【文章內(nèi)容簡介】 與加在反滲透膜上的有效壓力成正比關(guān)系。該有效壓力是高壓泵壓力與原水滲透壓的差值?？傷}度是1000 PPM Kg/cm2 。膜生產(chǎn)廠用于測試工業(yè)用普通水反滲透膜用2000 PPM 氯化鈉溶液。在此鹽度下，壓力每增加1 Kg/cm2，出水量約增加8％。通過增加壓力來提供反滲透膜的出水量一般是有限度的。主 要決定于泵、高壓管路承壓能力和壓力容的承壓能力。另外在增加壓力來提供出水量的同時也減低了反滲透膜的壽命。對于一般 水，壓力選擇在 (130－200 psi)， Kg/cm2 (250 psi)。壓 力 g/cm2 圖4 復(fù)合反滲透膜產(chǎn)率與壓力關(guān)系圖(出廠測試壓力225psi, TDS=2000 ppm)反滲透膜出水量與使用時間關(guān)系對于正常使用的反滲透膜著反滲透膜的使用時間，反滲透膜 的出水量將逐漸減少。這一現(xiàn)象在反滲透膜被使用的前幾個月較為明顯。值得指出的是，以上現(xiàn)象不包括由于反滲透膜結(jié)垢帶來產(chǎn)水量的降低。膜使用時間 (月 ) 復(fù)合反滲透膜產(chǎn)率與膜使用時間關(guān)系圖6 反滲透技術(shù)相關(guān)術(shù)語 1) 脫鹽率 反滲透從源水中脫去鹽分的比率，是反滲透脫鹽能力的指標(biāo)。脫鹽率分系統(tǒng)脫鹽率與單只膜脫鹽率，系統(tǒng)脫鹽率指整個RO系統(tǒng)的脫鹽率，該值與膜本身的性能和系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)；單只膜脫鹽率是膜出廠前的脫鹽率測試值。2) 回收率 反滲透產(chǎn)品水量與源水量的比值，是反滲透的節(jié)水指標(biāo)。反滲透的回收率可以調(diào)節(jié)，但回收率越高，濃水側(cè)濃度越高，濃水流動速率越低，不利于膜的保護。3) 膜前壓力 即膜的濃水入水壓力，在透過水量是定值時，是反滲透的節(jié)能指標(biāo)。此壓力可通過給水高壓泵后的節(jié)流閥調(diào)節(jié)。4) 膜后壓力 反滲透濃水的出水側(cè)壓力?？赏ㄟ^濃水排放截止閥調(diào)節(jié)。5) 膜的背壓 反滲透純水側(cè)的壓力。該值越高，用于脫鹽的有效壓力就越低。而且，該值不能太高，更不能高于濃水側(cè)壓力，否則反滲透膜可能破裂。由此原因引起的膜損壞多發(fā)生在最后一支膜。6) 單位膜面積產(chǎn)水量與總產(chǎn)水量 單位膜面積產(chǎn)水量是膜透水性能的指標(biāo)，總產(chǎn)水量是反滲透設(shè)備每小時的總產(chǎn)純水量。（二）EDI技術(shù) EDI除鹽過程 下圖表示了EDI的工作過程。在圖中，離子交換膜用豎線表示，并標(biāo)明它們允許通過的離子種類。這些離子交換膜是不允許水穿過的，因此，它們可以隔絕淡水和濃水水流。 離子交換膜和離子交換樹脂的工作原理相近,可以使特定的離子遷移。陰離子交換膜只允許陰離子透過，不允許陽離子透過；而陽膜只允許陽離子透過，不允許陰離子透過。在一對陰陽離子交換膜之間充填混合離子交換樹脂就形成了一個EDI單元。陰陽離子交換膜之間由混合離子交換樹脂占據(jù)的空間被稱為淡水室。將一定數(shù)量的EDI單元羅列在一起，使陰離子交換膜和陽離子交換膜交替排列，并使用網(wǎng)狀物將每個EDI單元隔開，形成濃水室。