【文章內(nèi)容簡介】 換運行模式，保證超濾產(chǎn)水水質(zhì)。在本系統(tǒng)中采用全流過濾或單通錯流過濾兩種模式。（3）全自動操作 超濾膜系統(tǒng)完全自動運行：過濾、反洗、化學(xué)加藥反洗都由控制系統(tǒng)監(jiān)控。完全不需要人工拆卸清洗。（1）超濾裝置配置 ，膜殼自帶，垂直布置在同一支架上，每根膜的面積為40m2。（2）超濾裝置配套設(shè)備 根據(jù)超濾膜的特性，本系統(tǒng)還需選用以下相關(guān)的設(shè)備與超濾設(shè)備配套：① 超濾恒產(chǎn)水量（通量）控制 NORIT超濾裝置采用錯流單通過濾，對超濾恒產(chǎn)水量的控制方式有兩種：采用超濾進水泵變頻和超濾進水口設(shè)流量調(diào)節(jié)閥兩種方式。② 反沖洗泵 超濾膜在反洗時主要考慮透膜壓差和操作壓力的問題，同時可采用大流量低壓的操作模式進行反洗。 根據(jù)超濾計算書及供應(yīng)方工程運行經(jīng)驗，正常情況NORIT超濾反洗周期暫定為45分鐘一次。③ 化學(xué)加藥增強反沖洗系統(tǒng) 化學(xué)藥劑直接加入至反沖洗母管中，再通過靜態(tài)混合器混合后，進行化學(xué)加強反沖洗，此過程稱為化學(xué)增強反洗，在此過程還需數(shù)分鐘的浸泡時間以達到最佳的反洗效果。 化學(xué)增強反沖洗需間斷投加10~25ppm的NaClO，能夠獲得更好的反洗效果。 實際加藥量由現(xiàn)場運行具體確定，投標書中的用量為設(shè)計值。④ 快沖系統(tǒng) 快沖的主要目的是把反沖洗下來的大量污染物沖出膜件和系統(tǒng)，所以快沖一般伴隨著反洗程序?？鞗_過程中，產(chǎn)水口是關(guān)閉的，因此對一半的超濾膜組件同時有反洗的效果，這是由進出口壓差造成的。交錯方向的快沖會使清洗更為有效。系統(tǒng)采用原水進行快沖。⑤ 完整性檢測裝置 系統(tǒng)設(shè)置1套手動完整性檢測裝置，允許操作人員對膜件內(nèi)任意破損的纖維膜絲進行檢測。完整性檢測可以在每次清洗完成后進行亦或在預(yù)先設(shè)定的時間段進行。⑥ 超濾化學(xué)清洗裝置 化學(xué)清洗裝置包括清洗箱、清洗泵、清洗過濾器（≤5um）及其管道、閥門、儀表等。清洗裝置的材質(zhì)和防腐襯里能適用于所有清洗液。：（1）超濾裝置 采用中空纖維聚醚砜超濾膜，截留分子量不大于100,000道爾頓。內(nèi)壓式操作方式。超濾膜組件垂直排列布置。超濾裝置采用變頻恒流量控制；采用錯流單通、微錯流、循環(huán)錯流運行方式；經(jīng)設(shè)定的運行間隔后進行一次反洗。反洗可分為常規(guī)反洗和加強反洗，并有反洗、正洗、上向反洗、下向反洗、雙向反洗等不同組合。膜元件選用進口原裝的產(chǎn)品，選用荷蘭NORIT公司超濾膜或同等品。超濾膜元件的設(shè)計水通量不大于膜元件制造廠商《導(dǎo)則》規(guī)定的推薦值，并以低值選取。選擇合理的膜數(shù)量，保證超濾膜元件正常運行和合理的反洗間隔和化學(xué)清洗周期，以盡可能提高系統(tǒng)的水的利用率。超濾裝置的給水加藥種類及加藥點，化學(xué)清洗裝置的選擇根據(jù)給水水質(zhì)和所選用超濾裝置膜組件的特性確定。賣方提出所需藥品種類和要求。