水廠反滲透系統(tǒng)設(shè)計到的問題介紹(圖文)
小編李德鑫給您詳細(xì)的介紹水廠反滲透系統(tǒng)設(shè)計到的問題，幫助廣大用戶朋友更好的了解。
我們公司的反滲透設(shè)備有以下特點(diǎn)：
第一，廠家直銷，價格實(shí)惠;
第二，專業(yè)定制，質(zhì)量保障;
第三，設(shè)計師團(tuán)隊，制定專業(yè)的方案;
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據(jù)小編了解，反滲透(RO)已逐漸成為對水質(zhì)進(jìn)行除鹽或預(yù)除鹽的主要技術(shù)，應(yīng)用范圍也非常廣泛。目前，工程師們是遵循各家膜商提供的簡要RO設(shè)計導(dǎo)則，同時憑著各自對水凈化知識的理解和工程經(jīng)驗(yàn)，來完成RO設(shè)計任務(wù)的，其應(yīng)用結(jié)果難免不盡人意，那些性能優(yōu)良的RO膜時常承受著突變的水質(zhì)和不完善系統(tǒng)的沖擊，致使膜使用壽命縮短。為了解決該問題，除了嚴(yán)格遵循膜的設(shè)計導(dǎo)則以外，還應(yīng)正確地對RO系統(tǒng)和裝置進(jìn)行設(shè)計。
第一，系統(tǒng)匹配
RO系統(tǒng)主要由預(yù)處理和RO裝置這兩部分組成。為了滿足用水量需求，同時考慮RO的產(chǎn)水特性，通常將RO裝置設(shè)計成2套或2套以上。但是，這些裝置系統(tǒng)匹配的合理性，將是在方案設(shè)計階段時就需要確立的。有關(guān)確立的原則應(yīng)遵照以下內(nèi)容：
1， 2套RO裝置，單套產(chǎn)水能力小于50m3/h，其預(yù)處理裝置中各級設(shè)備應(yīng)采用母管制，而微孔過濾器、RO高壓泵和RO裝置無論何時均應(yīng)采用單元制，其中應(yīng)特別注意RO裝置產(chǎn)水必須分別接入調(diào)節(jié)水箱等。在預(yù)處理裝置中，母管制的過濾器工作流速應(yīng)按有關(guān)規(guī)定確定，單臺過濾器面積不宜過大;若過大，過濾器數(shù)量較少，當(dāng)其中一臺反沖洗時，其余過濾器的濾速將會變化較大，會直接影響出水水質(zhì)，從而影響后續(xù)設(shè)備的運(yùn)行性能;但同時也應(yīng)注意過多地設(shè)置過濾器，會增加系統(tǒng)造價，因此就此情況，過濾器臺數(shù)應(yīng)控制在3~4臺為宜。
2， 2套RO裝置，單套產(chǎn)水能力在50~100m3/h或以上，其預(yù)處理裝置中的各級設(shè)備可采用母管制或單元制，其單套產(chǎn)水能力接近50~60m3/h宜采用母管制，而產(chǎn)水能力接近90~100m3/h，應(yīng)采用單元制，即每套RO裝置均應(yīng)有獨(dú)立的預(yù)處理裝置，但其獨(dú)立的預(yù)處理裝置中各級設(shè)備又應(yīng)是母管制。
3， 3套RO裝置或以上，其預(yù)處理裝置中的各級設(shè)備，應(yīng)根據(jù)RO裝置實(shí)際產(chǎn)水量靈活地采用母管制或單元制進(jìn)行系統(tǒng)匹配設(shè)計。譬如原水為二級凈化地表水，要求RO裝置總產(chǎn)水量為4×75m3/h，回收率75%，除鹽率大于97%，系統(tǒng)主要組成10臺Φ3000細(xì)砂過濾器，10臺Φ3000活性炭過濾器，4臺Φ1200微過濾器，4臺高壓泵，4臺RO裝置，其系統(tǒng)匹配設(shè)計為2個單元制預(yù)處理，4個單元制RO裝置，每個單元制預(yù)處理裝置負(fù)擔(dān)二個單元制RO裝置，其中每個單元制預(yù)處理裝置包括5臺細(xì)砂過濾器，5臺活性炭過濾器和2臺微孔過濾器，這種單元制與母管制相結(jié)合的系統(tǒng)匹配，使系統(tǒng)具有運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好、管理維護(hù)方便和投資低等優(yōu)點(diǎn)。
