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1、反滲透技術(shù)預(yù)處理 聯(lián)系方式 時(shí)間：2012-01-04 09:42:39來源：反滲透技術(shù)作者：長春水處理工程師 　　反滲透技術(shù)預(yù)處理 　　對原水進(jìn)行預(yù)處理的效果反映為TSS、TOC、COD、BOD、LSI 及鐵、錳、鋁、硅、鋇、鍶等污染物水質(zhì)指標(biāo)的絕對值降低，在上一章中有對于這些污染物水質(zhì)指標(biāo)的詳細(xì)描述。表征膜污染傾向的另外一個(gè)重要的水質(zhì)指標(biāo)是SDI。通過預(yù)處理，除了要將上述指標(biāo)降到反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)水要求的范圍內(nèi)，還有重要的一點(diǎn)是盡量降低 SDI，理想的 SDI(15 分鐘)值應(yīng)小于3。 　　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(jī)鹽、膠體和微生物、藻類等生物

2、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)金屬氧化物，酸堿等。在反滲透過程中，進(jìn)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(huì)沉積在膜上，堵塞進(jìn)水流道、增加摩擦阻力(壓力降)。難溶鹽在超過其飽和極限時(shí)，會(huì)從濃水中沉淀出來，在膜面上形成結(jié)垢，降低 RO 膜的通量，增加運(yùn)行壓力和壓力降，并導(dǎo)致產(chǎn)品水質(zhì)下降。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。需要在原水進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)之前進(jìn)行預(yù)處理，去除可能對反滲透膜造成污染的懸浮物、溶解性有機(jī)物和過量難溶鹽組分，降低膜污染傾向。對進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理的目的是改善進(jìn)水水質(zhì)，使 RO 膜獲

3、得可靠的運(yùn)行保證。 　　化學(xué)預(yù)處理為了改善反滲透系統(tǒng)的操作性能，在進(jìn)水中可以加入添加下列一些藥劑：酸、堿、殺菌劑、阻垢劑和分散劑。 　　1、加酸-防止結(jié)垢 　　在進(jìn)水中可以加入鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)來降低pH。硫酸價(jià)格便宜、不會(huì)發(fā)煙腐蝕周圍的金屬元器件，而且膜對硫酸根離子的脫除率較氯離子高，所以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業(yè)級硫酸即適宜于反滲透使用，商品硫酸有 20%和 93%兩種濃度規(guī)格。93%的硫酸也稱為 66 波美度硫酸。在稀釋 93%硫酸時(shí)一定要小心，在稀釋到 66%時(shí)發(fā)熱可將溶液的溫度提升到 138℃。一定要在攪拌下緩慢地將酸加入水中，以免水溶液局部發(fā)熱沸

4、騰。鹽酸主要在可能產(chǎn) 生硫酸鈣或硫酸鍶結(jié)垢時(shí)使用。使用硫酸會(huì)增加反滲透進(jìn)水中的硫酸根離子濃度，直接導(dǎo)致硫酸鈣結(jié)垢傾向增加。工業(yè)級的鹽酸(無添加劑)購買非常方便，商品鹽酸一般含量為 30-37%。降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結(jié)垢的傾向，即降低朗格里爾指數(shù)(LSI)。LSI是低鹽度苦咸水中碳酸鈣的飽和度，表示碳酸鈣結(jié)垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學(xué)中，LSI是確定是否會(huì)發(fā)生碳鈣結(jié)垢的是個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)LSI為負(fù)值時(shí)，水會(huì)腐蝕金屬管道，但不會(huì)形成碳酸鈣結(jié)垢。如果LSI為正值，水沒有腐蝕性，卻會(huì)發(fā)生碳酸鈣結(jié)垢。LSI由碳酸鈣飽和的pH減去水的實(shí)際pH。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小(水壺中

5、的水垢就是這樣形成的)，隨pH、鈣離子的濃度即堿度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進(jìn)水中注入酸液(一般是硫酸或鹽酸)即降低pH的方法來調(diào)低。推薦的反滲透濃水的LSI值為 0.2(表示濃度低于碳酸鈣飽和濃度 0.2 個(gè)pH單位)。還可以使用聚合物阻垢劑來防止碳酸鈣沉淀，一些阻垢劑供應(yīng)商聲稱其產(chǎn)品可以使反滲透濃水的LSI高達(dá)+2.5(比較保守的設(shè)計(jì)是LSI為+1.8)。 　　2、加堿-提高脫除率 　　在一級反滲透中加堿使用較少。在反滲透進(jìn)水中注入堿液用來提高 pH。一般使用的堿劑只有氫氧化鈉(NaOH)，購買方便，而且易溶于水。一般不含其他添加劑的工業(yè)級氫氧化鈉便可滿足需要。商品氫氧化鈉

6、有 100%的片堿，也有 20%和50%的液堿。在加堿調(diào)高 pH 時(shí)一定要注意，pH 升高會(huì)增加 LSI、降低碳酸鈣及鐵和錳的溶解度。最常見的加堿應(yīng)用是二級 RO 系統(tǒng)。在二級反滲透系統(tǒng)中，RO 產(chǎn)水供給二級 RO 作為原水。二級反滲透對一級反滲透產(chǎn)水進(jìn)行“拋光”處理，二級 RO 產(chǎn)水的水質(zhì)可達(dá)到 4 兆歐。在二級RO 進(jìn)水中加堿有4 個(gè)原因： 　　a、在 pH8.2 以上，二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳本身是一種氣體，會(huì)隨透過液自由進(jìn)入 RO 產(chǎn)水，對于下游的離子交換床拋光處理造成不當(dāng)?shù)呢?fù)荷。 　　b、某些 TOC 成分在高 pH 下更容易脫除。

7、　　c、二氧化硅的溶解度和脫除率在高 pH 下更高(特別是高于 9 時(shí))。 　　d、硼的脫除率在高 pH 下也較高(特別是高于9 時(shí))。 　　加堿應(yīng)用有一個(gè)特例，通常被叫做 HERO(高效反滲透系統(tǒng))過程，將進(jìn)水 pH 調(diào)到 9 或 10。一級反滲透用來處理苦咸水，苦咸水在高 pH 下會(huì)有污染問題(比如硬度、堿度、鐵、錳等)。預(yù)處理通常采用弱酸性陽離子樹脂系統(tǒng)和脫氣裝置來除去這些污染物。 　　3、脫氯藥劑-消除余氯 　　RO 及 NF 進(jìn)水中的游離氯要降到 0.05ppm 以下，才能達(dá)到聚酰胺復(fù)合膜的要求。除氯的預(yù)處理方法有兩種，粒狀活性炭吸附和使用還原性藥劑如亞硫酸鈉。在小系統(tǒng)(50

8、-100gpm)中一般采用活性碳過濾器，投資成本比較合理。推薦使用酸洗處理過的優(yōu)質(zhì)活性炭，去除硬度、金屬離子，細(xì)粉含量要非常低，否則會(huì)造成對膜的污染。新安裝的碳濾料一定要充分淋洗，直到碳粉被完全除去為止，一般要幾個(gè)小時(shí)甚至幾天。我們不能依靠 5μm 的保安過濾器來保護(hù)反滲透膜不受碳的污染。碳過濾器的好處是可以除去會(huì)造成膜污染的有機(jī)物，對于所有進(jìn)水的處理比添加藥劑更為可靠。但其缺點(diǎn)是碳會(huì)成為微生物的飼料，在碳過濾器中生細(xì)菌，其結(jié)果是造成反滲透膜的生物污染。 　　亞硫酸氫鈉(SBS)是較大型 RO 裝置選用的典型還原劑。將固體偏亞硫酸氫鈉溶解在水中配制成溶液，商品偏亞硫酸氫鈉的純度為 97.5-

9、99%，干燥儲(chǔ)存期個(gè)月。SBS 溶液在空氣中不穩(wěn)定，會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以推薦 2%的溶液的使用期為 3-7 天， 10%以下的溶液使用期為 7-14 天。從理論上講，1.47ppm 的SBS(或 0.70ppm 偏亞硫酸氫鈉)能夠還原 1.0ppm 的氯。設(shè)計(jì)時(shí)考慮到工業(yè)苦咸水系統(tǒng)的安全系數(shù)，設(shè)定 SBS 的添加量為每 1.0ppm 氯 1.8-3.0ppm。SBS 的注入口要在膜元件的上游，設(shè)置距離要保證在進(jìn)入膜元件有 29 秒的反應(yīng)時(shí)間。推薦使用適當(dāng)?shù)脑诰€攪拌裝置(靜態(tài)攪拌器)。 　　SBS 脫氯反應(yīng)： 　　Na2S2O5 (偏亞硫酸鈉)+ H2O =2 NaHSO3(亞硫酸氫鈉