每臺超濾裝置的產(chǎn)品水與濃水，反洗與正洗母管上都配置流量表，濃水排放管路上設(shè)置流量控制閥（穩(wěn)壓閥），以控制水的回收率。超濾裝置安裝必要的儀表以監(jiān)視系統(tǒng)的正常運行。超濾膜組件豎直安裝在支架上，膜殼與膜殼之間有完整的管道及相不可缺少的閥門（包括自動閥門）將它們連接成一體。組合架上配備全部管道及接頭，還包括所有的支架、緊固件、夾具等其它附件。管道、法蘭、閥門均采用耐腐蝕的不銹鋼材質(zhì)或其他性能相似的材質(zhì)。自動控制閥門為進口的、性能可靠的產(chǎn)品。超濾組合架的設(shè)計滿足廠址的抗震烈度要求和組件的膨脹要求超濾裝置的產(chǎn)品水管和濃水管設(shè)取樣點。取樣閥為進口的UPVC材質(zhì)或與之相當(dāng)。取樣閥集中布置于取樣排水槽上方。取樣管可采用PE軟管。超濾裝置設(shè)有程序啟停裝置，停用后能延時自動沖洗。每臺超濾裝置配置就地控制盤，且配有氣動或電動控制元器件，該元器件為進口的可靠產(chǎn)品。采用循環(huán)微錯流的方式。（2）反洗系統(tǒng) 反洗系統(tǒng)滿足常規(guī)反洗和加強反洗的要求。 反洗水取自超濾水箱 每臺反洗泵的流量和揚程滿足單臺超濾裝置的反洗要求。 反洗的間隔持續(xù)時間可以用PLC設(shè)置控制或變更。 超濾反洗水流方向，即從膜殼的兩端分別進水和同時進水，可由PLC和相應(yīng)的自動閥門來控制，以達到超濾膜組件的反洗徹底干凈。（3）正洗系統(tǒng) 正洗水取自原水箱 每臺正洗泵的流量、揚程滿足單臺超濾裝置的正洗要求。 正洗的時間間隔持續(xù)時間可以用PLC設(shè)置控制或變更。 配套相的閥門、管道、儀表等。（4）藥品注入系統(tǒng) 藥品注入系統(tǒng)用于加強反洗，包括加NaClO裝置。 加藥裝置包括溶液箱、加藥計量泵、管道、閥門與附件、平臺、扶梯等。 溶液箱設(shè)置就地液位計、液位報警裝置。底部有排水措施。其容量至少滿足3天加藥量。 每臺加藥計量泵進口設(shè)Y型過濾器，出口設(shè)置穩(wěn)壓閥、安全閥、逆止閥、壓力表或多功能閥（集釋壓、防虹吸、背壓及幫助啟動于一體）。 每套裝置的組件均布置在一個鋼制底盤上，并考慮配藥與檢修的方便。 為每套液體藥品加藥裝置配置1臺抗酸堿化工插桶泵。 凡與藥液接觸的零部件，均采用能抗藥液腐蝕的材質(zhì)。 藥品配置系根據(jù)溶液箱的液位信號，由運行人員確認。 加藥量系根據(jù)進水流量或（和）水質(zhì)變化實行自動調(diào)節(jié)。（5）超濾化學(xué)清洗裝置 化學(xué)清洗裝置包括清洗箱、清洗泵、保安過濾器（≤5181。）及其管道、閥門、儀表等。清洗裝置的材質(zhì)和防腐襯里能適用于所有清洗液。同被清洗設(shè)備連接的管道為固定管路。 使用反滲透清洗系統(tǒng)以減少系統(tǒng)投資。（6）超濾裝置采用程序控制、自動監(jiān)控，其監(jiān)控功能由水處理系統(tǒng)控制系統(tǒng)完成。 超濾裝置的運行、反洗、正洗、加強反洗等步驟由PLC進行程序控制?？刂品绞揭妰x表和控制部分。（7）常規(guī)反洗的排水，排入回收水池；加強反洗排水，排入廢水池；其它可回收的排水均排入回收水池。化學(xué)清洗的排水排入廢水池。