌等去除率达到97-98%,且具备操作简单、能耗低、无污染等优点,现已被广泛应用于医药、电子、食品、化工等行业。
反渗透系统是整个水站的核心工艺,其主要功能是对经过预处理的水进行脱盐。本系统包括高压泵、反渗透装置、反渗透清洗装置。反渗透和高压泵放置在反渗透膜组机架上,是一体化成套设备。成套设备本体上有各种手动阀门并留有各种仪表接口,便于用户现场维护和实现水站运行自动化。
经过预处理的水经高压泵加压后进入反渗透装置,由反渗透膜分离H2O和可溶性离子、有机物、细菌病毒及极细小颗粒。97%以上的可溶性离子、有机物、细菌病毒及极细小颗粒随小部分浓水排入下水沟。
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本系统的核心设备---反渗透装置(简称RO装置),其能否正常运行,很大程度上决定了整个生产装置能否正常运行。因此必须悉心管理、认真操作。 高压泵采用多级立式离心泵。过流件材质为不锈钢,该泵为反渗透装置配套泵,具有绝缘等级高,运行效率高的特点。
膜元件选用代表当今国际最高水准的美国DOW公司提供的芳香聚酰胺复合膜,该组件由三层薄膜复合,表面层为芳香聚酰胺材质,并由一层微孔聚砜层支撑,可承受高压力,对机械张力及化学侵蚀具有较好抵抗性,该组件具有较大的膜面积,超低的工作压力,对NaCl、CaCl2、MgCl2具有99.5%的脱盐率。 BW复合膜元件具有脱盐率高、产水量大、操作压低、抗压密性好、耐生物分解力强等诸多优点。但对进水有严格要求(见表1),必须严格按规定的指标执行。
表1 项目 水温 PH范围 余氯 SDI 化学耗氧量 水质稳定指数 硫酸钙溶度积 钡、锶 铁 锰 铝 总硅 单位 ℃ ppm O2·mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l 数据 15~35 3~10 ≤0.1 ≤4 ≤3 负数 浓水侧不发生沉淀 浓水侧不发生沉淀 ≤0.10 ≤0.10 ≤0.05 浓水侧不发生沉淀 备注 OT法 15分钟 Mn法 反渗透系统产水回收率一般可达75%;由反渗透装置为目前较为先进的和较为流行的制纯水及超纯水工艺。本方案采用该工艺流程,设备运行管理简单、运行费用较低、出水水质稳定可靠。 2.4.1.2高压泵
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一级反渗透装置
高压泵采用丹麦格兰富公司生产的原装进口离心泵水泵。水泵扬程1.70Mpa,流量43m3/h,水泵配置共3台。
二级反渗透装置
高压泵采用丹麦格兰富公司生产的原装进口卧式离心泵水泵。水泵扬程1.50Mpa,流量32m3/h,水泵配置共3台。 2.4.1.3膜组件
选用从美国DOWS公司进口的BW30-400FR抗污染型聚酰胺膜。其与传统复合膜相比,具有如下优点:①膜流量高,可以在较低的水压和较高的流速下,获得相等的脱盐率,也就是说,在保证高脱盐率(>98%)的状态时,其淡水流速几乎达到其他复合聚酰胺膜流速的两倍,所以产水量相同时可以减低膜组件的投资,减少占地面积;②机械强度好,清洗方便,采用管束结构,相同体积的膜组装置的膜过滤面积比卷式膜增加12%,因此减少了膜组件的体积;③膜对水质适应性强,由表可知,进水PH值在3~5均可,膜运行寿命长。 2.4.1.4阻垢剂加药装置
阻垢剂加药装置的作用是在保安过滤进口处,加入高效率的专用阻垢剂,以防止反渗透浓水侧产生结垢。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端,水分子透过膜表面,从原水侧到达另一侧,而无机盐离子就留在原来的一侧,随着原水的流程逐渐增长,水分子不断从原水中取走,留在原水中的含盐量逐步增大;即原水逐步得到浓缩,最终成为浓水,从装置中排出。浓缩后的浓水中各种离子浓度将成倍增加,自然水源中Ca2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数;因此会产生严重的结垢。
判断水结垢的标准是:对于碳酸盐垢以朗格利尔(LSI)为基准;当LSI<0
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时不结垢,LSI>0时结垢;对于硫酸盐垢,是以饱和指数来确定的,水中阳、阴离子的浓度积与饱和平衡常数的比值即为饱和指数。当饱指数小于1时不结垢,反之就会出现结垢。
本系统推荐选用进口的美国AGRO公司生产的MDC220复合阻垢剂,它可以提高水中的难溶物质的饱和度;它具有以下功能:
抑制析出作用 分散作用 晶格扭曲作用 络合作用
采用该阻垢剂后,具体阻垢能力表现如下: LSI可以由负值提高至2.6 BaSO3的饱和指数可达160倍 SrSO3的饱和指数可达12倍 CaF2的饱和指数可达120倍 SiO2的饱和指数最大可达2倍
另一种好处是经常受到人们忽视的:即此阻垢剂是非磷系有机复合物,排放之后,不会对自然水体产生富营养化的影响,是绿色环保型产品。 2.4.1.5二级反渗透加碱装置
由于采用一级反渗透装置出水做为二级反渗透装置的原水,其pH较低,加碱可以提高PH,保证浓水反渗透装置的稳定运行。 2.4.1.6反渗透清洗装置
反渗透运行压力一般在1.3~1.6MPa,在反渗透组长期运行后,会受到某些难以冲洗掉的污染,如长期的微量盐份结垢和有机物的积累而造成膜组件性能的下降,运行压力升高,所以必须用化学药品进行清洗,以恢复其正常的除盐能力。
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一般情况下,每4~6个月清洗一次,每次清洗约1~2小时。清洗系统由一台不锈钢清洗泵、一台清洗过滤器和一个清洗药箱组成。用来去除膜表面金属氢氧化物、碳酸钙、微生物、有机物、污泥及其它颗粒污垢 2.4.2技术要求 2.4.2.1高压泵
反渗透高压泵采用原装进口立式离心泵,一套反渗透用一台高压泵。管道及附件的材料均采用不锈钢。
密封方式考虑耐腐蚀,机械密封。
反渗透给水泵入口安装压力开关及压力变送器,压力低时报警及停泵。 反渗透给水泵出口安装压力开关及压力变送器,压力高时报警及停泵。 2.4.2.2反渗透设备
2.4.2.2.1反渗透设计进水水质按原水考虑。 2.4.2.2.2膜元件选用美国DOW公司生产的反渗透膜。
2.4.2.2.3RO膜元件的设计通量不大于膜元件制造厂商《导则》规定的最大通量值,并选择合理的排列组合,保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。 2.4.2.2.4我方提供膜组件的级、段排列组合方式计算结果,供招标人选择。 2.4.2.2.5反渗透压力容器选用哈尔滨乐普产品。
2.4.2.2.6除盐系统RO设置为3个系列单元,每列都能单独运行,也可同时运行。
2.4.2.2.7我方在投标书中根据水质特点及系统要求明确给出给水加药种类及加药点、加药量。
2.4.2.2.8RO装置给水总管及各段浓水管、产水进出水管上设有足够的接口及阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连。 2.4.2.2.9RO装置产品水管上装设自动排水阀。
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