10、) 　　NaHSO3 + HOCl =NaHSO4 (硫酸氫鈉)+ HCl (鹽酸) 　　NaHSO3 + Cl2 + H2O =NaHSO4 + 2 HCl 　　采用 SBS 脫氯的好處是在大系統(tǒng)中比碳過濾器的投資較少，反應(yīng)副產(chǎn)物及殘余SBS 易于被 RO 脫除。SBS 脫氯的缺點(diǎn)是需要人工混合小體積的藥劑，在脫氯系統(tǒng)沒有設(shè)計(jì)足夠的監(jiān)測控制儀器時(shí)增加了氯對膜的威脅，而且在少數(shù)情況下進(jìn)水中存在硫還原菌(SBR)，亞硫酸會(huì)成為細(xì)菌營養(yǎng)幫助細(xì)菌的繁殖。SBR 通常在淺層井水厭氧環(huán)境下有發(fā)現(xiàn)，硫化氫(H2S)作為 SBR 的代謝產(chǎn)物會(huì)同時(shí)存在。 　　脫氯過程的監(jiān)測可采用游離氯監(jiān)測儀，用以監(jiān)測

11、殘余亞硫酸根的濃度，還可以采用 ORP 監(jiān)測儀。推薦的方法是監(jiān)測殘余亞硫酸根的濃度，以保證有足夠的亞硫酸根來還原氯。大多數(shù)商業(yè)化氯監(jiān)測儀的撿出濃度為 0.1ppm，這個(gè)值是 CPA 膜的余氯上限。直接利用 ORP 監(jiān)測儀監(jiān)控亞硫酸根濃度的方法不夠可靠，這種測定水中氧化還原電位的儀器的基線變化難以預(yù)測。 　　CPA 膜的耐氯能力大概在 1000-2000ppm 小時(shí)(透鹽率增加一倍)，1000ppm 小時(shí)等于在 0.038ppm 余氯下運(yùn)行3 年。需要注意的是，在一些情況下發(fā)現(xiàn)耐氯能力會(huì)因溫度升高(90 華氏度以上)、pH(7 以上)升高和過渡金屬存在(比如鐵、錳、鋅、銅、鋁等)而大大下降。C

12、PA 膜的耐氯胺能力約為 50,000-200,000ppm小時(shí)(發(fā)生透鹽率明顯增加)，這個(gè)值相當(dāng)于在 RO 進(jìn)水中含有1.9-7.6ppm 的氯胺，膜可以運(yùn)行3 年。同樣，在溫度升高、pH 降低和過渡金屬存在時(shí)，膜的耐氯胺能力會(huì)變化。 　　在加州的一個(gè)三級廢水處理裝置上發(fā)現(xiàn)，在氯胺濃度6-8ppm 進(jìn)水條件下，膜的脫鹽率在2-3年內(nèi)從98%降到了96%。設(shè)計(jì)者要注意在氯胺化之后進(jìn)行脫氯還是必要的。氯胺是混合氯和氨的產(chǎn)物，游離氯對膜的降解作用要比氯胺強(qiáng)得多，如果氨量欠缺時(shí)會(huì)有游離氯存在。因此，使用過量的氨是非常關(guān)鍵的，系統(tǒng)監(jiān)測要確保這一點(diǎn)。 　　4、阻垢劑和分散劑 　　許多阻垢劑生產(chǎn)廠商

13、可提供各種用于反滲透和納濾系統(tǒng)性能改善的阻垢劑和分散劑。阻垢劑是一系列用于阻止結(jié)晶礦物鹽的沉淀和結(jié)垢形成的化學(xué)藥劑。大多數(shù)阻垢劑是一些專用有機(jī)合成聚合物(比如聚丙烯酸、羧酸、聚馬來酸、有機(jī)金屬磷酸鹽、聚膦酸鹽、膦酸鹽、陰離子聚合物等)，這些聚合物的分子量在2000-10000 道爾頓不等。反滲透系統(tǒng)阻垢劑技術(shù)由冷卻循環(huán)水和鍋爐用水化學(xué)演變而來。對為數(shù)眾多各式各樣的阻垢劑，在不同的應(yīng)用場合和所采用的有機(jī)化合物所取得的效果和效率差別很大。 　　采用聚丙烯酸類阻垢劑時(shí)要特別小心，在鐵含量較高時(shí)可能會(huì)引起膜污染，這種污染會(huì)增加膜的操作壓力，有效清除這類污染要進(jìn)行酸洗。 　　如果在預(yù)處理中使用了陽離

14、子混凝劑或助濾劑，在使用陰離子性阻垢劑時(shí)要特別注意。會(huì)產(chǎn)生一種粘稠的粘性污染物，污染會(huì)造成操作壓力增加，而且這種污染物清洗非常困難。 　　六偏磷酸鈉(SHMP)是早期在反滲透中使用的一種普通阻垢劑，但隨著專用阻垢劑的出現(xiàn)，用量已經(jīng)大大減少了。SHMP 的使用有一些限制。每2-3 天要配制一次溶液，因?yàn)楸┞对诳諝庵袝?huì)水解，發(fā)生水解后不僅會(huì)降低阻垢效果，而且還會(huì)造成磷酸鈣結(jié)垢的可能性。使用 SHMP 可減少碳酸鈣結(jié)垢，LSI 可達(dá)到+1.0。 　　阻垢劑阻礙了RO 進(jìn)水和濃水中鹽結(jié)晶的生長，因而可以容許難溶鹽在濃水中超過飽和溶解度。阻垢劑的使用可代替加酸，也可以配合加酸使用。有許多因素會(huì)影響礦

15、物質(zhì)結(jié)垢的形成。溫度降低會(huì)減小結(jié)垢礦物質(zhì)的溶解度(碳酸鈣除外，與大多數(shù)物質(zhì)相反，它的溶解度隨溫度升高而降低)，TDS 的升高會(huì)增加難溶鹽的溶解度(這是因?yàn)楦唠x子強(qiáng)度干擾了晶種的形成)。 　　最常見的結(jié)垢性無機(jī)鹽有： 　　碳酸鈣(CaCO3) 　　硫酸鈣(CaSO4) 　　硫酸鍶(SrSO4) 　　硫酸鋇(BaSO4) 　　不太常見的結(jié)垢性礦物質(zhì)有： 　　磷酸鈣(Ca3(PO4)2) 　　氟化鈣(CaF2) 　　分散劑是一系列合成聚合物用來阻止膜面上污染物的聚集和沉積。分散劑有時(shí)也叫抗污染劑，通常也有阻垢性能。對于不同的污染物，不同的分散劑的效率區(qū)別很大，所以要知道所對付的

16、污染物是什么。 　　需要分散劑處理的污染物有： 　　礦物質(zhì)結(jié)垢 　　金屬氧化物和氫氧化物(鐵、錳和鋁) 　　聚合硅酸 　　膠體物質(zhì)(指那些無定型懸浮顆粒，可能含有土、鐵、鋁、硅、硫和有機(jī)物) 　　生物性污染物 　　硅酸的超飽和溶解度難以預(yù)測，在水中有鐵存在時(shí)，會(huì)形成硅酸鐵，硅酸的最大飽和濃度會(huì)大大降低。其他的因素還有溫度和 pH 值。預(yù)測金屬氧化物(如鐵、錳和鋁)也非常困難。金屬離子的可溶解形式容許較高飽和度，不溶性離子形式更像是顆粒或膠體。 　　理想的添加量和結(jié)垢物質(zhì)及污染物最大飽和度最好通過藥劑供應(yīng)商提供的專用軟件包來確定。在海德能反滲透設(shè)計(jì)軟件中采用的是較為保守的難溶鹽超

17、飽和度估算。過量添加阻垢劑/分散劑會(huì)導(dǎo)致在膜面上形成沉積，造成新的污染問題。 　　在設(shè)備停機(jī)時(shí)一定要將阻垢劑及分散劑徹底沖洗出來，否則會(huì)留在膜上產(chǎn)生污染問題。在用 RO 進(jìn)水進(jìn)行低壓沖洗時(shí)要停止向系統(tǒng)注入阻垢劑及分散劑。 　　阻垢劑/分散劑注入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證在進(jìn)入反滲透元件之前能夠充分混合，靜態(tài)攪拌器是一個(gè)非常有效的混合方法。大多數(shù)系統(tǒng)的注入點(diǎn)設(shè)在 RO 進(jìn)水保安過濾器之前，通過在過濾器中的緩沖時(shí)間及 RO 進(jìn)水泵的攪拌作用來促進(jìn)混合。 　　如果系統(tǒng)采用加酸調(diào)節(jié) pH，推薦加酸點(diǎn)要在上游足夠遠(yuǎn)的地方，在到達(dá)阻垢劑/分散劑注入點(diǎn)之前已經(jīng)完全混合均勻。 　　注入阻垢劑/分散劑的加藥泵要