第二， 過濾流量平衡
1，經(jīng)過常規(guī)凈化的地表水或地下水，通常仍不能滿足RO裝置的進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)，因此系統(tǒng)還需要設(shè)置預(yù)處理裝置，它一般包括細(xì)砂過濾器或活性炭過濾器等。由于非間歇運(yùn)行的RO系統(tǒng)的過濾器數(shù)量均在2臺以上，系統(tǒng)匹配為母管制，致使同級的過濾器的濾層壓差(ΔP)始終相同，但是由于各過濾器的反沖洗是逐個間斷進(jìn)行的，使各濾層的清潔程度不同，從而也使過濾器產(chǎn)水流量不同，尤其是在其中一臺反沖洗結(jié)束后，投入運(yùn)行的初期階段，這種流量差別將非常明顯。在實(shí)際工程應(yīng)用中，母管系統(tǒng)的壓差(ΔP)在20~60KPa范圍，新投入運(yùn)行的過濾器的產(chǎn)水量是其它過濾器的2~4倍，這使得出水水質(zhì)變化極大。另外，從某些制定的RO系統(tǒng)運(yùn)行操作規(guī)則中，常可以看到這一規(guī)定，過濾器需要反沖洗的條件為濾層壓差增加或根據(jù)運(yùn)行時間或產(chǎn)水水質(zhì)降低，但在實(shí)際運(yùn)行中，多數(shù)是依靠運(yùn)行時間或(和)壓差，來確定過濾器的反沖洗。
那么，如何準(zhǔn)確地確認(rèn)需要反沖洗的過濾器，并且解決好流量過大問題?其有效措施應(yīng)在每臺同級過濾器的進(jìn)水管上設(shè)置流量監(jiān)視器或流量計，來確認(rèn)需要反沖洗的過濾器，同時，借助閥門來調(diào)節(jié)新投入的過濾器的產(chǎn)水流量，使其平衡。
第三， 預(yù)加熱
1，RO裝置產(chǎn)水量與進(jìn)水溫度有很大關(guān)系。溫度增高，RO裝置產(chǎn)水量增大，根據(jù)膜商所提供的復(fù)合膜的產(chǎn)水量與水溫的關(guān)系，水溫每改變1℃，產(chǎn)水量約改變3%。就國內(nèi)北方地區(qū)，冬季地表水溫度常低于10℃，若RO裝置運(yùn)行設(shè)計溫度為25℃，那么如此低的水溫度將使RO裝置的產(chǎn)水量銳減。解決這一問題，特別是大中型裝置，常常采用對原水進(jìn)行加熱，其方式為管道式蒸汽直接加熱法或快速間接加熱法。第一種方法，其噪聲和振動特別大，且加熱的穩(wěn)定性極易受進(jìn)水量和蒸汽量大小的影響。從實(shí)際的情況來看，原設(shè)計的此設(shè)施已基本上被廢棄。第二種方法，其占地面積相對較大，設(shè)備投資也較高。
2，就大中型裝置系統(tǒng)而言，此系統(tǒng)常設(shè)有原水箱或清水箱，其材質(zhì)多為鋼筋混凝土或外設(shè)保溫層碳鋼結(jié)構(gòu)，絕熱性能良好，因此對原水進(jìn)行加熱，可采用在原水箱或清水箱內(nèi)設(shè)置穿孔管，利用蒸氣直接對原水進(jìn)行加熱，管上開孔按熱水箱蒸氣加熱方式設(shè)計，蒸氣進(jìn)量可通過機(jī)械自動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
第四，過濾器反沖洗
1，過濾器工作一個周期后，需要進(jìn)行反沖洗，其方式可采用水沖洗或氣水沖洗，氣水沖洗較適用于接觸過濾工藝。無論何種沖洗，均應(yīng)設(shè)有反沖洗水源和氣源以及相應(yīng)設(shè)施。沖洗管道系統(tǒng)應(yīng)按相關(guān)規(guī)定設(shè)計，值得注意的是，過濾器內(nèi)的沖洗排水管，應(yīng)設(shè)計為倒喇叭口，它不僅在制水過程中，起均勻布水作用，同時在反沖洗起始或終結(jié)時，很容易將過濾器內(nèi)的水面漂洗物順利排掉;而在反沖過程中，隨時減少反沖洗流量來加強(qiáng)沖洗效果，同樣也能達(dá)到上述目的。在采用氣水沖洗方式時，更應(yīng)采用這種設(shè)計方法，以突出氣水沖洗的效果。從應(yīng)用的工程實(shí)例來看，往往忽視了這一點(diǎn)。
