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膜法水處理-預(yù)處理篇

更新時間:2021-02-04 10:10 來源:Van言 作者: 閱讀:10980 網(wǎng)友評論0

預(yù)處理的作用及目標(biāo)

1.預(yù)處理系統(tǒng)的重要性

反滲透系統(tǒng)包括原水的預(yù)處理,、反滲透裝置、后處理三部分,。RO系統(tǒng)對原水的預(yù)處理有它特定的要求,。由于原水的種類繁多,其成分也非常復(fù)雜,,針對原水水質(zhì)情況及RO系統(tǒng)回收率等主要工藝設(shè)計參數(shù)的要求,,選擇合適的預(yù)處理工藝系統(tǒng),,減少對RO膜的污堵、結(jié)垢,,防止RO膜脫鹽率,、產(chǎn)水率的降低,尤其是針對目前水源日趨匱乏,、水質(zhì)日趨惡化,,選擇一個正確的預(yù)處理系統(tǒng),將直接影響整個水處理系統(tǒng)的功能,。眾所周知,,RO系統(tǒng)運行失敗,多數(shù)情況是由于預(yù)處理系統(tǒng)功能不完善造成的,。為了確保反滲透過程的正常進行,,必須對原水進行嚴(yán)格的預(yù)處理。

2.反滲透系統(tǒng)的水源

反滲透原水的種類很多,,有各種天然水,、市政水和工業(yè)廢水等。天然水包括地表水和地下水兩種,。地表水的范圍很廣,,包括江河、湖泊,、水庫,、海洋等。地下水則存在于土壤和巖石內(nèi),,由雨水和地表水經(jīng)過地層的滲流而形成,。市政二級污水、電廠冷卻排污水等工業(yè)水源將成新的途徑,。水源的選擇將直接影響到水處理工藝的確定和水處理成本,。

3.預(yù)處理的目的

使反滲透膜性能降低的主要因素有:

(1)膜發(fā)生化學(xué)降解,如芳香族聚酰胺受氯等氧化劑及強酸強堿的破壞,;

(2)膜表面難溶鹽結(jié)垢,;

(3)膜受進水懸浮物、膠體污堵,;

(4)膜受微生物,、菌藻等黏附、侵蝕后造成污堵與膜降解,;

(5)大分子有機物對膜污堵以及小分子有機物被膜吸附,。

反滲透效率與壽命與原水預(yù)處理效果密切相關(guān),預(yù)處理的目的就是要把進水對膜的污染、結(jié)垢,、損傷等降到最低,,從而使系統(tǒng)產(chǎn)水量、脫鹽率,、回收率及運行成本最優(yōu)化,。因此,良好的預(yù)處理對RO裝置長期安全運行是十分重要的,。其目的細(xì)分為:

(1)除去懸浮固體,,降低濁度,;

(2)控制微生物的生長,;

(3)抑制與控制微溶鹽的沉積;

(4)進水溫度和pH的調(diào)整,;

(5)有機物的去除,;

(6)金屬氧化物和硅的沉淀控制。

4.預(yù)處理的目標(biāo)

為了保證反滲透系統(tǒng)的水回收率,、透過水質(zhì)量,、透過水流量的穩(wěn)定、運行費用的最低化,、膜使用壽命的最佳化等,,必須進行完善的預(yù)處理。具體的目標(biāo)為:

(1)防止膜表面發(fā)生污染,,即必須盡量去除懸浮固體,、微生物、膠體物質(zhì)及有機物,,從而防止這些物質(zhì)在膜表面沉積或污堵在膜元件水流通道,;

(2)防止膜表面發(fā)生結(jié)垢,即必須盡量抑制難溶鹽如CaCO3,、CaSO4,、BaSO4、SrSO4,、CaF2以及鐵,、錳、鋁,、硅化合物等在膜表面的沉積,;

(3)防止膜承受物理和化學(xué)損傷,即必須盡量避免高溫,、極端的酸性水或堿性水,、氧化劑等對膜的影響。

5.反滲透系統(tǒng)進水指標(biāo)

原水水質(zhì)指標(biāo)的全分析,對于反滲透系統(tǒng)工程是最基礎(chǔ)也是最重要的工作,,也是確定預(yù)處理工藝流程最重要的化學(xué)指標(biāo)根據(jù),。