18、調(diào)到最高注射頻率，建議的注射頻率是最少 5 秒鐘一次。阻垢劑/分散劑的典型添加量為 2-5ppm。為了讓加藥泵以最高頻率工作，需要對藥劑進(jìn)行稀釋。阻垢劑/分散劑商品有濃縮液，也有固體粉末。稀釋了的阻垢劑/分散劑在儲(chǔ)槽中會(huì)被生物污染，污染的程度取決于室溫和稀釋的倍數(shù)。推薦稀釋液的保留時(shí)間在 7-10 天左右。正常情況下，未經(jīng)稀釋的阻垢劑/分散劑不會(huì)受到生物污染。 　　下面的表-2 給出一些藥劑廠商提供的加阻垢劑后，RO 濃水中難溶鹽最大飽和度，以及海德能設(shè)計(jì)軟件所采用的保守警戒值。這些數(shù)值基于濃水的情況，以正加藥時(shí)的飽和度為 100%計(jì)算。海德能一直推薦用戶要向廠商確證其產(chǎn)品的實(shí)際效率。 　

19、　選擇阻垢劑/分散劑的另外一個(gè)主要問題是要保證與反滲透膜完全兼容。不兼容藥劑會(huì)造成膜的不可逆損壞。海德能相信供應(yīng)商會(huì)進(jìn)行藥劑的 RO 膜兼容性測試和效率測試。我們建議用戶向阻垢劑和分散劑廠商咨詢下列一些問題： 　　● 與相關(guān) RO 膜的兼容性如何? 　　● 有沒有成功運(yùn)行 1000 小時(shí)以上的最終用戶列表? 　　● 與反滲透進(jìn)水中的任何成分(比如鐵、重金屬、陽離子聚電解質(zhì)等)有沒有不可逆反應(yīng)? 　　● 推薦添加量和最大添加量是多少? 　　● 有沒有特殊的排放問題? 　　● 是否適于飲用水應(yīng)用(有必要時(shí))? 　　● 該廠商還供應(yīng)與阻垢劑相容的混凝劑、殺菌劑和清洗劑等其他反滲透藥劑嗎

20、? 　　● 該廠商是否提供膜解剖或元件清洗一類的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)? 　　表-2 加阻垢劑后難溶鹽最大飽和度垢物或污染物藥劑廠商推薦值海德能推薦的保守值。 　　碳酸鈣 LSI 值+ 2.9+ 1.8 　　硫酸鈣400%230% 　　硫酸鍶1,200%800% 　　硫酸鋇8,000%6,000% 　　氟化鈣12,000%未給出 　　硅酸300 ppm 或更高100% 　　軟化預(yù)處理 　　原水中含有過量的結(jié)垢陽離子，如Ca2+、Ba2+和Sr2+等，需要進(jìn)行軟化預(yù)處理化處理的方法有石灰軟化和樹脂軟化。 　　1、石灰軟化 　　在水中加入熟石灰即氫氧化鈣可去除碳酸氫鈣，反應(yīng)式為：

21、 　　Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O 　　Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2→2CaCO3↓ +Mg(OH)2+2H2O 　　非碳酸硬度可加入碳酸鈉(純堿)得到進(jìn)一步降低： 　　CaCl2 + NaCO3→2NaCl + Ca(CO3)↓ 　　石灰-純堿軟化處理還可降低二氧化硅的含量，在加入鋁酸鈉和三氯化鐵時(shí)會(huì)形成碳酸鈣以及硅酸、氧化鋁和鐵的復(fù)合物沉淀。通過加入多孔氧化鎂和石灰的混合物，采用 60-70℃熱石灰脫硅酸工藝，能將硅酸濃度降低到 1mg/L 以下。 　　通過石灰軟化也可顯著去除鋇、鍶和有機(jī)物，但石灰軟化處理的問題是需要使用反應(yīng)器以

22、便在高濃度下形成沉淀晶種，通常要采用上升流固體接觸澄清器。過程出水還需要設(shè)置多介質(zhì)過濾器，并在進(jìn)入膜單元之前要調(diào)節(jié) pH。使用含鐵混凝劑，無論是否同時(shí)使用聚合物絮凝劑(陰離子型和非離子型)，均可提高石灰軟化的固液分離效果。只有大型苦咸水/廢水系統(tǒng)(大于200m3/H)才會(huì)考慮選擇石灰軟化工藝。 　　2、樹脂軟化 　　a、強(qiáng)酸型樹脂軟化 　　使用鈉離子置換除去結(jié)垢型陽離子，如Ca2+、Ba2+、Sr2+，樹脂交換飽和后用鹽水再生。鈉離子軟化法在常壓鍋爐水處理中廣泛應(yīng)用。這種處理方法的弊端是耗鹽量高，增加了運(yùn)行費(fèi)用，另外還有廢水排放問題。 　　b、弱酸型樹脂脫堿度 　　主要在大型苦咸水處

23、理系統(tǒng)中采用弱酸陽離子交換樹脂脫堿度，脫堿度處理是一種部分軟化工藝，可以節(jié)約再生劑。通過弱酸性樹脂處理，用氫離子交換除去與碳酸氫根相同當(dāng)量(暫時(shí)硬度)的Ca2+、Ba2+和Sr2+等，這樣原水的pH值會(huì)降低到4-5。由于樹脂的酸性基團(tuán)為羧基，當(dāng)pH達(dá)到 4.2 時(shí)，羧基不再解離，離子交換 過程也就停止了。因此，僅能實(shí)現(xiàn)部分軟化，即與碳酸氫根相結(jié)合的結(jié)垢陽離子可以被除去。因此這一過程對于碳酸氫根含量高的水源較為理想，碳酸氫根也可轉(zhuǎn)化為CO2。 　　HCO3-+H+=H2O+CO2 　　一般不希望水中有二氧化碳，必要時(shí)要對原水或產(chǎn)水進(jìn)行脫氣，在有生物污染可時(shí)(地表水，高 TOC 或高菌落總數(shù))

24、，對產(chǎn)水脫氣更為合適。在膜系統(tǒng)中O2 濃度可以抑制細(xì)菌的生長。當(dāng)希望系統(tǒng)運(yùn)行在較高的脫鹽率時(shí)，采用原水脫氣較為合適，脫除 CO2 將會(huì)引起 pH 的增高，進(jìn)水 pH>6 時(shí)，膜系統(tǒng)的脫除率比進(jìn)水pH<5 時(shí)要高。 　　● 再生所需要的酸量不大于 105%的理論耗酸量，這樣會(huì)降低操作費(fèi)用和對環(huán)境的影響。 　　● 通過脫除碳酸氫根，降低了水中的TDS，這樣產(chǎn)水 TDS 也較低;弱酸型樹脂處理的缺點(diǎn)是： 　　● 殘余硬度。如果需要完全軟化，可以增設(shè)強(qiáng)酸陽樹脂的交換過程，甚至放置在弱酸樹脂同一交換柱中，這樣再生劑的耗量仍比單獨(dú)使用強(qiáng)酸樹脂時(shí)低，但是初期投入較高，這一組合僅當(dāng)系統(tǒng)容量很大時(shí)才有

25、意義。另一種克服這一缺點(diǎn)的方法是在脫堿度的水中加阻垢劑，雖然迄今為止，人們單獨(dú)使用弱酸樹脂脫堿時(shí)，還未出現(xiàn)過結(jié)垢問題，但是我們?nèi)詷O力建議你計(jì)算殘留難溶鹽的溶解度，并采取相應(yīng)的措施。 　　● 處理過程中水會(huì)發(fā)生pH 變化。因樹脂的飽和程度在運(yùn)行時(shí)發(fā)生變化，經(jīng)弱酸脫堿處理的出水其pH值將在5-6.5 范圍內(nèi)變化，這種周期性的pH變化，使工廠脫鹽率的控制變的很困難。當(dāng)pH<4.2 時(shí)，無機(jī)酸將透過膜，可能會(huì)增加產(chǎn)水的TDS，因此，我們推薦用戶 增加一個(gè)并聯(lián)弱酸軟化器，控制在不同時(shí)間進(jìn)行再生，以便均勻弱酸處理出水pH,其它防止極低pH值出水的方法是脫除CO2或通過投加NaOH調(diào)節(jié)弱酸軟化后出水的pH