在給定的直流電壓的推動下，在淡水室中，離子交換樹脂中的陰陽離子分別在電場作用下向正/負(fù)極遷移，并透過陰陽離子交換膜進入濃水室，同時給水中的離子被離子交換樹脂吸附而占據(jù)由于離子電遷移而留下的空位。事實上離子的遷移和吸附是同時并連續(xù)發(fā)生的。通過這樣的過程，給水中的離子穿過離子交換膜進入到濃水室被去除而成為除鹽水。 產(chǎn)品水產(chǎn)品水產(chǎn)品水CCACAAOHOHH+H+H+OH(+)正極()負(fù)極ClClClNa+Na+ClNa+ClClNa+Na+Na+極水給水給水給水極水 Cl, Na+Cl, Na+Cl, Na+ EDI 除鹽過程示意圖 帶負(fù)電荷的陰離子（例如OH、Cl）被正極（+）吸引而通過陰離子交換膜，進入到鄰近的濃水室中。此后這些離子在繼續(xù)向正極遷移中遇到鄰近的陽離子交換膜，而陽離子交換不允許其通過，這些離子即被阻隔在濃水中。淡水流中的陽離子（例如Na+ 、H+）以類式的方式被阻隔在濃水中。在濃水中，透過陰陽膜的離子維持電中性。EDI組件電流量和離子遷移量成正比。電流量由兩部分組成，一部分源于被除去離子的遷移，另一部分源于水本身電離產(chǎn)生的H+和OH離子的遷移。 在EDI組件中存在較高的電壓梯度，在其作用下，水會電解產(chǎn)生大量的H+和OH。這些就地產(chǎn)生的H+和OH對離子交換樹脂進行連續(xù)再生。EDI阻件中的離子交換樹脂可以分為兩部分，一部分稱作工作樹脂，另一部分稱作拋光樹脂，二者的界限稱為工作前沿。工作樹脂主要起導(dǎo)電作用，而拋光樹脂在不斷交換和被連續(xù)再生。工作樹脂承擔(dān)著除去大部分離子的任務(wù)，而拋光樹脂則承擔(dān)著去除象弱電解質(zhì)等較難清除的離子的任務(wù)。 EDI給水的預(yù)處理是EDI實現(xiàn)其最優(yōu)性能和減少設(shè)備故障的首要的條件。給水里的污染物會對除鹽組件有負(fù)面影響，增加維護量并降低膜組件的壽命。污染物對除鹽效果的影響對EDI影響較大的污染物包括硬度（鈣、鎂）、有機物、固體懸浮物、變價金屬離子（鐵、錳）、氧化劑（氯，臭氧）以及二氧化碳（CO2）。氯和臭氧會氧化離子交換樹脂和離子交換膜，引起EDI組件功能減低。氧化還會使TOC含量明顯增加，污染離子交換樹脂和膜，降低離子遷移速度。另外，氧化作用使得樹脂破裂,通過組件的壓力損失將增加。鐵和其它的變價金屬離子可對樹脂氧化起催化作用，永久地降低樹脂和膜的性能。硬度能在反滲透和EDI單元中引起結(jié)垢。結(jié)垢一般在濃水室膜的表面發(fā)生，該處pH值較高。此時，濃水入水和出水間的壓力差增加，電流量降低。組件設(shè)計采取了避免結(jié)垢的措施。不過，使入水硬度降到最小將會延長清洗周期并且提高EDI系統(tǒng)水的利用率。懸浮物和膠體會引起膜和樹脂的污染和堵塞，樹脂間隙的堵塞導(dǎo)致EDI組件的壓力損失增加。有機物被吸引到樹脂和膜的表面導(dǎo)致其被污染，使得被污染的膜和樹脂遷移離子的效率降低，膜堆電阻將增加。二氧化碳可以在EDI膜堆中以HCO3的形式被除去，但是由于每個EDI膜堆除去離子的總量被限制在一定的范圍之內(nèi)，所以當(dāng)二氧化碳的含量超過EDI膜堆的清除能力時，將 有部分二氧化碳仍然殘留在純水中，致使純水電阻率下降。 