反滲透處理技術(shù)

 1、 滲透基本原理  當(dāng)純水和鹽水被理想半透膜隔開(kāi)，理想半透膜只允許水通過(guò)而阻止鹽通過(guò)，此時(shí)膜純水側(cè)的水會(huì)自發(fā)地通過(guò)半透膜流入鹽水一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲透，若在膜的鹽水側(cè)施加壓力，那么水的自發(fā)流動(dòng)將受到抑制而減慢，當(dāng)施加的壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，水通過(guò)膜的凈流量等于零，這個(gè)壓力稱為滲透壓力，當(dāng)施加在膜鹽水側(cè)的壓力大于滲透壓力時(shí)，水的流向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，此時(shí)，鹽水中的水將流入純水側(cè)，上述現(xiàn)象就是水的反滲透（RO）處理的基本原理。 

2、反滲透簡(jiǎn)介   RO（Reverse Osmosis）反滲透技術(shù)是利用壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，源于美國(guó)二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，目前已廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。     RO反滲透膜（材質(zhì)為芳香族聚酰胺復(fù)合材料）孔徑小至納米級(jí)（1納米=10-9米），在一定的壓力下，H2O分子可以通過(guò)RO膜，而源水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無(wú)法通過(guò)RO膜，從而使可以透過(guò)的純水和無(wú)法透過(guò)的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)。     RO膜過(guò)濾后的純水電導(dǎo)率 ≤5 μs/cm, 符合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室三級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)。再經(jīng)過(guò)原子級(jí)離子交換柱循環(huán)過(guò)濾，出水電阻率可以達(dá)到18.2M .cm，超過(guò)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)（GB682—92）。

3、滲透預(yù)處理目的及考慮因素  使用反滲透系統(tǒng)時(shí)，尤其應(yīng)注意原水預(yù)處理。為了避免堵塞反滲透系統(tǒng)，原水應(yīng)經(jīng)預(yù)處理以消除水中的懸浮物，降低水的濁度；此外，還應(yīng)進(jìn)行殺菌以防微生物的孽生長(zhǎng)大。由于反滲透對(duì)原水中的懸浮物的要求很高，所以常用一種水質(zhì)對(duì)受懸浮物污染情況的污染指數(shù)來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。此法實(shí)質(zhì)上是測(cè)定反滲透系統(tǒng)受水中懸浮物的污堵的情況。進(jìn)入反滲透系統(tǒng)水的污染指數(shù)以不大于5為宜，建議值一般小于3。預(yù)處理時(shí)還應(yīng)該考慮到進(jìn)水的pH值。各種半透膜都有其*適宜的運(yùn)行pH值，故需按反滲透膜的要求，調(diào)節(jié)進(jìn)水的pH值。預(yù)處理時(shí)還應(yīng)該考慮到進(jìn)水的溫度。膜的透水量是隨水溫的增高而增大的，但溫度過(guò)高會(huì)加快醋酸纖維素膜的水解速度，且使有機(jī)膜變軟，易于壓實(shí)。所以，對(duì)于有機(jī)膜來(lái)說(shuō)，通常將溫度控制在約20—40℃范圍內(nèi)為宜，復(fù)合膜溫度控制在約5—45℃范圍內(nèi)

4、滅菌的必要性  在水處理工藝中，活性碳過(guò)濾器用于對(duì)有機(jī)物的吸附和對(duì)過(guò)量氯（余氯）的吸附去除，對(duì)前者去除能力較差，通常為50%，對(duì)后者則很強(qiáng)，可以完全脫除余氯，這是由于在對(duì)余氯吸附的同時(shí)，還有自身被氯化的作用。活性碳吸附水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以成為細(xì)菌微生物的溫床，微生物對(duì)水的阻力影響較大，因此，應(yīng)定期進(jìn)行反洗處理。如果反洗不能奏效時(shí)，應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。實(shí)際上，按照進(jìn)水濁度安排合理的反沖洗制度更具有實(shí)際意義，由于微生物膜與微生物黏泥難于清凈，采取空氣擦洗是必要的。