26、值。 　　去除膠體和顆粒物 　　1、介質(zhì)過濾 　　從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質(zhì)過濾。多介質(zhì)過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂、細(xì)碎的石榴石或其他材料為床層。床的頂層由質(zhì)輕和質(zhì)粗品級的材料組成，而最重和最細(xì)品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去，較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被除去。在單一介質(zhì)過濾器中，最細(xì)的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數(shù)過濾發(fā)生在床頂部 5cm區(qū)域內(nèi)，其余作為支撐介質(zhì)。有一泥漿層形成。雖然單一介質(zhì)過濾器的2815L/(min.m2)，但因高水質(zhì)的要求，通常在RO預(yù)處理中流速限制在 306L/(min.m2)。由于膠體懸浮物既很細(xì)小又由

27、于介質(zhì)電荷之間的排斥，所以單獨(dú)過濾不起作用。 　　在這些情況下，在過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學(xué)藥品。常用的絮凝劑有三氯鐵、礬和陽離子聚合物。因?yàn)殛栯x子聚合物在低劑量下就有效果，且不明顯地增加過濾器介質(zhì)的固體負(fù)荷，所以最常用。另一方面，如果陽離子聚合物進(jìn)入現(xiàn)在采用的某些最通用的膜上，則它們卻是非常強(qiáng)的污染物。很少量的陽離子聚合物就能堵塞這些膜，且往往難以去除。務(wù)須謹(jǐn)記當(dāng)用陽離子聚合物作為過濾助劑時(shí)，必須小心使用。 　　2、除鐵、錳——氧化過濾 　　通常含鹽量為苦咸水范圍的某些井水呈還原態(tài)，典型特點(diǎn)是含有二價(jià)的鐵和錳，有時(shí)還會(huì)存在硫化氫和氨。如果對這類水源進(jìn)行氯化處理，或當(dāng)水中含氧量超過 5

28、mg/L時(shí)，F(xiàn)e2+將轉(zhuǎn)化為Fe3+形成難溶解性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧化反 　　應(yīng)如下： 　　4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3+8CO2 　　4Mn(HCO3)2+O2+2H2O→4Mn(OH)3+8CO2 　　由于鐵的氧化在很低的pH值時(shí)就會(huì)發(fā)生，因而出現(xiàn)鐵污染的情況要比錳污染的情況要多，即使SDI小于 5，RO進(jìn)水的鐵含量低于 0.1mg/L，仍會(huì)產(chǎn)生鐵污染的問題。堿度低的進(jìn)水鐵離子含量要高，這是因?yàn)镕eCO3的溶解度會(huì)限制Fe2+的濃度。 　　處理這類水源的一種方法時(shí)防止整個(gè)RO過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接觸。低pH值有利于延緩Fe2+的氧化，

29、當(dāng)pH<6，氧含量<0.5mg/L時(shí)，最大允許Fe2+濃度4mg/L,另一種是用空氣、Cl2 或KMnO4氧化鐵和錳，將所形成的氧化物通過介質(zhì)過濾器除去，但需要主要的是，由硫化氫氧化形成的膠體硫可能難以由過濾器除去，+濾。 　　海綠石就是這樣一種粒狀過濾介質(zhì)，當(dāng)其氧化能力耗盡時(shí)，它可通過KMnO4的氧化來再生，再生后必須將殘留的KMnO4完全沖洗掉，以防止對膜的破壞。當(dāng)原水小于 2mg/L時(shí)，可以采用這一處理方法，如原水中含更高的Fe2+時(shí)，可在過濾器進(jìn)水前連續(xù)投加KMnO4,但是在這種情況下，必須采取措施例如安裝活性炭濾器以保證沒有高錳酸鉀進(jìn)入膜元件內(nèi)。 　　Birm過濾也可以有效地用于

30、從RO/NF進(jìn)水中去除Fe2+，Birm是一種硅酸鋁基體上涂有二氧化錳形成沉淀，并且通過濾器反洗可將這些沉淀沖出濾器。由于該過程pH將升高，可能會(huì)發(fā)生LSI值變化，因而要預(yù)防濾器和RO/NF系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)CaCO3沉淀。 　　3、微絮凝 　　如果過濾前對原水中的膠體進(jìn)行絮凝或混凝處理，可以大幅度地提高介質(zhì)過濾器效率，使出水的 SDI 降低到 5 左右。硫酸鐵和三氯化鐵可以用于對膠體表面的負(fù) 　　電荷進(jìn)行失穩(wěn)處理，將膠體捕捉到新生態(tài)的氫氧化鐵微小絮狀物上，使用含鋁絮凝劑其原理相似，但因其可能有殘留鋁離子污染問題，并不推薦使用，除非使用高分子聚合鋁。迅速的分散和混合絮凝劑十分重要，建議采用靜態(tài)混

31、合器或?qū)⒆⑷朦c(diǎn)設(shè)在增壓泵的吸入段，通常最佳加藥量為 10-30mg/L，但應(yīng)針對具體的項(xiàng)目確定加藥量。 　　了提高混凝劑絮體的強(qiáng)度進(jìn)而改進(jìn)它們的過濾性能，或促進(jìn)膠體顆粒間的架橋，絮凝劑與混凝劑一起或單獨(dú)使用，絮凝劑為可溶性的高分子有機(jī)化合物，如線性的聚丙烯酰胺，通過不同的活性功能團(tuán)，它們可能表現(xiàn)為陽離子性、陰離子性或中性非離子性。混凝劑和絮凝劑可能直接或間接地影響 RO 膜，間接的影響如它們的反應(yīng)產(chǎn)物形成沉淀并覆蓋在膜面上，例如當(dāng)過濾器發(fā)生溝流而使混凝劑絮體穿過濾器并發(fā)生沉淀;當(dāng)使用鐵或鋁混凝劑，但沒有立即降低 pH 值時(shí)，在RO 階段或因進(jìn)水濃縮誘發(fā)過飽和現(xiàn)象，就會(huì)出現(xiàn)沉淀，還有在多介質(zhì)濾

32、器后加入化合物也會(huì)產(chǎn)生沉淀反應(yīng)，最常見的是投加阻垢劑，幾乎所有的阻垢劑都是荷負(fù)電的，將會(huì)與水中陽離子性的絮凝劑或助凝劑反應(yīng)而污染 RO 膜。當(dāng)添加的聚合物本身影響膜導(dǎo)致通量的下降，這屬于直接影響。為了消除 RO/NF膜直接和間接的影響，陰離子和非離子的絮凝劑比陽離子的絮凝劑合適，同時(shí)還須避免過量添加。 　　4、微濾/超濾 　　采用超濾/微濾預(yù)處理工藝的反滲透/納濾系統(tǒng)叫做集成膜系統(tǒng)(IMS)。與采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的反滲透系統(tǒng)相比，IMS 設(shè)計(jì)具有一些明顯的優(yōu)勢。 　　● MF/UF 透過液水質(zhì)更好。SDI 和濁度更低，明顯降低了對反滲透的膠體和有機(jī)物、微生物污染負(fù)荷。 　　● 由于膜在

33、這里是污染物的絕對屏障，MF/UF 濾液的高質(zhì)量可以保持穩(wěn)定。即便是地表水和廢水等水質(zhì)波動(dòng)異常頻繁的水源，這種穩(wěn)定性也不會(huì)改變。 　　● 由于膠體污染減少，反滲透系統(tǒng)的清洗頻率明顯降低。 　　● 與一些傳統(tǒng)過濾工藝相比，MF/UF 系統(tǒng)操作更容易，耗時(shí)更少。 　　● 與采用大量化學(xué)品的傳統(tǒng)工藝相比，MF/UF 濃縮廢液的處置比較容易。 　　● 占地面積更小，在一些大系統(tǒng)中，有時(shí)只相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的 1/5。 　　● 有利于系統(tǒng)的擴(kuò)大增容。 　　● 運(yùn)行費(fèi)用基本相當(dāng)，在一些情況下會(huì)較少。 　　(1)MF/UF 膜的特性 　　市場銷售的微濾膜的孔徑一般在 0.1-0.35mm。用于反

34、滲透預(yù)處理的超濾膜的切割分子量一般在20,000 到 750,000 道爾頓(0.002-0.05mm)。常見的操作跨膜壓差(TMP)在 3-30psi。膜材料有聚砜、聚烯烴、聚醚砜、聚丙烯、纖維素類和其他專有配方。大多數(shù)膜材料具有相當(dāng)寬的 pH 范圍，以便于在低和高 pH 條件下進(jìn)行化學(xué)清洗。大多數(shù)膜還具有耐游離氯的性能，可以進(jìn)行周期性或連續(xù)消毒處理。聚合物膜的最大運(yùn)行溫度為 40℃，但陶瓷膜可以在較高溫度下使用。MF/UF 膜有許多構(gòu)型：卷式平板膜、管式、中空纖維和板框式。用于 RO 預(yù)處理比較普遍的是中空纖維和卷式，這主要是由于考慮到投資、能耗、耐污染以及在沖洗和化學(xué)清洗的情況下的通量恢