保安過濾器的作用是截留過濾器產(chǎn)水中泄露的大于5μm的顆粒，防止其進入反滲透系統(tǒng)。這種顆粒經(jīng)高壓泵加速后可能會擊穿反滲透膜組件，造成大量漏鹽的情況，同時劃傷高壓泵的葉輪。過濾器中的濾元為可更換卡式濾棒，當(dāng)過濾器進出口壓差大于設(shè)定值（～）時應(yīng)當(dāng)更換。設(shè)備如下圖（可根據(jù)客戶需要定作）：由于單臺過濾器的濾芯數(shù)目比較多，因此，均制造成快裝、快開模式，可以方便的將保安過濾器打開，并可迅速的裝上濾芯，便于保安過濾器的操作，保安過濾器上部具有排氣閥，可以防止空氣進入泵而損壞泵，下部具有排污閥，可以隨時排掉截留的雜質(zhì)。設(shè)計計算：每支40″、（），進水流量：54m3/hr；則選用保安過濾器型號：30芯40″；數(shù)量：1臺。根據(jù)原水指標和產(chǎn)水要求，考慮到運行成本及投資成本，系統(tǒng)需要采用二級反滲透，根據(jù)我司多年來在反滲透使用領(lǐng)域的設(shè)計經(jīng)驗，一級反滲透采用美國GE公司生產(chǎn)的AG8040F型低壓高脫鹽復(fù)合膜；二級反滲透采用美國GE公司生產(chǎn)的AG8040F低壓高脫鹽復(fù)合膜。根據(jù)膜元件制造廠商《導(dǎo)則》規(guī)定，本工程一級反滲透膜元件設(shè)計通量≤30LMH，二級反滲透膜元件設(shè)計通量≤40LMH，投標方提出合理的排列組合，一級反滲透共48支膜，每套排列為5：3，二級反滲透共30支膜，排列為3：2；保證膜元件正常運行和合理的清洗周期。反滲透系統(tǒng)是本流程中最主要的脫鹽裝置，它具有極高脫鹽能力。相關(guān)計算如下：◆ 一級反滲透選用膜面積為365Ft2（）的反滲透膜，在水源為經(jīng)過超濾工藝處理的自來水的情況下，40m3/h的反滲透系統(tǒng)設(shè)計的膜數(shù)量為48根，則系統(tǒng)的平均膜通量為：系統(tǒng)的平均膜通量 ＝出水量單根膜面積膜數(shù)量 ＝40000L/H＝48因此，系統(tǒng)采用48根膜的設(shè)計，是完全符合水源為經(jīng)過超濾工藝處理的自來水的反滲透膜組件設(shè)計導(dǎo)則的規(guī)定?！舳壏礉B透進水為經(jīng)過超濾工藝處理的自來水+一級反滲透處理之后的產(chǎn)水，系統(tǒng)的平均膜通量應(yīng)不大于24GFD（）?！?二級反滲透選用膜面積為400Ft2（）的反滲透膜，在水源為經(jīng)過超濾+一級反滲透工藝處理的自來水的情況下，34m3/h的二級反滲透系統(tǒng)設(shè)計的膜數(shù)量為30根，則系統(tǒng)的平均膜通量為：系統(tǒng)的平均膜通量 ＝出水量單根膜面積膜數(shù)量 ＝34000L/H＝ 30因此，系統(tǒng)采用30根膜的設(shè)計，是完全符合水源為經(jīng)一級反滲透處理水的反滲透膜組件設(shè)計導(dǎo)則的規(guī)定。為保證系統(tǒng)運行的安全性和靈活性，反滲透系統(tǒng)采用二級兩段配置，提高回收率。反滲透系統(tǒng)包括高壓泵、反滲透膜組、沖洗系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、控制儀表及管路系統(tǒng)六個部分，本設(shè)計采用二級反滲透系統(tǒng)，使反滲透的產(chǎn)水滿足EDI進水要求，同時滿足客戶需要。