2，單用水沖洗簡單易行，是現(xiàn)在常用方式。但是，隨著水資源日益緊張，節(jié)約用水已成為迫切需要。RO裝置排放的濃水除含鹽量較高外，其濁度和色度均較低，該濃水可用作反沖洗過濾器和沖洗車間等用水�？梢杂嬎愠鲞@一措施有良好的經(jīng)濟(jì)效益。這里應(yīng)注意，在反沖洗過程結(jié)束時，為了保證不將濃水帶入到后續(xù)設(shè)備，應(yīng)將過濾器內(nèi)的反沖洗水放空后，再進(jìn)原水，進(jìn)行正沖洗，此正沖洗方式應(yīng)與非濃水反沖洗的正洗相同。
第五，加藥
1，為凈化原水水質(zhì)，使其符合RO進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)，防止RO膜結(jié)垢和微生物污染，以及防止RO膜被氧化。需要在此系統(tǒng)中的不同位置投加有關(guān)藥劑。
關(guān)于地表水RO系統(tǒng)，其進(jìn)水常常是經(jīng)過常規(guī)凈化處理的，若進(jìn)水為原地表水，則需要進(jìn)一步處理。若進(jìn)水濁度仍然較高，需要采用接觸過濾技術(shù)，來進(jìn)一步降低進(jìn)水的濁度和色度，混凝劑的投加點(diǎn)應(yīng)與砂過濾器間隔一定距離，若系統(tǒng)設(shè)有原水泵或清水泵，須將投加點(diǎn)設(shè)在原水泵吸水管處。關(guān)于地下水RO系統(tǒng)，其進(jìn)水一般經(jīng)細(xì)砂過濾處理后即可。
2，為了防止水中細(xì)菌繁殖，應(yīng)持續(xù)和非持續(xù)性地向地表水和地下水中投加消毒劑，該消毒劑一般為氯制劑，其投加點(diǎn)應(yīng)設(shè)在原水箱或清水箱的進(jìn)水管處，同時為了防止RO膜被氯氧化，又應(yīng)向RO系統(tǒng)中投加還原劑，如Na2SO3、NaHSO3或Na2S2O3等，其投加點(diǎn)須設(shè)置在微孔過濾器與高壓泵之間。另外，采用活性炭過濾器脫氯或去除有機(jī)物時，該過濾器出水中常會含有大量細(xì)菌，因此應(yīng)補(bǔ)加消毒劑，同時按上述方法補(bǔ)加還原劑。為防止RO裝置結(jié)垢，應(yīng)向水中投加設(shè)定的阻垢劑，該投加點(diǎn)應(yīng)設(shè)在微孔過濾器進(jìn)水管處，與RO裝置距離應(yīng)盡量縮短。
3，無論是地表水還是地下水，SDI測定值的大小不僅是對RO裝置進(jìn)水水質(zhì)的綜合控制評價指標(biāo)，而且也能憑該小膜片，簡單直觀地斷定RO系統(tǒng)的預(yù)處理裝置的運(yùn)行情況，其大致斷定方法為：膜片呈黃色或淺黃色，輕擦拭不掉，可被稀酸(HCl)洗掉，說明混凝劑投加量過大，應(yīng)調(diào)整其投加量;膜片呈淺黃色或土質(zhì)色，可以輕擦拭掉，說明混凝劑投加量過小，應(yīng)增設(shè)混凝劑投加;膜片呈灰色或黑色，可以輕擦拭掉，說明水中含有大量細(xì)菌體，應(yīng)加強(qiáng)滅菌措施;膜片呈淺水草色，輕擦拭掉，說明水中已含有藻類，應(yīng)加強(qiáng)滅藻措施。符合要求的SDI值，其膜片應(yīng)該是本色。
第四，微孔過濾器
1，微孔過濾器設(shè)置的作用為：1)去除水中微量懸浮物;2)去除預(yù)處理裝置中已破碎的極少量濾料顆粒，保護(hù)高轉(zhuǎn)速的高壓泵和膜元件。對于卷式復(fù)合膜大中型RO裝置系統(tǒng)，微孔過濾器精度通常為5μm，SDI值測定點(diǎn)設(shè)在該過濾器的進(jìn)水管處。