5、預(yù)處理中滅菌應(yīng)怎樣做 水的常規(guī)滅菌處理為投藥與紫外線滅菌。例如目前廣泛作為飲料水的純凈水就是經(jīng)反滲透脫鹽后，再經(jīng)紫外線殺菌處理的。小容量用水（小于10t/h），可以使用二氧化氯或臭氧殺菌。工業(yè)上生產(chǎn)中則以氯氣或次氯酸鈉為多見(jiàn)，也可使用二氧化氯或臭氧。外購(gòu)的氯氣用鋼瓶貯存，用加氯機(jī)投加，電解食鹽（或海水）得到的是次氯酸鈉，無(wú)需專用投加設(shè)備，即可送入被處理水中。  臭氧用凈化過(guò)的空氣經(jīng)高壓放電裝置制取，目前有中小型臭氧發(fā)生器用于小區(qū)供水或中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的滅菌，同樣適用于反滲透裝置的滅菌處理，多余的臭氧同樣可以用活性碳吸收處理。二氧化氯可由氯酸鈉制取，在飲用水處理和工業(yè)冷卻水處理中使用的也很多。氯酸鈉有爆炸危險(xiǎn)，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。  在反滲透水處理工藝中，除了運(yùn)轉(zhuǎn)中的殺菌之外，還有設(shè)備停用中的殺菌問(wèn)題。通常在停機(jī)48h以內(nèi)可用原水沖洗，超過(guò)48h可用1.5%亞硫酸氫鈉液保存，達(dá)到2周應(yīng)使用甲醛消毒液殺菌或廠家提供的消毒液滅菌。萬(wàn)萬(wàn)不可用市售的84消毒液對(duì)膜元件殺菌！

6、如何減少故障和降低反滲透清洗頻率  減少故障和降低反滲透清洗頻率，應(yīng)該采取以下措施。  a) 在取得水質(zhì)全分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)反滲透系統(tǒng)； b) 在進(jìn)行設(shè)計(jì)前確定RO進(jìn)水SDI值；  c) 如果進(jìn)水水質(zhì)變化，需要作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整；      d) 必須保證足夠的預(yù)處理；  e) 選擇正確的膜元件，醋酸纖維素膜或者低污染膜元件對(duì)于處理比較復(fù)雜的地表水或污水可能更為適用；  f) 選擇比較保守的水通量； g) 選擇合理的水回收率；  h) 設(shè)計(jì)足夠的橫向流速及濃水流速； i) 對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

7、膜元件長(zhǎng)期停用保護(hù)措施如何  長(zhǎng)期停用保護(hù)方法適用于停止使用30天以上，膜元件仍安裝在壓力容器中的反滲透系統(tǒng)中，保護(hù)措施的具體步驟如下：  a) 清洗系統(tǒng)中的膜元件； b) 用反滲透產(chǎn)出水配制殺菌液，并用殺菌液沖洗反滲透系統(tǒng)。殺菌劑的選用及殺菌液的配制方法可參見(jiàn)膜公司相應(yīng)技術(shù)文件或與膜公司當(dāng)?shù)卮�表處�?lián)系以獲取有關(guān)技術(shù)建議；  c) 用殺菌液充滿反滲透系統(tǒng)后，關(guān)閉相關(guān)閥門(mén)使殺菌液保留于系統(tǒng)中，此時(shí)應(yīng)確認(rèn)系統(tǒng)完全充滿；  d) 如果系統(tǒng)溫度低于27℃，應(yīng)每隔30天用新的殺菌液進(jìn)行前兩個(gè)步驟，如果系統(tǒng)溫度高于27℃，則應(yīng)每隔15天更換一次保護(hù)液（殺菌液）；  e) 在反滲透系統(tǒng)重新投入使用前，用低壓給水沖洗系統(tǒng)1h，然后再用高壓給水沖洗系統(tǒng)5—10min，無(wú)論低壓沖洗還是高壓沖洗時(shí)，系統(tǒng)的產(chǎn)水排放閥均應(yīng)全部打開(kāi)。在恢復(fù)系統(tǒng)至正常操作前，應(yīng)檢查并確認(rèn)產(chǎn)品水中不含有任何殺菌劑。