每套反滲透裝置都配有就地控制盤，且配有氣動或電動控制元器件，該元器件選用進口的可靠產(chǎn)品。反滲透的使用過程中，水的流向和運動是逆自然滲透的，要改變這種逆自然的滲透，必須給液體一個動力，使它改變自然滲透過程中，淡水向濃水方向運動，鹽份向淡水方向滲透的規(guī)律，而提高這個動力有效的措施是增加外界壓力，高壓泵為反滲透膜組提供足夠的進水壓力，維持反滲透膜的正常運行。二級反滲透高壓泵其出力分別為54m3/h，揚程125m和40m3/h，揚程154m。我司選用的高壓泵揚程及型號，能滿足反滲透設(shè)備的使用要求，同時也滿足在低溫情況下的使用要求，因為反滲透膜在使用過程中，產(chǎn)水量及需要的壓力是要不斷上升的（在產(chǎn)水量不變的情況下）；同時隨著溫度的下降，要達到同樣的產(chǎn)水量，需要提供壓力，因此，我司選用的高壓泵，均能滿足此類要求。同時，在高壓泵的進水口，設(shè)置低壓保護開關(guān)，保護RO膜免受高壓啟動時的沖擊，后設(shè)置高壓開關(guān)以保護反滲透膜免受水錘的損壞。兩級反滲透系統(tǒng)，出水能力為≥34m3/h。一級反滲透的回收率設(shè)計為75%，出力≥40m3/h；二級反滲透的回收率設(shè)計為85%，出力≥34m3/h。反滲透膜組是整個脫鹽系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。它主要負責(zé)脫除水中的可溶性鹽份、膠體、有機物及微生物，使出水達到用戶要求。設(shè)備如下圖所示（供參考）反滲透膜的基本工作原理反滲透膜是一種采用錯流過濾以制取純水的工藝，被處理料液以一定的速度流過膜面，透過液從垂直方向透過膜，同時大部分截留物被濃縮液夾帶出膜組件。錯流過濾模式減小了膜面濃度極化層的厚度，可以有效降低膜污染。膜系統(tǒng)膜系統(tǒng)是指膜分離裝置單元。壓力驅(qū)動膜系統(tǒng)主要由預(yù)處理系統(tǒng)、升壓泵、膜組件（壓力容器和膜元件）、管道閥門和控制系統(tǒng)構(gòu)成。膜污染各種原水中均含有一定濃度的懸浮物和溶解性物質(zhì)。懸浮物主要是無機顆粒物、膠體和微生物、藻類等生物性顆粒。溶解性物質(zhì)主要是易溶鹽（如氯化物）和難溶鹽（如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽）。在反滲透過程中，進水的體積在減少，懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的濃度在增加。懸浮顆粒會沉積在膜上，堵塞進水流道、增加摩擦阻力（壓力降）。難溶鹽會從濃水中沉淀出來，在膜面上形成結(jié)垢，降低RO膜的通量。這種在膜面上形成沉積層的現(xiàn)象叫做膜污染，膜污染的結(jié)果是系統(tǒng)性能的劣化。半透膜半透膜是具有選擇性透過性能的薄膜。當(dāng)液體或氣體通過半透膜時，一些組分透過，而另外一些組分被截留。實際上半透膜對于任何組分都有透過性，只是透過的速率相差很大。在反滲透過程中，溶劑（水）的透過速率遠遠大于溶解在水中的溶質(zhì)（鹽分）。