35、復(fù)性能。 　　(2)MF/UF 運(yùn)行特性 　　F/UF 膜有兩種不同的運(yùn)行模式：全量過濾和錯(cuò)流過濾。全量過濾操作模式(也叫做死端過濾)與筒式濾器相類似，即只有料液流和濾液流(沒有濃縮液流)。全量過濾方式可以實(shí)現(xiàn)水回收率的最大化，達(dá)到 95-98%，但一般限于原水的 懸浮固體含量較低的情況(比如濁度<10NTU)。錯(cuò)流操作模式的典型水回收率為90-95%。在一些情況下，MF/UF 系統(tǒng)的原水回收率可以達(dá)到 99%以上，需要將濃縮水和周期性反沖洗水進(jìn)行收集和處理。二次處理可以通過采用傳統(tǒng)固體沉降或另外一套F/UF 系統(tǒng)。如果 MF/UF 系統(tǒng)需要預(yù)處理，只是簡單的篩網(wǎng)過濾器，精度在 100 到

36、 150μm。有時(shí)添加鐵鹽一類的混凝劑，以獲得最好的懸浮固體去除效果。 　　MF/UF膜的典型通量在 36-110gfd之間(60-183l/m2hr)。懸浮物濃度較高或污染傾向較強(qiáng)的料液系統(tǒng)，運(yùn)行通量也較低;高通量用于處理低懸浮物負(fù)載的料液系統(tǒng)(比如地表水的通量可以是 70gfd)。MF/UF透過液的水質(zhì)在濁度或SDI等指標(biāo)上明顯好于傳統(tǒng)預(yù)處理水。一般MF/UF的產(chǎn)水濁度在 0.04-0.1 NTU之間，而且不隨原水濁度波動(dòng)。運(yùn)行良好的傳統(tǒng)預(yù)處理水的濁度為 0.2—1.0NTU。典型的MF/UF產(chǎn)水的SDI為 0.3-2，而運(yùn)行良好的傳統(tǒng)預(yù)處理水的SDI為 2-6。更低的SDI降低了對反滲

37、透膜的膠體物料沉積污染。 　　(3)MF/UF 改善反滲透的經(jīng)濟(jì)性 　　利用濁度和 SDI 都非常低的 MF/UF 產(chǎn)水，反滲透設(shè)計(jì)通量會(huì)大大提高。采用 MF/UF的反滲透系統(tǒng)通量可設(shè)計(jì)為 12 到 20gfd。采用傳統(tǒng)預(yù)處理的反滲透系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)通量為：廢水處理 8-12gfd，地表水 10-15gfd。采用了更高的通量，需要的膜元件、膜殼和管線都減少了，系統(tǒng)的固定資產(chǎn)投資便降低了。而且提高通量還有一個(gè)好處，可以將產(chǎn)水透鹽量減少20-50%。 　　5、氣浮 　　在水中注入大量的微小氣泡，氣泡黏附在懸浮顆粒表面將其夾帶浮上水面，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。氣浮主要用于油污、水藻等難以沉淀的污染物

38、去除。在工業(yè)廢水、地表水和海水預(yù)處理中應(yīng)用較多。實(shí)現(xiàn)氣浮分離的必要條件有兩個(gè)：首先要向水中注入足夠數(shù)量的微細(xì)氣泡，15～30 微米的氣泡尺寸比較理想;其次，疏水性懸浮顆粒有利于氣泡粘附。影響氣浮效果的因素有：微氣泡尺寸，決定于溶氣方式和釋放器構(gòu)造;氣固比，取決于空氣加注量;進(jìn)水濃度、工作壓力和上浮停留時(shí)間;藥劑的作用。目前應(yīng)用較多的是溶氣氣浮(DAF),有加壓溶氣和真空產(chǎn)氣兩種工藝。 　　6、保安過濾器 　　所有 RO/NF 裝置上都配有筒式保安過濾器，濾器的過濾孔徑要求至少為 10mm。保安過濾器是膜和高壓泵的保護(hù)裝置，防止可能存在的顆粒物引起的破壞，是最后一道預(yù)處理手續(xù)。推薦保安過濾器

39、的孔徑不大于 5mm。當(dāng)濃水中硅的濃度超飽和時(shí)，宜使用 1mm 的濾芯，用來降低硅與鐵和鋁膠體的相互作用。 　　5.4 生物污染的控制和預(yù)防 　　1、反滲透膜的生物污染 　　微生物污染的主要來源是進(jìn)水，預(yù)處理也可能是生物污染源。通常，生物污染是一個(gè)緩慢的過程，在許多情況下，它是一個(gè)難以發(fā)現(xiàn)的隱藏問題，有時(shí)和其他因素有關(guān)。生物污染的標(biāo)志和癥狀： 　　◆ 膜通量下降。 　　◆ 進(jìn)水壓力和系統(tǒng)壓差逐漸增大。 　　◆ 脫鹽率逐漸下降。 　　膜的微生物污染會(huì)導(dǎo)致： 　　◆ RO 系統(tǒng)清洗與維護(hù)費(fèi)用增加。 　　◆ 產(chǎn)品水水質(zhì)明顯變差(水可能要后處理)。 　　◆ 膜壽命明顯下降。 　　

40、2、生物污染的鑒別 　　被微生物污染的膜經(jīng)過堿性化學(xué)清洗和殺菌清洗，膜性能會(huì)有顯著的恢復(fù)。在膜元件中產(chǎn)生的微生物粘泥非常像膜表面帶上生物薄膜。檢驗(yàn)沉積微生物特性的一個(gè)簡單的現(xiàn)場方法是從表面上刮取一小部分，放在火焰上燃燒，其氣味與毛發(fā)燃撓的氣味十分接近。粘泥的稠度、氣味及目測的結(jié)果都能證明膜受到了微生物污染。 　　生物膜的特點(diǎn)如下： 　　◆ 水含量高(70%-95%)。 　　◆ 有機(jī)物含量高(70-95%)。 　　◆ 菌落形成單元(CFU)和細(xì)胞數(shù)高(顯微鏡計(jì)數(shù))。 　　◆ 碳水化合物及蛋白質(zhì)含量高。 　　◆ 三磷酸腺苷(ATP)含量高。 　　◆ 無機(jī)物含量低。 　　不同類型污

41、染之間的相互作用會(huì)使情況變得復(fù)雜。如氧化鐵或生物膜等污染物在膜面上聚積，會(huì)促使難溶鹽(如石膏)產(chǎn)生過飽和結(jié)垢，從而形成復(fù)合污染層。鐵垢和生物膜均易清洗，石膏垢則不易洗去。在極惡劣的情況中、上游的泥沙染能夠在單元的下游部分形成低流量區(qū)。這使膜起到作為深層過濾區(qū)而不是錯(cuò)流過濾器的作用，并當(dāng)諸如鋇、鈣或鎂的硫酸鹽，氟化鈣，或二氧化硅等的濃度超過它們在橫過膜表面的低流速區(qū)域中的飽和度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生不溶物的沉淀，便能導(dǎo)致次級污染。 　　3、污染傾向的檢測和評價(jià) 　　有效地控制和預(yù)防生物污染的首要前提是要知道生物污染問題發(fā)生的可能性。許多生物污染問題在長時(shí)間不加注意后才逐漸引起注意。以下是一些可能增加生物

42、污染危險(xiǎn)的因素： 　　◆ 裝置設(shè)計(jì)：管道系統(tǒng)過長，光照、死水端、龜裂、未消毒的水槽等。 　　◆ 進(jìn)水特性：高溫(>25℃)，大量的細(xì)菌(>10 CUF/mL)，高 SDI，有機(jī)物含量過高等。 　　◆ 操作特性：不經(jīng)常性地監(jiān)控操作參數(shù)，使用被微生物污染的預(yù)處理藥劑，較低的錯(cuò)流流速，貯存周期過長等。 　　假若生物污染有可能發(fā)生，則通常用培養(yǎng)法檢驗(yàn)水中的微生物數(shù)量。建議為了評價(jià)進(jìn)料水的生物污染的可能，要監(jiān)控原水(在氯化前)、RO 進(jìn)水、濃水水及產(chǎn)水的生物學(xué)質(zhì)量。可通過顯微鏡觀察計(jì)數(shù)和培養(yǎng)的方法來監(jiān)測系統(tǒng)的生物污染傾向。生物污染也能通過淤泥密度指數(shù)(SDI)反應(yīng)出來。SDI 是污染預(yù)測的唯一較