 8、膜元件長(zhǎng)期停用保護(hù)措施如何  芳香族聚酰胺反滲透復(fù)合膜元件在任何情況下都不應(yīng)該與含有殘余氯的水接觸，否則將給膜元件造成無(wú)法修復(fù)的損傷。在對(duì)RO設(shè)備及管路進(jìn)行殺菌、化學(xué)清洗或或封入保護(hù)液時(shí)應(yīng)*保證配制藥液的水中不含任何殘余氯。如果無(wú)法確定是否有殘留氯存在，應(yīng)進(jìn)行化學(xué)測(cè)定。在有殘留氯存在時(shí)，應(yīng)使用亞硫酸氫鈉還原殘余氯，并保持足夠的接觸時(shí)間以保證還原完全。  短期保存方法適用于那些停止運(yùn)行5—30天的反滲透系統(tǒng)。此時(shí)反滲透膜元件仍安裝在RO系統(tǒng)的壓力容器內(nèi)。保存操作的具體步驟如下：  （1） 用給水沖洗反滲透系統(tǒng)，同時(shí)注意將氣體從系統(tǒng)中完全排除； （2） 將壓力容器及相關(guān)管路充滿水后，關(guān)閉閥門(mén)，防止氣體進(jìn)入系統(tǒng)；  （3） 每隔5天按上述方法沖洗一次。 O型圈破壞對(duì)膜的影響：  如果反滲透或納濾系統(tǒng)中某一系列或某一支壓力外殼的產(chǎn)水，出現(xiàn)含鹽量(電導(dǎo)率)異常升高，這就明顯地說(shuō)明，“O”形圈有滲漏或該處的元件有故障。確定故障的關(guān)鍵在于所設(shè)計(jì)的膜系統(tǒng)應(yīng)能夠方便診斷和鑒別出任何性能有異常     的膜元件或系統(tǒng)部件：每支壓力容器應(yīng)設(shè)置取樣口，裝置產(chǎn)水應(yīng)分段以便于從出現(xiàn)問(wèn)題的總產(chǎn)水中，追蹤到有問(wèn)題的壓力容器，而每支壓力容器又應(yīng)允許從產(chǎn)水管內(nèi)插入取樣管探測(cè)產(chǎn)水電導(dǎo)率，以確定故障具體位置。“O形圈泄漏是*常見(jiàn)的水質(zhì)下降的原因，但是如果已經(jīng)辯別出某支元件有故障時(shí)，我們建議將它解剖開(kāi)來(lái)，以確定問(wèn)題所在，陶氏化學(xué)也提供各種膜故障分析的收費(fèi)服務(wù)。

 9.、多介質(zhì)過(guò)濾器的濾料選擇應(yīng)注意什么  多介質(zhì)過(guò)濾器（含雙濾料過(guò)濾器）的過(guò)濾材料應(yīng)有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，各介質(zhì)的相對(duì)密度和粒徑應(yīng)有一定差別，由無(wú)煙煤與石英砂組成的雙層濾料過(guò)濾器所用的無(wú)煙煤相對(duì)密度為1.4—1.6，粒徑為0.8—1.8mm，石英砂相對(duì)密度為2.6—2.65，粒徑為0.5—1.2mm；3層濾料過(guò)濾器除了以上兩種濾料外還可以用錳砂、磁鐵礦之類的重質(zhì)礦石，其相對(duì)密度為4.7—5.0，粒徑為0.5—4mm。  應(yīng)該注意的是，多介質(zhì)過(guò)濾器雖然有一定的簡(jiǎn)化預(yù)處理系統(tǒng)作用，但是不能以一種過(guò)濾器代替必須設(shè)置的其他濾器，這主要取決于原水情況。如果使用自來(lái)水作原水，通�？梢悦獬�過(guò)濾器，直接配置活性炭過(guò)濾器即可；如果使用深井水作原水，深井水的鐵、錳等變價(jià)離子含量很低，使用多介質(zhì)過(guò)濾器即可；如果使用河床淺井水則還應(yīng)布置細(xì)紗過(guò)濾器作前置過(guò)濾；如果使用地表水做原水，則混凝和多級(jí)過(guò)濾都是必要的。

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