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反渗透设备系统中预处理的目的是什么?

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对于反渗透系统而言,绝大多数情况下原水是不能直接进入的,因为其中所含的杂质会污染膜元件, 影响系统的稳定运行和膜元件的使用寿命。预处理就是很据原水中杂质的特性, 采取合理的工艺对其进行处理, 使其达到反渗透膜元件的进水要求的过程。因其在整个水处理工艺流程中的位置在反渗透之前,所以称之为预处理。

反渗透设备预处理

由于反渗透对原水中悬浮物的要求很高,所以常用一种水质对受悬浮物勿让情况的污染指数来对水质进行检测。此法实质上是测定反渗透设备系统受水中悬浮物的污堵的情况。反渗透系统的污染指数以不大于5为宜,建议一般小于3。预处理时还应该考虑到进水的pH值。各种半渗透膜都有其最适宜的pH值,故需按反渗透膜的要求,调节进水的pH值。预处理时还应该考虑到进水的温度。膜的透水量是随水温的增高而增大的,但温度过高会加快醋酸纤维素膜的水解速度,且使有机膜变软,易于压实。所以,对于有机膜来说,通常温度控制在20-40度范围内为宜,复合膜的温度控制在5-45度范围内为宜。

合理的预处理应该满足以下要求:

1、反渗透预处理必须能够去除原水中对膜产生污染的物质,达到膜元件的进水要求;

2、反渗透预处理必须考虑水质的变化(如季节性的水量、水温等),防止原水水质波动导致的整个系统不稳定。

3、反渗透预处理系统必须能够稳定高效的运行,同时简单易操作,降低投资和运行成本。

反渗透设备中预处理工艺

絮凝过滤、多介质过滤、活性炭吸附、精密过滤器(保安过滤) 、氧化处理、杀菌消毒、软化、阻垢剂加药

絮凝和絮凝过滤

絮凝处理的对象是原水中的小颗粒悬浮物和胶体。絮凝原理是通过添加化学药剂(铁盐或铝盐),使水中的这些杂质形成大颗粒的絮状物,然后在重力作用下沉淀,与水分离。絮凝过滤是指在水中加入絮凝剂,水与絮凝剂在流经砂碳过滤器的过程中反复接触进行絮凝反应,当生成的絮凝体达到一定体积后被截留在砂柱空隙之间, 这些被截留的絮凝物进一步吸附水中的细小矾花, 从而使水质清澈。絮凝过滤对胶体也有一定效果。

吸附、活性炭吸附

吸附法是利用多孔性固体物质, 吸附水中的某些污染物质在其表面,从而达到净化水体的方法。吸附法能去除的污染物包括: 有机物、胶体、余氯、还能去除色度和嗅味等。常用的吸附剂有活性炭、大孔径吸附剂等, 其形态分为粉末和固体颗粒。目前最常用的是颗粒活性炭。

活性炭是使用烟煤、无烟煤、果壳、木屑等多种原料经碳化和活化处理制成的黑色多孔颗粒。活性炭柱的设计有压力式、重力式等多种形式。反渗透预处理中常用压力式活性炭柱, 其形式和结构与机械过滤器类似。活性炭过滤器可以做成单纯的活性炭柱, 也可与石英砂组成多介质过滤器,即可吸附余氯、有机物,也可以去除悬浮物。

精密过滤器(保安过滤器)

精密过滤器也称微孔过滤、保安过滤,它采用加工成型的滤材,如滤布、滤纸、滤网、滤芯等,用以去除极微小的颗粒。普通的砂虑能够去除大多数固体颗粒, 但是出水中仍然含有大量的粒径在1-5 微米左右的颗粒, 虽然颗粒很小, 但是进入反渗透系统中以后,在膜元件的浓缩下,仍然会造成膜元件不可逆的污染。精密过滤器常设置在压力过滤器之后, 有时也设置在整个预处理工艺的末端防止破碎的滤料、活性炭、树脂等进入反渗透系统,尽量做到不将上道工序产生的微粒带入下一道工序中。精密过滤器的进水口和出水口应设置压力表, 其差值可以判断精密过滤器中滤芯的污染程度,一般压力差大于15psi(0.1KPa)时,就需要更换其中的滤芯。

软化

软化是指采用化学方法, 去除水中硬度的处理方法。分为离子交换软化和药物软化两种。药物软化是根据溶度积原理, 使水中所含有的硬度在适当的条件下转化为难溶性的化合物, 进而沉淀去除。药物软化通常采用石灰软化工艺,可以有效的降低钙、镁、钡等离子浓度,但由于要使用专用反应器,而且产水的PH会相应升高,运行成本较高,目前反渗透预处理常采用的方法是离子交换软化。离子交换软化是指采用离子交换机, 将水体中硬度组成部分钙镁等离子同离子交换剂有效交换基团(通常是钠离子)反应,从而使水质达到软化的效果。由于离子交换软化需要进行树脂再生, 耗费再生液(通常是工业盐),同时也会有高浓度含盐废水产生,对于高硬度水经济性较差, 目前只有小型系统使用, 大中型系统一般采用添加阻垢剂来防止无机盐结垢污染。