43、廣泛接受的檢驗(yàn)方法。 　　4、預(yù)處理與消毒 　　為了控制生物污染，要在管線上盡量減少死水區(qū)，避免使用活性碳過濾器。在裝膜之前要對預(yù)處理系統(tǒng)以及 RO 裝置進(jìn)行系統(tǒng)消毒，啟動(dòng)后保持連續(xù)運(yùn)行，停機(jī)時(shí)會(huì)滋生生物膜。 　　控制微生物污染的方法有： 　　● 以在線或離線的方式連續(xù)或周期性使用消殺劑。 　　● 在 RO 發(fā)生生物污染后要采用有效的消毒和清洗手段。 　　到目前為止，對于 LFC 膜和 PA 膜來說，還沒有什么完全有效的消殺劑。對于這些膜的消殺劑要具有以下性質(zhì)： 　　● 不損壞膜。 　　● 能夠控制和殺滅所有種類的細(xì)菌和生物膜。 　　● 在物理上摧毀已經(jīng)形成的生物膜。 　　

44、● 無毒且易于操作。 　　● 可生物降解，易于處置。 　　● 易于監(jiān)測和加注。 　　● 能夠?qū)Ξa(chǎn)水側(cè)進(jìn)行消毒。 　　● 價(jià)格便宜。 　　余氯 　　LFC 膜與 PA 膜類似，耐余氯極限約為 1000 ppm?hr，要求進(jìn)水的脫余氯處理達(dá)到余氯 0.1ppm 以下。余氯對膜的損壞可以通過脫鹽率的衰減和產(chǎn)水通量的增加來進(jìn)行監(jiān)測，也可以采用染料試驗(yàn)。氯的存在會(huì)使膜的保證壽命大打折扣。但近年來有用戶在發(fā)生嚴(yán)重生物污染時(shí)使用余氯的情況。用戶必須評估采用余氯作為殺菌劑的風(fēng)險(xiǎn)。余氯的好處是便宜、高效，能夠控制生物膜的數(shù)量，并且在透過膜時(shí)會(huì)對產(chǎn)水側(cè)進(jìn)行消毒。由于減少了不可逆污染和苛刻的化學(xué)清洗和消

45、毒，所以也能延長膜的使用壽命。有用戶報(bào)告了“化學(xué)療法”，每天加余氯 0.25 ppm?hr，將清洗周期延長到了 15 個(gè)月，與未加余氯的平行試驗(yàn)證明，沒有發(fā)生脫鹽率的損失。余氯的透過率隨系統(tǒng)不同有所變化，一般在 20-50%之間。 　　氯胺 　　氯胺是一種非氧化性殺菌劑。LFC 膜和 PA 膜的耐氯胺能力為 15-30 萬 ppm?hr。30 萬 ppmhr 意味著可在 11.4ppm 的濃度下操作 3 年。但使用氯胺時(shí)要注意，膜的耐氯胺能力會(huì)在低 pH、高溫和有過渡金屬存在時(shí)明顯下降。氯胺是由氨水和氯混合產(chǎn)生的，如果混合不好，余氯要進(jìn)行脫氯處理，一般采用加入過量氨水 的做法來避免余氯。在

46、增加 SBS 或氨時(shí)要小心，這些成分在除去氯胺時(shí)會(huì)刺激生物膜的生長。氨對于下游的不銹鋼金屬元器件都會(huì)造成腐蝕。氯胺的透過性相對較高，大約 80%。氨是一種氣體，透過率為 100%。 　　異噻唑啉 　　非氧化性的異噻唑啉作為長期或間歇性的殺菌劑(或殺粘菌劑)，不會(huì)引起 LFC膜和 PA 膜的降解，如 Kathon、Slimicide C-68 和 Rogun 781 等。這種殺菌劑是有毒的，所以一定要小心使用，特別不能在飲用水中使用。一般的添加量是 3-5ppm 活性成分，實(shí)際操作過程中要考慮在濃水中沒有殘余。間歇使用時(shí)濃度可高達(dá) 15-25ppm，殺菌效果在 1-2 小時(shí)可見到效果，但如果

47、使用不當(dāng)會(huì)造成生物膜的快速生長。這類物質(zhì)的分子量較大，不會(huì)透過膜。這一類殺菌劑比較昂貴，但考慮到會(huì)節(jié)約清洗成本、延長膜的壽命以及穩(wěn)定的反滲透系統(tǒng)性能會(huì)補(bǔ)償藥劑的費(fèi)用。 　　過氧化氫和過氧乙酸 　　過氧化物類消殺劑是氧化性物質(zhì)，用于 PA 膜離線使用，特別是要求 RO 系統(tǒng)達(dá)到FDA 和飲用水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)使用。單獨(dú)使用過氧化氫可添加到 2,000ppm 的濃度，450ppm過氧乙酸在 1 小時(shí)之內(nèi)既能殺菌，4 小時(shí)完全破壞生物膜。溫度保持在 20-25℃，既能有效殺菌，對保護(hù)膜也有利。一定要小心在進(jìn)水中不要有過渡金屬(鐵、錳等)，否則這些離子會(huì)催化氧化損壞膜。 　　預(yù)處理工藝設(shè)計(jì)舉例 　　地表

48、水含有不同濃度的各種懸浮顆粒，有無機(jī)物、也有生物性顆粒物。地表水常需要進(jìn)行消毒以控制生物活動(dòng)和介質(zhì)過濾中去除懸浮物。過濾過程的加入絮凝劑和混凝劑等過濾助劑會(huì)明顯促進(jìn)過濾效率。地表水會(huì)含有高濃度的溶解性有機(jī)物，可通過活性炭過濾器處理。根據(jù)水質(zhì)的不同，需要加酸和阻垢劑。下圖是一個(gè)地表水預(yù)處理流程簡圖。 　　 　　圖-1 地表水預(yù)處理系統(tǒng) 　　 　　 ★★反滲透設(shè)備預(yù)處理系統(tǒng)的重要性 日期:11-08-20 來源:原創(chuàng) 作者:zqyb-water 在進(jìn)入反滲透設(shè)備主機(jī)之前，必須要經(jīng)過預(yù)處理的過濾，去除掉原水中對反滲透膜元件敏感的離子， 不污堵膜，保證反滲透膜元件的使用

49、壽命！ 水處理中主要包括預(yù)處理系統(tǒng)和反滲透水處理系統(tǒng)，預(yù)處理的方法有很多種，主要是多介質(zhì)過濾器和 活性炭過濾器。它們的主要作用是什么呢？或許有些人知道并不多，這里主要介紹下！ 多介質(zhì)過濾器主要是石英砂過濾器，作用是除去水中的可見物，對有機(jī)物的去除，主要是依靠絮凝 作用加以捕獲，只對顆粒狀或膠體狀的大分子物質(zhì)有效，對溶解狀態(tài)的天然有機(jī)物和許多工業(yè)有機(jī) 污染物無效。 活性炭吸附可以通過吸附作用，部分除去小分子的有機(jī)物，活性炭對于COD的除去率在40-90%。 活性炭不作為過濾截留用。主要是吸附余氯，去除水中的異味！http://www.zqyb- 　 反滲透系統(tǒng)預(yù)處理和設(shè)

50、計(jì)分為哪些？ 作者：北京水處理來源：北京水處理設(shè)備發(fā)布時(shí)間：2011-02-26 反滲透系統(tǒng)預(yù)處理和設(shè)計(jì)分為哪些？ 預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可能遇到的污染物分類說明 生物污染物 該類污染物也同樣多存在于地表水或廢水中。在處理這類水源時(shí)，污染產(chǎn)生時(shí)開始往往反映在反滲透系統(tǒng)前端的膜元件上，在此類現(xiàn)象發(fā)生時(shí)， R/O 系統(tǒng)前段壓力升高較快，最初時(shí)反滲透系統(tǒng)的脫鹽率還會(huì)因此而有所提高，但隨著膜系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，生物污染將逐漸向整個(gè)反滲透系統(tǒng)擴(kuò)散，從而形成大面積的膜污染。膜系統(tǒng)出現(xiàn)生物污堵時(shí)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行壓力大幅度上升和產(chǎn)水量下降。該類污染物同常為細(xì)菌、生物膜、藻類和真菌。一般在進(jìn)行反滲透工