通過半透膜實現(xiàn)了溶劑和溶質(zhì)的分離，得到純水以及濃縮的鹽溶液。滲透滲透是當(dāng)流體在跨越半透膜屏障時的一種自然過程。如果將一箱純水用一張半透膜垂直分為兩部分，純水與理想半透膜的兩面以相同的溫度和壓力接觸，在這樣的條件下沒有跨越半透膜的水的流動產(chǎn)生，因為在膜兩側(cè)的化學(xué)勢完全相等。如果在其中一側(cè)加入溶解性鹽，鹽溶液一邊的化學(xué)勢降低了。純水便會向鹽溶液一側(cè)滲透，從而產(chǎn)生一個滲透流，直到化學(xué)勢的平衡重新建立為止。滲透壓按照科學(xué)術(shù)語，在半透膜的兩邊存在一個“化學(xué)勢”（離子或溶質(zhì)分子的濃度差）的差值，通過溶液的滲透過程對化學(xué)勢差進行補償。當(dāng)平衡重新建立時，在半透膜的兩側(cè)形成了一個水位差即靜壓差，這個壓力差便是滲透壓。滲透壓是溶液本身的性質(zhì)，取決于溶液濃度，與半透膜沒有關(guān)系。滲透壓與溶質(zhì)濃度之間的關(guān)系為：Posm = (T + 273) * Σ(mi) (1)其中Posm＝滲透壓（psi），T為溫度（℃）, Σ(mi)是溶液中所有溶質(zhì)的總摩爾濃度。TDS為1000ppm的水溶液的近似滲透壓約為11 psi ( bar)。反滲透在圖－6a的箱子中，水通過滲透作用流向鹽溶液一側(cè)，直到達到新的平衡建立。在鹽溶液一邊施加一個額外的壓力與滲透壓相等，原有的平衡會受到影響（圖－6b）。外加壓力將會使鹽溶液一邊的化學(xué)勢增加，使溶劑流向純水一邊。這種現(xiàn)象便是反滲透。反滲透過程的驅(qū)動力是外加壓力，反滲透分離所需能量與溶液的難度直接相關(guān)。因此，從鹽溶液中生產(chǎn)同樣體積的水，鹽的濃度越高，所需能耗也越高。對于反滲透過程分離水和鹽的機理還沒有一個公認的統(tǒng)一解釋。目前一般推薦兩種傳遞模型：毛細孔流模型和溶解擴散模型。水通過膜有兩種方式，一種是通過膜上存在的孔，另外一種是通過膜中的分子節(jié)點之間的擴散。根據(jù)理論，膜的化學(xué)性質(zhì)是，在固液界面上水優(yōu)先吸附并通過，鹽被截留。水與膜表面之間有弱的化學(xué)結(jié)合力，使得水能夠在膜的結(jié)構(gòu)中分散。膜的物理和化學(xué)性質(zhì)決定了在傳遞過程中水比鹽的優(yōu)先地位。水的傳遞水通過半透膜的速率由方程（2）確定。Qw = ( ΔP ΔPosm) Kw S/d (2)其中Qw為原水透過膜的速率，ΔP為膜兩側(cè)壓力差，ΔPosm為膜兩側(cè)的滲透壓差，Kw為膜的純水滲透系數(shù)，S為膜面積。（2）式通常被簡化為：Qw = A (NDP) (3)其中A為膜常數(shù)，NDP為跨過膜的水傳質(zhì)凈驅(qū)動壓力或凈驅(qū)動力。鹽的傳遞透過膜的鹽流量定義為：Qs = ΔC Ks S/d (4)其中Qs為膜的透鹽量，Ks為膜的鹽滲透系數(shù)，ΔC為膜兩側(cè)鹽濃度差，S為膜面積，d為膜厚度。該方程可簡化為：Qs = B(ΔC) (5)其中B代表膜常數(shù)，ΔC為鹽傳質(zhì)驅(qū)動力。從方程（4）和（5）可以看出。對于一個已知的膜來說：● 膜的水通量與總驅(qū)動壓力差成比例；● 膜的透鹽量與膜兩側(cè)的濃度差成比