EDI的組件結(jié)構(gòu)EDI主要由以下幾個部分組成: （1）淡水室 將離子交換樹脂填充在陰、陽離子交換膜之間形成淡水單元。 （2）濃水室 用網(wǎng)狀物將每個EDI單元隔開，形成濃水室。 （3）極水室（4）絕緣板和壓緊板（5）電源及水路連接標(biāo)準(zhǔn)運行條件EDI組件運行結(jié)果取決于各種各樣的運行條件，其中包括系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)。用于測試組件的水經(jīng)活性炭、精密過濾器、一級或雙級反滲透處理，TDS = ～ ppm。測試電壓和流量按下表各組件范圍中間值。給水要求以下是保證EDI正常運行的最低條件，為了使系統(tǒng)運行結(jié)果更佳，系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)提高。l 給水：通常為一級反滲透+軟化或二級反滲透來水，一般電導(dǎo)率為140μS/cm。進水的電導(dǎo)率值是參考性指標(biāo)，還需要詳細的水質(zhì)報告。l TEA（總可交換陰離子）：小于25ppm，以CaCO3 計。由于進水中所含的 CO2 會轉(zhuǎn)化成HCO3 或 CO32，因此TEA（總可交換陰離子）中應(yīng)包括CO2 的量。l TEC（總可交換陽離子）：小于25ppm，以CaCO3 計。l pH ：～（最佳電阻率性能對應(yīng)的pH范圍為 ～，但是，在此pH條件下，硬度不能太高）。l 溫度： 535176。C。l 進水壓力：最大為4bar（60psi）。注意：組件壓力損失取決于流量。l 出水壓力：濃水和極水的出口壓力必須低于產(chǎn)品水的出口壓力。l 硬度（以CaCO3計）： ppm，取決于回收率高低。注意：EDI工藝需要限定進水硬度以免結(jié)垢。在進水硬度 ppm時EDI系統(tǒng)最高的回收率是 95%；而當(dāng)進水硬度 ppm時濃水中需要加鹽，而且需要定期清洗。ppm時必須事先得到易蒂艾公司的書面確認(rèn)，否則EDI的質(zhì)量保證無效。若在超過允許的最大回收率下運行EDI模塊，會造成結(jié)垢和不可修復(fù)的損壞。l 有機物（TOC）： ppm。l 氧化劑： ppm， ppm。l 變價金屬： ppm， ppm 。l H2S ： ppm。l 二氧化硅 ： ppm。l SDI 15min：。l 色度: 小于5 APHA 。組件的清洗及維護l 在運行中，如果將較差的給水引進組件，或者電源不足，就會增加維修工作量。l 給水中主要引起結(jié)垢的是TOC、硬度和鐵。l 給水硬度較高將引起離子交換膜濃水側(cè)結(jié)垢，而使純水水質(zhì)降低。給水硬度、溶解的CO2和高pH會加速結(jié)垢。可以用適當(dāng)?shù)乃崛芤呵逑次酃?。清洗過程請參考附錄。l 給水中的有機物污染，會在離子交換樹脂和離子交換膜表面形成薄膜，因而將嚴(yán)重影響離子遷移速率，因此影響純水水質(zhì)。當(dāng)發(fā)生此現(xiàn)象時，純水室需用適當(dāng)?shù)那逑磩┣逑础Ｓ袡C物清洗過程請參考附錄。l 如果EDI組件在無電或給電不足的情況下運行，混床內(nèi)離子處于離子飽和狀態(tài)，純水的純度會降低。為了再生離子交換樹脂，將水流通過組件，并慢慢增加電源供應(yīng)電壓，使被吸附的離子遷移出系統(tǒng)。樹脂再生時，組件將通過比正常運行更多的電流。