2，常用的濾芯類型有聚丙烯線繞蜂房式管狀濾芯(Φ65×250)和褶頁式(Φ70×254)，所建議的單只蜂房濾芯出力為0.5m3/h，使用壓差<50KPa，但是在實(shí)際設(shè)計中，可以提高其出力30%~40%，設(shè)計濾芯數(shù)量會少些。及時地將濾芯更新，有利于RO裝置運(yùn)行，濾芯數(shù)量較少，濾芯壓差較大，濾芯上截污有可能穿透，這種現(xiàn)象同樣會出現(xiàn)在濾芯多的運(yùn)行后期，其結(jié)果將會更不利，因?yàn)樵撨^濾器一般不進(jìn)行反洗，濾芯長期集結(jié)污物，會發(fā)生生物作用，影響水質(zhì)。要解決換濾芯的操作工序，應(yīng)使用快裝過濾器。在大中型RO系統(tǒng)中，可將一臺大的過濾器改設(shè)為2~3臺小型快裝過濾器，同時，這種設(shè)計方式也可便于將其中的快裝過濾器共用于RO的清洗系統(tǒng)。
第六，工藝水泵
1，在RO系統(tǒng)中，動力設(shè)備是指工藝水泵。相對于那些過流設(shè)備來講，它應(yīng)該是設(shè)計選取的關(guān)鍵設(shè)備。這里就RO系統(tǒng)，工藝水泵的設(shè)計選取問題進(jìn)行討論。
2，原水泵或清水泵的選取。為了使RO裝置能長期平穩(wěn)正常地運(yùn)行，其流量應(yīng)按1.1~1.2Qf選取，Qf為設(shè)計值，1.1~1.2為安全系統(tǒng);其揚(yáng)程應(yīng)按后續(xù)設(shè)備管道損失和利用水頭來確定，運(yùn)行工況選取點(diǎn)，即流量和揚(yáng)程，應(yīng)落在高效段的上點(diǎn)，并且所選取的水泵在此段工作曲線應(yīng)較平緩，其目的是在后續(xù)設(shè)備(如過濾器等)進(jìn)行正洗或排污時，不致使壓力有較大波動而影響RO裝置的運(yùn)行，造成停機(jī)。在考慮噪聲影響時，應(yīng)選取低轉(zhuǎn)速水泵，管道流速應(yīng)按水凈化工藝有關(guān)規(guī)定選取。
3，反沖洗水泵的選取。其流量和揚(yáng)程，按相應(yīng)原則確定，沖洗進(jìn)水管流速可選取3.0m/s以上，以降低造價，但沖洗排水管應(yīng)有足夠的通水能力，管道流速應(yīng)小于1.5~2.0m/s，以利于過濾器的漂洗物排掉。
4，RO高壓泵的選取。其流量和揚(yáng)程應(yīng)按RO膜商提供的計算原則來確定，但這里應(yīng)注意，流量是RO系統(tǒng)設(shè)定值，而揚(yáng)程則是逐年增加的，且第一年與第五年所需揚(yáng)程相差較大(如300~500KPa)，同時該揚(yáng)程的設(shè)計值與水溫也有關(guān)系，在RO系統(tǒng)未設(shè)加熱系統(tǒng)時，為彌補(bǔ)水溫較低帶來的產(chǎn)水量降低，靠加壓來提高產(chǎn)水量，其揚(yáng)程變化差也較大(100~500KPa)，由Hf=Hp+SQ2f可得。Hp為達(dá)到設(shè)計水量的工作壓力，Qf為設(shè)計水量，S為管路阻抗(局部和沿程的阻抗總值)，Hf為水泵揚(yáng)程。選取高壓泵主要以Hf和Qf這兩個參數(shù)來確定。
第七，RO裝置
RO裝置是此系統(tǒng)中的主導(dǎo)設(shè)備，要熟悉掌握膜商所提供的有關(guān)膜類型的選取、膜元件的性能(透水量、回收率)和膜元件的組態(tài)，而且還要結(jié)合其規(guī)定，將所選定的膜元件設(shè)計為成組的RO裝置，以達(dá)到使用目的，同時還應(yīng)精心優(yōu)化該成組的RO裝置以及系統(tǒng)。這里就設(shè)計有關(guān)卷式復(fù)合膜成組RO裝置的一些問題評述如下。
