《水处理系统的组成和设计要求09.6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水处理系统的组成和设计要求09.6（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、水处理系统的组成和设计要求,血液透析用反渗透水处理系统的基本要求,1 水处理系统的产水水质必须符合透析用水国家医药行业标准的要求（化学污染、生物污染）。 2 产水量满足透析透析用水的需求（透析机、透析器复用用水）。 3 操作简单，使用故障率低。 4 必要的清洗消毒装置。,透析用水国家医药行业标准（YY0572-2005）,血液透析用水的生物污染要求,透析用反渗透水处理,反渗透供水系统 1 水的预处理 1.1预处理的组成及作用 2 反渗透部分 2.1反渗透膜组件 2.2反渗透机的组成 2.3反渗透去除污染物的局限性 3 透析用水的供给 4 水处理机的安装条件,透析用反渗透水处理系统流程图,全自动
2、软化罐,活性炭罐,透析机,透析机,透析机,全自动砂滤罐,反渗透膜组件,保安过滤器,高压泵,预处理作用:水质达到反渗透膜进水水质的要求,卷式复合膜对进水水质要求,1.1.1前级加压泵；维持系统压力。 1.1.2机械过滤；除去不溶颗粒物。 1.1.3除铁装置；除去水中的铁离子。 1.1.4软化装置；除去水的钙镁离子。 1.15活性炭装置；吸附水中的有机物，致热 源，除去残余氯等。,1.1水的预处理包括,1.1.1前级加压泵及压力罐,加压泵提供水压、水的流量 压力罐缓冲作用，防止震动和水流快速流过管道，维持水流量,1.1.2机械过滤,采用石英砂或滤芯作机械过滤 石英砂过滤：1砂床是由大到小的石英砂排
3、列组成 2可除去直径大于25m颗粒物 3 定期反冲，清除滤料中截流的杂质，一般每周两次 滤芯过滤：将滤芯装入滤桶内，可除去大于滤芯孔径的杂质。 定期更换，一般每月一次。,1.1.3除铁装置,水中的铁能使交换树脂失效，污染反渗透膜 。 除铁常用锰砂过滤法，天然锰砂的主要成分是MnO2 。 铁离子与锰砂接触即可将Fe2+氧化成Fe3+ ， 生成的Fe3+立即水解生成絮状氢氧化铁沉淀 ， Fe(OH)3沉淀物经锰砂过滤后被除去 。 Fe3+OH-=Fe(OH)3 根据情况定时进行反清洗除去沉淀物。,1.1.4水软化装置,除去水中钙、 镁离子的过程称为软化 。 交换剂是钠型阳离子交换树脂。 水中的硬度
4、成分钙离子、镁离子与交换剂中钠离子进行交换 。 交换达到一定值时交换剂失效。为恢复交换能力可用再生液对其进行再生，常用的再生液为饱和盐溶液 。,树脂交换反应式,钠型阳树脂工作过程,钠型阳树脂再生过程,控制器,软化装置工作原理,软化装置吸盐工作原理,软化装置反冲原理,钠型阳树脂充填量的计算,钠型阳树脂交换剂的工作交换容量（E）按下式计算： E （eq/m3） =Q（H-HC）V 式中： Q 交换器的周期制水量（m3） H 进水硬度（meq/L） HC出水硬度（meq/L） V 交换器装载的交换剂体积（m3） 一般情况下HHC,上式可简化为： E=QHV (eq/m3) V=QHE,例：某医院有1
5、0台透析机每小时用反渗水300L，每天开机12小时，自来水硬度400mg/L（CaCO3)，每三天再生一次，反渗机的回收率50%，1M3阳树脂能除去1000克当量的硬度，问需充填多少M3的阳树脂。 Q=3001223=21600(L)=21.6（M3） Ca2+为400（40100）=160mg/L=160g/M3 H（Ca2+）=16040 2=8(eq/M3) E=1000(eq/M3) V=QHE=21.681000=0.169(M3) 需用0.169(M3)的阳树脂。 应选用大于0.19M3的树脂罐,保障树脂充分再生,1）使用粗盐或再生专用盐。 2）吸盐口在盐缸底部，保障吸入足量的饱和