51、藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意控制原水的活性，當(dāng)原水細(xì)菌含量 1000cfu/100mg 以上時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮去除措施。北京水處理設(shè)備,北京凈水設(shè)備,北京RO反滲透水處理設(shè)備, 有機(jī)污染物 我們說過，原水中的有機(jī)物的成份最為復(fù)雜，其對反滲透膜元件的污染及影響情況也非常難以預(yù)料。但是，該項(xiàng)指標(biāo)是設(shè)計(jì)反滲透系統(tǒng)時(shí)需要認(rèn)真考慮防護(hù)的主要污染物。有機(jī)污染物的來源一般分成兩種：一類是由于動(dòng)植物的腐爛物形成的天然腐殖有機(jī)物；另一類是工業(yè)廢棄物污染所形成的有機(jī)物。有機(jī)物污染反滲透膜時(shí)，往往是有機(jī)物被較為牢固的吸附在膜表面上，清洗時(shí)較為困難。一般說來，有機(jī)物對膜系統(tǒng)的污染后果最難預(yù)測：水中的有一些有機(jī)

52、物對反滲透膜幾乎沒有任何破壞作用；但卻有個(gè)別的微量有機(jī)物一旦被吸附在膜面后不僅能污染反滲透膜，甚至還能引起膜的降解和退化。所以我們必須對原水中存在的有機(jī)物予以高度重視。所以從原則講上，在我們設(shè)計(jì)一個(gè)反滲透系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)原水 TOC 含量達(dá)到 3mg/l ，就必須在系統(tǒng)內(nèi)考慮相應(yīng)的去除措施。一般說來，在處理地表水和廢水的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中，應(yīng)盡量在絮凝、澄清和氧化等預(yù)處理工藝過程中，將大部分有機(jī)污染物去除或分解轉(zhuǎn)化。假如經(jīng)過以上處理后仍無法滿足進(jìn)水要求，則可以考慮通過活性炭吸附過濾器、有機(jī)物清掃器或超濾設(shè)備的設(shè)置將其進(jìn)一步去除，以最終滿足反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求。 懸浮固體 該類污染物普遍存在于地表

53、水和廢水的水源中，其顆粒直徑往往大于 1 微米。這類雜質(zhì)在水流處于未攪動(dòng)狀態(tài)時(shí)，完全可以沉積下來，它很容易被反滲透系統(tǒng)設(shè)置的細(xì)砂過濾器和多介質(zhì)過濾器濾出；當(dāng)反滲透予處理系統(tǒng)中設(shè)置絮凝劑 / 凝聚劑的投加工藝時(shí)，該類雜質(zhì)也可以被絮凝劑所結(jié)成的礬花吸附，之后被多介質(zhì)過濾器細(xì)或砂過濾器濾出。 北京水處理設(shè)備,北京凈水設(shè)備,北京RO反滲透水處理設(shè)備, 膠體污染物 該類污染物也普遍存在于地表水和廢水的水源之中，其顆粒直徑往往小于 1 微米，這類雜質(zhì)即使在未處于水流攪動(dòng)時(shí)也不會(huì)自由沉降，會(huì)始終保持在懸浮狀態(tài)。此類雜質(zhì)可能是有機(jī)或無機(jī)成分組成的單體化合物，也可能是多類化合物組成的復(fù)合化合物。如硅酸化

54、合物，鐵鋁氧化物，硫化物，單寧酸，腐殖質(zhì)等等。 反滲透預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及綜述 水中存在的難溶無機(jī)鹽類成份的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 離子交換軟化：此工藝在系統(tǒng)未選擇投加有機(jī)阻垢劑時(shí)且原水硬度含量較低及有一定的鋇、鍶離子含量水源時(shí)，被經(jīng)常采用。一般說來，目前此工藝在小型反滲透裝置的預(yù)處理系統(tǒng)和用于飲用水凈化的反滲透純凈水制備系統(tǒng)應(yīng)用最多。 石灰軟化輔助投加鎂劑：此工藝在原水碳酸鹽硬度和溶解二氧化硅含量較高的大型反滲透系統(tǒng)中往往被采用。一般說來，該方法可將原水碳酸鹽硬度降低到 100mg/l 左右，與此同時(shí)原水中溶解的二氧化硅含量也可以去除 50 ～ 60% 左右。此工藝在處理水質(zhì)較差的地

55、表水和工業(yè)循環(huán)水時(shí)應(yīng)用居多。 給水中計(jì)量投加阻垢劑：由于該工藝對原水和現(xiàn)場條件的適用性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制容易，裝置運(yùn)行可靠，故此在大型反滲透系統(tǒng)和原水難溶無機(jī)物含量較高的系統(tǒng)中被廣泛采用。目前在新建的反滲透系統(tǒng)中，投加的阻垢劑多見于國外進(jìn)口產(chǎn)品，如：美國 ARGO 公司的 MDC-150/220/200 和美國清力公司（ KING LEE ）的 PTP-0100/2000 。該類阻垢劑的共同特點(diǎn)是稀釋及投加均十分方便，該藥劑對水中的多種難溶物質(zhì)均具有較高的分散能力，藥劑生產(chǎn)廠商甚至可以保證在 R/O 濃水系統(tǒng) LSI 或 S&DSI 指數(shù)高達(dá) +2.5 ～ +3.0 時(shí)仍不結(jié)垢 , 另外， C

56、aSO4 、 SrSO4 、 BaSO4 、 CaF2 的飽和度而因此可以分別擴(kuò)展 2.3 、 8.0 、 60 、 100 倍；并且有的阻垢劑與預(yù)處理系統(tǒng)中投加絮凝劑兼容（如： MDC-150 阻垢劑與 MPT150 型絮凝劑即相互兼容）。 而在過去國內(nèi)被作為阻垢劑經(jīng)常使用的六偏磷酸鈉，由于其具有溶解不便、受溫度影響、不十分穩(wěn)定、分散能力較差等缺點(diǎn)而正在被逐漸取代。另外，六偏磷酸鈉水解后生成的磷酸根離子和磷酸鹽垢，很可能成為原水中所含有微生物的營養(yǎng)劑，從而促進(jìn)了微生物在反滲透系統(tǒng)內(nèi)繁衍，這也是六偏磷酸鈉正在被用戶逐漸棄用的原因之一。無論是選用哪一種阻垢劑，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)特別注意其濃水系統(tǒng)中 LS

57、I 和 S&DSI 值的控制，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。 弱酸型陽離子交換脫堿軟化：該法在原水含鹽量較高和堿度成分高（占陰離子含量 70% 以上時(shí)）的大型反滲透系統(tǒng)中應(yīng)用居多。但經(jīng)過此工藝處理后，被處理水 PH 值較低（ 4 ～ 5 ），這樣往往會(huì)由于反滲透系統(tǒng)的無機(jī)酸透過量增加，而使反滲透系統(tǒng)脫鹽率較低；即便再對脫碳后的被處理水進(jìn)行調(diào)節(jié) PH 值處理或采用不脫除二氧化碳的工藝，其脫鹽率也無法達(dá)到原來較為理想的水平。盡管如此，該工藝在高鹽量、高堿度的水質(zhì)條件情況下還是得到了較多的應(yīng)用。 針對原水溶解硅含量較高的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 對此種水源條件下運(yùn)行的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般有如下幾種方法

58、： 在現(xiàn)場條件允許的情況下，通過系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的換熱器將給水溫度調(diào)整至 28 ～ 35 ℃ 左右，進(jìn)而提高水中硅酸化合物的溶解度，并與控制系統(tǒng)水回收率的工藝設(shè)計(jì)相結(jié)合，來確保反滲透系統(tǒng)在運(yùn)行過程中無硅膠垢形成 . 這是在工程中經(jīng)常采用的方法。在此種條件下，一般應(yīng)注意將反滲透濃水系統(tǒng)的二氧化硅的含量控制在 150mg/l 以下。 采用石灰預(yù)軟化和投加鎂劑 ( 菱苦土 ) 相結(jié)合的方法除硅。該方法可以將溶解在原水中的二氧化硅去除 60% 以上，另外 , 本工藝在用戶實(shí)際操作時(shí)比較麻煩 , 故此本工藝在小型水處理系統(tǒng)中應(yīng)用很少，而在大型反滲透系統(tǒng)中被廣泛采用。 投加硅分散劑。目前 , 由于進(jìn)口硅分