1. 高壓配水管道。管徑應(yīng)合理選擇，以維持恰當(dāng)?shù)乃魉�，這里注意進(jìn)水干管和支管水流速度的選取，在大中型RO裝置中(≥50~100m3/h)，為了使配水均勻，其設(shè)計原則應(yīng)遵循中阻力配水設(shè)計原則，讓每只壓力容器的進(jìn)水壓力近似。產(chǎn)水支管和干管的水流速宜取較低值(≤1.0m/s)，盡量穩(wěn)定產(chǎn)水系統(tǒng)內(nèi)的水流狀態(tài)。若流速過高，在RO裝置停止時，產(chǎn)水系統(tǒng)會產(chǎn)生輕微水擊的現(xiàn)象，不利于RO膜的背壓的穩(wěn)定，破壞RO膜元件。
2. 排氣問題。膜商指出，在RO裝置啟動時，應(yīng)進(jìn)行低壓沖洗，其目的是排盡裝置內(nèi)積水和排出氣體，以利于RO裝置正常運(yùn)行。在實(shí)際工程中，積水易排，氣體難排，因此為了防止RO裝置內(nèi)的氣體的出現(xiàn)，應(yīng)將濃水排放管、低壓沖洗管、水管以及產(chǎn)水排放管等，垂直向上引出，高于RO裝置，同時為了排氣順利，應(yīng)將一段、二段或三段設(shè)置為從底部向上排列的方式，并且配水支管應(yīng)從每只壓力容器側(cè)向上面接入，這樣設(shè)計以利于迅速向上排氣。其它方式的設(shè)計均可能使RO裝置內(nèi)存有氣體，開機(jī)后，可以發(fā)現(xiàn)整個RO系統(tǒng)不僅噪聲大，而且管道振動也較大。除此之外，在RO系統(tǒng)停運(yùn)時進(jìn)行低壓沖洗，極有可能將RO裝置內(nèi)的水排空，若排放管設(shè)計位置不高于RO裝置，只是象征性的向上翻起，只能將RO裝置內(nèi)的水排放一部分，使其內(nèi)存有氣體。
3. 防止虹吸。部分應(yīng)用者曾不同程度地經(jīng)歷過成組RO裝置發(fā)生的虹吸現(xiàn)象，其結(jié)果是將該裝置內(nèi)的水排放掉，使RO膜處于無水狀態(tài)，或是在對此未了解的情況下開機(jī)，影響RO裝置的正常運(yùn)行。為了防止這種虹吸現(xiàn)象，應(yīng)按上述(2)的要求設(shè)計排放管，并且在高出RO裝置向下布置排放管時，在上部設(shè)置一套異徑漏斗，切斷虹吸系統(tǒng)，漏斗后的排放管管徑應(yīng)大于上級排放管1~2號。在產(chǎn)水管接入調(diào)節(jié)水箱時，若有必要，也應(yīng)按此要求設(shè)計。
4. 對于二段或三段成組RO裝置，其清洗配管以前均是分段設(shè)計的，但是根據(jù)多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對于凈化水的二段成組大中型RO裝置來說，可以不分段設(shè)計配管，這是因?yàn)樵谇逑碦O膜元件過程中，提高清洗效果，恢復(fù)膜性能，主要是依靠清洗藥液將膜面上的沉淀物溶解，以達(dá)到清洗目的，讓溶解的物質(zhì)與藥劑一起排出RO裝置，這與加大沖洗流量無多大關(guān)系。當(dāng)前多使用6只或4只裝膜元件外殼，排列為一級二段，若強(qiáng)調(diào)以沖洗方式將膜面上的污染物洗出，這只能將污染發(fā)生嚴(yán)重的第一根和第二根膜面上的污染物，沖塞在后幾根膜通道內(nèi)。一只外殼所裝置的多根膜元件的相互連接是節(jié)段性的，而一只8英寸外殼高速清洗流量為9.1m3/h，則膜與膜節(jié)段處流速不足0.1m/s，這使得沖出的沉淀物又會累集在此處，待開機(jī)后，其結(jié)果不言而喻。當(dāng)然單段單只裝膜元件外殼不存在此問題。
在一級三段成組RO裝置中，由于一段和三段的清洗流量相差較大，可將一、二段與三段清洗配管分段設(shè)計為宜。清洗管可選用襯膠、襯塑、ABS或UPVC管材，其ABS或UPVC管道與高壓管連接處所采用的閥門應(yīng)為非對夾蝶閥，若采用對夾蝶閥，低壓管(ABS或UPVC)應(yīng)采用調(diào)節(jié)段。若直接連接安裝，在RO裝置運(yùn)行中，會發(fā)生漏水現(xiàn)象，無法彌補(bǔ)。
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