6、盐水。 3）及时补充再生用盐，保证盐缸内有足够的未溶解盐。 4）观察盐缸补水情况及控制器工作情况。,1.1.5活性炭吸附,活性炭有非常多的微孔和巨大的表面积，因而具有很强的物理吸附能力 。 水中的有机物、致热源、残余氯、色素等用活性炭可除去 。 如果超过活性炭的吸附能力，有机物将漏掉进入水中。 活性炭再生困难，一般要定期更换。,活性炭除氯,活性炭除氯不是单纯的物理吸附，而是在其表面发生催化作用。 Cl2+H2OHCl+HClO HClOHCl+O 原子氧与碳原子由吸附状态迅速地转变成化合状态： C+2OCO2 氯与活性炭的反应可如下式: C+2Cl2+2H2O4HCl+CO2,计算所需活性炭体
7、积,V=SEBCT 式中 V活性炭体积，m3 S水的流量，m3/h EBCT空床接触时间，h=1/6小时 例：某医院透析室有10台透析机每小时用RO水300L，反渗机的回收率50%，需多少活性炭。 V=SEBCT=0.32（1/6）=0.1（m3） 需用活性炭0.1m3。,活性炭罐技术要求,1）保障水与活性炭的接触时间大于10分钟。 2） 采用双罐结构。选用硬质果壳炭。 3）活性炭罐出水处安装取样阀。,2反渗透系统,2.1反渗透组件 2.1.1、分离膜的种类 2.1.2两个基本的平衡公式 2.1.3反渗透原理 2.1.4反渗透膜的结构 2.1.5膜元件的性能、参数及影响因素 2.1.6膜的特性
8、 2.1.7膜的透过机理,2.1.1分离膜的种类,2.1.2两个基本公式（图解）,反渗透系统的脱盐率和回收率,A：溶质平衡公式：给水溶质含量等于产品水和浓水溶质含量之和。 给水溶质含量=产水溶质含量+浓水溶质含量 反渗透膜的脱盐率：浓水的含盐量/进水的含盐量（99%） 反渗透系统脱盐率：反渗透膜排列、组合有关（98%） B：流量平衡公式：给水流量等于产水量和浓水流量之和。 给水量=产水量+排水量 反渗透膜的回收率：产水量/进水量 ，单只膜回收率小于18% 反渗透系统回收率：一般控制在60-75%,2.1.3反渗透原理,渗透作用是水分子从低浓度溶液经半透膜到高浓度溶液的现象 。 在高浓度溶液一侧
9、用辅助加压则可使水分子从高浓度溶液经半透膜跑到低浓度溶液一侧，这便是反渗透。,反渗透原理,2.1.4膜的结构,目前膜的构型主要有平板式、管式、卷式和中空纤维式 。 膜有醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜和复合膜等 。 复合膜有三层组成，它们是：最上层的超薄脱盐层、中间是多孔聚砜内夹层、下面是聚酯支撑网层，脱盐层厚度为0.2m 。,分离机能层 (0.2 m),卷式反渗透,卷式反渗透膜,2.1.5膜元件的性能、参数及影响因素,反渗透膜的性能由三个因素表述 ： 产品水流量；脱盐率；运行稳定性 。 这些因素又受下列条件制约；第一，给水特性，如温度、溶解物和固形物等；第二，膜本身的特性，如膜的材料、结构等；第三
10、，运行条件，如压力、回收率的等 。 透水量qv.w可由下式确定 qv.w=kw(p-)S/ 透盐量qm,s可由下式确定 qm,s=ks(c)S/ 水温度升高透水量增大，一般温度每改变一度透水量约改变3%,反渗透的运行条件对膜的影响,2.1.6膜的特性,膜的方向性，只有反渗透膜的致密层与给水接触，才能达到脱盐效果 。 离子透过膜的规律，一般来说，1价离子透过率大于2价、2价大于3价 。 K+Na+ Ca2+Fe3+,2.1.7膜的透过机理,膜去除有机物是建立在筛网机理基础上的 。分子量大于300的物质被截流。 膜有高的脱盐率是由于半透膜对离子有排斥作用 。 膜表面对水分子有选择吸附作用。,2.2