59、散劑的優(yōu)越性能而導(dǎo)致該方法在國內(nèi)最近開工的大型反滲透工程中已被廣泛采用。在此類系統(tǒng)中，常見的是投加提供的 MSI-300 和提供的 PTP-0100 型號的藥劑。從藥劑供應(yīng)商提交的技術(shù)文件和相關(guān)信息來看，在應(yīng)用時(shí)，有的甚至允許反滲透濃水系統(tǒng)二氧化硅的含量達(dá)到 240~290PPM 左右。但對一個(gè)反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)者來說，具體工程中反滲透濃水系統(tǒng)二氧化硅的所允許的最高含量，應(yīng)根據(jù)具體投加藥劑所允許的技術(shù)指標(biāo)和符合現(xiàn)場條件的藥劑投加計(jì)算軟件的模擬結(jié)果而最終確定。 針對原水含有金屬氧化物的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)置對原水的預(yù)氧化工藝，然后通過混凝、沉降和砂濾或錳砂過濾等工藝，將原水

60、中的鐵、錳離子及其化合物去除。 在預(yù)處理系統(tǒng)中，增設(shè)石灰預(yù)軟化和混凝、澄清、沉降的組合處理工藝一般均可以將原水中的大部分金屬氧化物去除。 采用電化學(xué)凝聚、沉降和多介質(zhì)過濾的預(yù)處理組合工藝，也可將水中的絕大部分鐵金屬氧化物去除。 投加化學(xué)分散劑。在可以有效地防止無機(jī)鹽結(jié)垢的同時(shí)，還可以防止一定量的金屬氧化物在反滲透膜系統(tǒng)中的沉積。如在系統(tǒng)中投加 MDC-200 化學(xué)分散劑。 針對原水含有天然有機(jī)物的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在預(yù)處理系統(tǒng)中，設(shè)置石灰預(yù)軟化、混凝、澄清組合處理工藝， 然后再通過多介質(zhì)過濾和細(xì)砂過濾的工藝處理，以去除原水中的被吸附的天然腐殖質(zhì)有機(jī)物。該工藝在地表水和循環(huán)水脫

61、鹽凈化處理的大型反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中被廣泛采用。 在預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)置活性炭吸附過濾工藝，去除原水中尚存的有機(jī)物。該工藝在中小型反滲透預(yù)處理被經(jīng)常采用，尤其在純凈水生產(chǎn)和生活飲用水凈化系統(tǒng)中應(yīng)用最多。 在預(yù)處理系統(tǒng)中增設(shè)有機(jī)物清掃器工藝，以便較為徹底地去除原水中的有機(jī)物。該工藝在電子行業(yè)的超純水系統(tǒng)和原水為江、河、湖水，水中有機(jī)物含量相對較多或成分也較為復(fù)雜的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中多被采用。 將微濾器（ 0.2μm ）和超濾器（截留分子量在 6000 ～ 20000 ）作為清除有機(jī)物的預(yù)處理設(shè)備使用，該工藝在小型反滲透系統(tǒng)中被經(jīng)常使用。 在預(yù)處理系統(tǒng)中以納濾膜分離設(shè)備作為反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理設(shè)備

62、，可以將分子量在 200 以上的有機(jī)物和微生物、病毒、熱源去除。在二級海水淡化系統(tǒng)中和以地表水為水源的超純水制備系統(tǒng)及生活飲用水凈化系統(tǒng)中應(yīng)用較多。 針對原水是含有微粒和膠體的地表水的反滲透預(yù)處理設(shè)計(jì) 在預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)置石灰預(yù)軟化工藝，并在澄清器中輔助投少量的鋁酸鈉，以增加澄清效果。 在多介質(zhì)過濾或細(xì)砂過濾等預(yù)處理工藝環(huán)節(jié)之前，增設(shè)投加混凝劑 / 助凝劑、沉降、澄清等預(yù)處理組合工藝。 在反滲透膜分離系統(tǒng)之前，設(shè)置微濾或超濾預(yù)處理設(shè)備，以去除原水中該類污染物。 反滲透膜系統(tǒng)不允許有大于 5 微米的顆粒物質(zhì)進(jìn)入，因?yàn)榉礉B透給水中的顆粒物質(zhì)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中會(huì)把反滲透膜的超薄屏障層滑傷，

63、進(jìn)而導(dǎo)致膜系統(tǒng)鹽透過率增加和系統(tǒng)脫鹽率下降。 針對原水含有細(xì)菌及微生物或系統(tǒng)已有微生物滋長的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在反滲透給水系統(tǒng)上間斷投加被允許使用的非氧化性化學(xué)殺菌劑，如投加美國 ARGO 公司的 MBC881 和 MBC2881 或性能等同的其它非氧化性化學(xué)殺菌劑。 在反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中增設(shè)紫外線消毒工藝。 在預(yù)處理系統(tǒng)中增設(shè)微濾或超濾工藝。 優(yōu)化反滲透裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少微生物的孳生地帶；如在反滲透裝置配管設(shè)計(jì)時(shí)，盡量減少水流死角；再如在設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接管道時(shí)，盡量減少在停機(jī)時(shí)造成部分管道局部積水狀態(tài)的高 - 低 - 高形式的設(shè)計(jì)和連接；在適當(dāng)?shù)墓艿赖投卧鲈O(shè)排放閥等。 在處

64、理湖、河及海水時(shí)，在預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)計(jì)投加硫酸銅（ 0.1PPM ）工藝 , 以控制微生物、藻類的生長和污染。 一般說來，反滲透系統(tǒng)要求原水細(xì)菌總數(shù)要控制在 10000cfu/ml 以下。 針對原水是稍差的城市自來水或自備水源的反滲透予處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在預(yù)處理系統(tǒng)中考慮設(shè)置還原劑（亞硫酸氫鈉）計(jì)量投加裝置或設(shè)置活性炭吸附過濾器，用以消除給水尚存的自由氯，以防止由于水中氧化性物質(zhì)的長期存在而導(dǎo)致的反滲透膜的表面活性層性能退化。一般說來，在小型反滲透系統(tǒng)中均選擇設(shè)置活性炭過濾器，而在大型系統(tǒng)中一般都考慮在預(yù)處理系統(tǒng)中計(jì)量投加還原劑。 在選擇系統(tǒng)需投加的阻垢劑品種時(shí) , 應(yīng)考慮所投加的阻垢劑

65、與給水前期投加的絮凝劑和凝聚劑是否兼容。一般從歷史上看，為了保證混凝效果，在之前一般以地表水為水源的自來水廠和自備水源系統(tǒng)中，都選用了投加陽離子絮凝劑，故此，在為反滲透系統(tǒng)選擇阻垢劑時(shí)，一定要注意藥品的兼容性，若一旦原水在預(yù)處理過程中使用了陽離子型絮凝劑，在后續(xù)反滲透系統(tǒng)中就要堅(jiān)決避免使用陰離子型阻垢劑；若不能避免，則后續(xù)工藝投加陰離子阻垢劑就可能與過濾水中尚存的陽離子型絮凝劑發(fā)生反應(yīng)，且由于藥劑投加而形成的反應(yīng)物會(huì)以膠體化合物的形式沉積在膜表面上，進(jìn)而對反滲透膜形成污染。目前，在市場上一些國外藥劑生產(chǎn)廠家一般都能提供與其阻垢劑相兼容的有機(jī)絮凝劑，如美國 ARGO 公司提供的 MPT150 絮

66、凝劑與其提供的 MDC-150 阻垢劑就相互兼容，這樣系統(tǒng)使用起來就特別安全。 針對原水是處于還原狀態(tài) ( 缺氧 ) 且含有二價(jià)鐵、錳和硫化氫及氨鹽的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 當(dāng)將反滲透系統(tǒng)處理處于還原狀態(tài)、且含有鐵錳離子的原水時(shí)，設(shè)計(jì)者更應(yīng)該注意防止鐵錳氧化物形成的膜污染。這是因?yàn)樵诮?jīng)過預(yù)處理氧化工藝處理后 - 即當(dāng)水中氧含量在 5PPM 以上時(shí)，二價(jià)鐵、錳離子會(huì)變成不溶性氫氧化物的溶膠，雖然一般情況下通過混凝、沉降及介質(zhì)過濾等組合工藝可將該類污染物去除。然而，在實(shí)際的反滲透水處理工程中，鐵在反滲透膜系統(tǒng)中污堵的產(chǎn)生案例往往很多。多年的工程實(shí)踐表明，當(dāng)原水 PH 值為 7.7 以上時(shí) , 即便反滲透給水中鐵含量為 0.1PPM 、且在 SDI 測試值小于 5 的情況下，也可能發(fā)生鐵的膜污染問題，這是因?yàn)殍F的氧化速率與鐵含量，水中溶解氧的濃度及 PH 值等因素密切有關(guān) , 所以在預(yù)處理系統(tǒng)中應(yīng)注意對原水中鐵離子含量的控制。工程實(shí)踐證明：一般情況下 , 原水 PH 值較低時(shí) , 反滲透給水中鐵離子的允許含