(1)SDI

反滲透預(yù)處理中采用污泥密度指數(shù)(SDI),有時也稱為污染指數(shù)(FI)來判斷進水中膠體和顆粒物質(zhì)的污染程度,。這個方法比濁度測定更能反映水質(zhì)情況,,它已經(jīng)被反滲透行業(yè)普遍接收和認(rèn)可,是反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中必須檢測的重要指標(biāo),。在RO系統(tǒng)日常運行中,,建議每天測定3次結(jié)果供分析。東麗的設(shè)計導(dǎo)則要求進水的SDI≤5,。而一般干凈的井水的SDI<1,,則不必進行去除膠體的預(yù)處理。

SDI是在2.1Kg/c㎡(30psi)的給水壓力下,,單位時間與單位面積內(nèi)0.45μm特定濾膜被污堵的百分率,。測試方法如下:

(a)將SDI測試裝置如右圖組裝;

(b)將SDI測試裝置與測試點連接(測試點通常選在壓力穩(wěn)定的RO低壓進水口前),;

(c)將微濾膜片裝入測試過濾器并將給水的壓力穩(wěn)定在2.1Kg/cm2(30psi)之內(nèi),,注意:將膜片正向平展置于測試儀內(nèi),用少量凈水將膜片完全濕融,,不容許有氣泡存在于膜片與測試儀之間,,以免影向測試效果。

(d)在過濾器下放置一只500ml量筒,,準(zhǔn)備收集過濾水,;

(e)開閥門,測定收集500ml水樣所需時間Ti,,并使水繼續(xù)流,;

(f)15分鐘后,再測定收集500ml水樣所需時間Tf,;如果收集100ml水樣的時間超60秒,,則表明膜面被污堵,無需再繼續(xù)進行測試,;

(g)關(guān)閉閥門,,將測試過濾器中的膜片取出以便進一步的分析;

(2)溫度,、pH

進水的溫度是影響反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量的重要因素,,對于溫度較低或較高的原水可根據(jù)膜元 件的溫度使用要求采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰哉{(diào)節(jié)。

另外調(diào)節(jié)pH是控制碳酸鈣結(jié)垢的最簡單的方法,,通過測定及計算濃水的拉格朗日飽和指 數(shù)(LSI)或史蒂夫戴維斯穩(wěn)定指數(shù)(S&DSI),,可以判斷碳酸鈣結(jié)垢的可能性,。但是過低或過 高pH值可能會造成膜損傷,請參考膜元件技術(shù)規(guī)范書有關(guān)pH的范圍要求,。

(3)生物污染評估

進水是生物污染來源之一,,微生物進入反滲透系統(tǒng)時會在膜表面吸附或繁殖,特別是在濃 縮側(cè)由于有機物等營養(yǎng)物的大量積蓄而發(fā)生微生物污染的現(xiàn)象,。濃水中總細(xì)菌數(shù)的迅速增加是微生物污染的特征之一,,對膜元件進行解剖,分析細(xì)菌數(shù)量,、品種以及TOC,、蛋白、ATP等可 證實微生物污染的存在,。

(4)氧化劑

由于聚酰胺反滲透膜材質(zhì)本身不能承受氧化劑,,所以進水中必須去除游離氯、高錳酸鹽,、 過硫酸鹽,、六價鉻,、過氧化物,、臭氧等氧化劑。

(5)油分及有機溶劑

反滲透的進水中不得含有油分和有機溶劑,。油分會附著在膜表面造成透過水量降低,,有機 溶劑會在膜表面發(fā)生相分離而破壞機能層。

(6)化學(xué)污染物

反滲透的進水中不得含有陽離子高分子絮凝劑,、陽離子界面活性劑,、環(huán)氧樹脂涂料及陰離子交換樹脂的溶出物,這些化學(xué)物質(zhì)會在膜表面形成化學(xué)污染,,造成透過水量的降低,。膜表面雖然與新膜看上去很接近,但ppb單位的極微量的原因物質(zhì)也會引起透過水量的降低,,而且一般的化學(xué)清洗也無法使膜恢復(fù)性能,。

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