11、反渗透机的组成,2.2.1反渗透机框架 。 2.2.2压力管路；一般采用PVC-U或不锈钢材料，耐压2.6Mpa 2.2.3高压泵 ；它向膜组件提供平稳、不间断的流量和合适的压力 。 2.2.4电气、仪表、控制系统 。 2.2.5膜组件的排列组合；常用给水串联，产品水并联的方式 。 2.2.6消毒装置。,2.2.1反渗透机框架,2.2.3高压泵 ；,它向膜组件提供平稳、不间断的流量和合适的压力 。常规复合膜需要1.6MPa,对低压复合膜需要1.05MPa。,2.2.4电气、仪表、控制系统,电器控制：动力电源一般选用380V三相电源，控制电源选用24V低压直流电源。RO系统控制包括仪表指示参数、
12、报警、高压泵控制、电磁阀控制、消毒控制等。,显示仪表,显示仪表有：进水、产品水电导率显示记录，进水、产品水、排水流量指示记录，进水、产品水余氯显示，进水、高压泵进出口、产品水压力显示记录，进水温度、pH值显示,2.2.5膜组件的排列组合,双级反渗透系统,采用双级反渗透系统，第一级反渗透出水作为第二级反渗透的进水，在一级系统除盐率98%的基础上，第二级在除去80%盐类物质。,二级RO系统,双级反渗透系统流程图,单级反渗透与双级反渗透对化学污染物的清除,无死腔膜壳可降低生物污染,2.2.6反渗透的清洗消毒装置,卫生热消毒型反渗透膜,2.3反渗透去除污染物的局限性,A 对化学污染物去除的局限 反渗透
13、膜的性能：脱盐率、不能除去溶解性气体（氯） 反渗透系统设计：浓水再循环 B 对微生物污染的去除 理论上：反渗透膜能截流分子量300的有机物，微生物将被截留。,反渗透去除污染物的局限性,反渗透膜可截留分子量大于300的物质，细菌、病毒、内毒素均被截留，但事实上细菌、内毒素却存在于透析用水中。分析原因有以下可能性：a微生物透过膜材料的微观缺损。b透过松动的O型环或其它密封材料。c给水或预处理造成微生物的严重污染。d产品水输水管路及储水容器被污染。,反渗透膜压力容器图示,反渗透膜元件的典型脱盐率,3 透析机供水系统,输送管路及储存容器选用卫生级器件，管路直径合理，如U-PVC、316L不锈钢管，减少
14、接头，避免水流盲区，单路循环，管径细，路径短。 透析机串行连接。,卫生级管件,管路水流速大于0.4m/s 15mm管路水处理产水量大于用水量4.2L/min 20mm管路大于用水量8.4L/min,输送管路热消毒系统,热消毒的温度，管路循环温度保持8293，30min。优点：环保，消毒后无残留安全性高。 不足：消耗大量电能，现多数只对供水管路消毒，水处理机、透析机不能联合消毒。,非直供方式,4 水处理机的安装条件,水处理机房 1）面积大于水处理机占地面积1.5倍以上。 2）地面作防水，多出地漏。 3）避免阳关直接照射。 4）高层建筑应考虑建筑物承重。 水、电供给 1）水量应大于水处理机产水量的
15、2.5倍以上，水压大于0.1MPa 2）根据水处理机的要求安装380V三相或220V单线电源，功率大于标称量的1.5倍，应装有相应的过流、漏电保护,水处理机房,反渗透系统配置应注意的因素,应根据透析机台数、复用用水和未来发展合理确定反渗透机的产水量，根据本院水源的水质分析报告合理配置预处理组件，根据透析用水标准和用量选用膜类型及数量，测算膜元件合理的排列组合。 每台透析机用水一般为500ml/min ，每小时30L，如透析室有10台透析机每小时用反渗水300L，设计时透析机的用水应大于N（透析机台数）30L/h1.3(倍)，如反渗水是循环供给方式则设计时透析机的用水应大于N30L/h1.5(倍)。,谢谢,
