反渗透除盐技术的应用及改进.docVIP

反渗透除盐技术的应用及改进 反渗透除盐水处理工艺采用无相变的物理方法，它在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的特点：其系统简单，操作方便，运行费用低，不耗酸、碱，相应的腐蚀和环境污染问题也少；产品水水质稳定，无忽高忽低的波动，对二级混床的正常运行极为有利。 一：砂滤器滤料改进去除铁离子 从近二年来的分析数据来看，由于原水中铁离子的含量受长江汛期及水厂加药平稳率的影响，忽高忽低，含铁量最高可达0.60ppm。而膜供应商对卷式复合膜的进水水质要求：含铁量最大值为0.10ppm。故本次改造中，在原砂滤器中补加了400mm高度，粒径为0.5-0.6mm的优质天然锰砂。 天然水中的铁离子有二价铁和三价铁两种形态，由于Fe2+具有较强的还原性，极易被氧化为Fe3+，Fe3+在水中发生水解反应，生成难溶化合物Fe(OH)3胶体，堵塞膜元件的水通道。天然锰砂的主要成分是二氧化锰，它是二价铁氧化成三价铁良好的催化剂。只要水中PH值大于5.5时，与锰砂接触即可将Fe2+氧化成Fe3+，反应如下： 4MnO2 + 3O2 = 2Mn2O7 Mn2O7+ 6 Fe2+ + 3H2O = 2MnO2+ 6 Fe3+ +OH- 生成的Fe3+立即水解生成絮状氢氧化铁沉淀，Fe(OH)3沉淀物经锰砂过滤后被除去，因此，锰砂滤层起着催化和过滤的双重作用。从改造完成后的运行分析数据来看，砂滤器出口铁含量可以控制在0.04ppm以下，满足了RO膜元件的进水要求。 二：超滤器运行方式的改进 反渗透进水的预处理包括两个方面：一是防止悬浮物、胶体和微生物对膜和管道内部的污染与堵塞，另一方面是要防止难溶盐的沉淀结垢。本次改造，仍按原设计选用山东招远膜工程设备厂生产的UF-IB9型内压式中空纤维超滤膜。 超滤属于压力驱动型膜分离技术。在压差为驱动力的作用下，溶液中的溶剂（水）和小溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧，一般称为滤出液，而大粒径组分被膜所阻拦，从而在滤剩液中浓度增大。超滤膜分离过程中，随着流速到达膜表面的溶质，由于受到膜的截留而积累，使得膜表面溶质浓度逐步高于料液主体浓度。超滤过程中主要障碍是浓差极化和膜污染，通常情况下超滤渗透量的大小随着温度和进料速度的升高而增加，但随着进料浓度的增加而下降。众所周知，浓差极化是超滤过程中不可避免的结果，为了控制浓差极化减轻污染，增加超滤通量。本次改造过程中，保留了原设计中的二台低压循环泵，同时将原水管网直接与原水泵吸入口连接，提高原水泵的输出扬程，用以提高超滤器的进水流速，增大膜面水流速。用于消除一部分浓差极化层，使被截面的溶质及时被水流带走，进一步降低浓差极化层的厚度，提高超滤器的渗透通量。 另外，本次改造对UF组件的运行方式也加以改进，在原反冲洗的基础上，增加了UF膜面自动快速冲洗工艺，进一步降低了UF膜元件化学清洗频率。 三：反渗透除盐系统的改进 1、背压法均衡系统水通量分布 反渗透是一种压力梯度为动力的膜分离过程，是自然渗透的逆过程，给水压力升高使膜的水通量增大，但压力升高并不影响盐透过量。在盐透过量不变的情况下，水通量增大将使产品水中的含盐量下降。 由于本装置采用UF组件作为反渗透除盐装置的预处理，故UF透过水SDI值较低，可以在较高的水通量下运行。 在相同的水通量下，系统的纯驱动压力将产生很大梯度，即进水端纯驱动压力很高，而浓水端纯驱动压力降至很低。这主要是由于膜元件的摩擦损失造成浓水的渗透高于浓水压力。因此，前端膜元件将在高水通量和高回收率状态下运行，而末端膜元件产出含盐量较高的少量淡水，在这样的条件下，前端膜元件的浓差极化严重，对产品水的含盐量造成不良影响，还可能加速膜的污堵速度。 原设计RO膜元件按5×3排列时，第一段的膜元件占全部的62.5%，而产水量却占全部的85%，即34.0t/h。本次改造时重新进行系统设计，调整全系统参数，将原5×3排列拆分为二套3×1排列并联方式运行，同时对于多段系统可能产生极端的水通量分析，在一段产品水出口和二段产品水出口之间加装压力表，手动调节阀，以平衡一、二段产品水水量。通过增加产品水背压来调整每段的运行参数，修正多段系统中的这种极端水通量分布。在实际运行过程中，所需增加的段间压力相对较小，只需在第一段产水上加约0.02Mpa的背压，即可改进淡水水通量分布，使其达到规定的75%比25%的产水分布，产品水的水质也得以改善，目前为止RO系统脱盐率为98.6%。 2、调整RO给水PH值，去除游离CO2 由膜元件的特性决定了水中的溶解气体如CO2透过率几乎为100%，HCO3-的透过率随着PH值的升高而降低。 从碳酸的电离度与水中PH值的关系中可以看出，水中的重碳酸盐是不稳定的，它可以HCO3-、CO32-以及CO2+H2CO3三种形式存在。当PH约为8.3时溶液中几乎只含有H