l 警告：如果電源沒有過電流保護，注意不要超過電源的供電容量。l 電極連接器應(yīng)該定期檢查，以防由周圍條件引起腐蝕或松弛，以免增加電阻，阻礙電流渡過，導(dǎo)致純水水質(zhì)下降。l 一段時間后，需重新設(shè)置螺冒松緊度。螺冒太緊將導(dǎo)致膜堆的變形，太松將導(dǎo)致內(nèi)、外部泄漏。最大的扭力為25ftlbs，旋轉(zhuǎn)螺母應(yīng)參考附錄。l 如果組件外部需要清洗，請僅使用溫和的清潔劑水溶液，不可使用溶劑。為了防止觸電，在清洗之前，要確定電源已斷開。清洗時還要注意以下幾點：禁止使用丙酮或其他的溶劑。當(dāng)電源開啟時禁用水。擦洗時使用潮濕的布，可浸少量清潔劑。保護安全標(biāo)簽。第二章 純化水裝置一、純化水的工藝流程本純化水處理系統(tǒng)主要工藝流程如下：原水箱原水泵列管式換熱器多介質(zhì)過濾器活性炭過濾器軟化器（一用一備）5微米精密過濾器高壓泵一級反滲透裝置中間水箱二級反滲透裝置增壓泵EDI裝置純化水儲罐純水泵列管式換熱器紫外線殺菌用水點回到純化水儲罐整套系統(tǒng)采用觸摸屏+PLC+以太網(wǎng)遠程監(jiān)控，可以自動/手動運行，活性炭過濾器的巴氏消毒、RO膜化學(xué)清洗、供水管網(wǎng)的巴氏消毒需手動進行，RO和EDI自動進行膜沖洗。二、 預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理的作用是對原水進行初級處理，去除水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)，并保證本水處理系統(tǒng)中主要的除鹽凈化設(shè)備反滲透和EDI裝置的穩(wěn)定運行。根據(jù)原水水質(zhì)的特點,預(yù)處理主要采用了原水箱、原水泵、列管換熱器、多介過濾器、活性炭過濾器、樹脂軟化器、保安過濾器等。 原水箱和原水泵采用原水箱和原水泵為預(yù)處理提供穩(wěn)定工作流量及工作動力，原水泵采用一備一用的方式。在過濾器的運行過程中,濾料表面會粘附越來越多的雜質(zhì),甚至造成濾料結(jié)成泥球,過濾器須定期反沖洗，恢復(fù)過濾器之功能。為了充分松動濾料層、將濾料表面粘附的雜質(zhì)或泥球排出，本設(shè)計中采用高強度反沖洗，以去除粘附的大量雜質(zhì)。原水泵使用前應(yīng)先放氣；在電源線變化時，應(yīng)重新檢查正反轉(zhuǎn)。原水箱容積為3000L，材質(zhì)為304不銹鋼，原水泵：流量6m3/h,揚程35m，過流材質(zhì)為304不銹鋼。 列管式換熱器列管式換熱器的目的一是給原水加熱，以提高反滲透（RO）的產(chǎn)水率，二是作為后續(xù)活性炭過濾器進行巴氏消毒時提供熱源。給原水加熱是自動進行的，在溫度控制器版面上設(shè)定加熱溫度，通過氣動角閥自動控制蒸汽流量，達到控制原水溫度的目的。正常工作時溫度控制在25℃,巴氏消毒時設(shè)定在65℃，巴氏消毒結(jié)束后將溫度調(diào)回到25℃。列管式換熱器：材質(zhì)304不銹鋼， 多介質(zhì)過濾器其作用是去除水中的懸浮物、膠體，降低原水濁度，過濾設(shè)備采用多介質(zhì)過濾器，通過在過濾器內(nèi)填充不同密度不同粒徑的過濾介質(zhì)，密度從小到大而粒徑從大到小排列，截污能力沿程漸增，從而實現(xiàn)了整層濾料截污能力