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1、除盐水站膜分离技术第一部分 膜分离技术膜法分离技术一般可分为四类：微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO），它们的精度按照以上顺序越来越高。1、微滤（MF）:能截留0.11微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体（无机盐）等通过，但能够阻挡悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体透过，微滤膜两侧的运行压差（有效推动力）一般为0.7bar。2、超滤膜（UF）：能截留0.0020.1微米之间的颗粒和杂质和大分子有机物，用于表征超滤膜的切割分子量一般介于1000100000之间，超滤膜两侧的运行压差一般为17bar。3、纳滤（NF）：截留物质的大小约为0.001微米，截留有机物
2、的分子量大约为200400左右，对单价引力子盐溶液的去除率低于高价阴离子盐溶液，如氯化钠和氯化钙的脱除率为2080%，二硫酸镁和硫酸钠的脱除率为9098%，纳滤一般用于去除地表水的有机物和色度，拖出深井水的硬度和放射性镭，部分去除溶解性盐类，浓缩食品以及药剂分离的有用物质，纳滤两侧运行压差一般为3.516bar。4、反渗透（RO）：是最精密的膜法分离技术，它能够阻挡所有溶解性盐类及分子量大于100的有机物，但允许水分子透过，反渗透膜的脱盐率一般大于98%，反渗透膜两侧的压差一般大于5bar.5、渗透：稀溶液中的溶剂（水分子）自发地透过半透膜（反渗透膜和纳滤膜）进入浓溶液（浓水）侧的溶剂（水分子
3、）流动现象。6、渗透压：某溶液在自然渗透的过程中，浓溶液侧液面不断升高，稀溶液侧的液面相应减低，指到两侧形成的水柱压力抵消了溶剂的迁移，溶液两端的液面不再发生变化，渗透过程达到平衡点，此时的液柱高差称为该溶液的渗透压。7、反渗透原理：即在进水（浓溶液）侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水（浓溶液）中的水分子部分通过魔成为稀溶液侧的净化产水。8、纳滤原理：纳滤和反渗透没有明显界限。9、反渗透膜：允许溶剂分子透过而不允许溶质分子透过的一种功能性的半透膜称为反渗透膜；10、纳滤膜：允许溶剂分子或某些低分子量或低价的溶质透过
4、的一种功能性的半透膜称为反渗透膜；11、膜元件：将反渗透或纳滤片与进水流道网格、产水流道的材料、产水中心管和抗应力器等粘胶剂组装在一起，能实现进水与产水分开的反渗透或纳滤过程的最小单元称为魔元件；12、膜组件：膜元件安装在受压的压力容器外壳内构成膜组件；13、膜装置：由膜组件、仪表、管道、阀门、高压泵、保安过滤器、就地控制盘和机架组成的可独立运行的成套单元膜设备称为膜装置，反渗透和纳滤过程是通过膜装置实现的；14、膜系统：针对特定的水源条件和产水要求设计的，由预处理、加药装置、增压泵、水箱、膜装置和电气仪表连锁控制的完整的魔法水处理工艺过程的统称。15、影响反渗透和纳滤膜性能的因素产水通量和脱
5、除率是反渗透和纳滤过程的关键参数，针对特定的系统条件，水通量和脱除率石墨的本身特性而膜系统的水通量和脱除率则主要受到压力、温度、回收率、进水含盐量和PH只影响。（1）回收率：指膜系统中给水转换成产品水或透过液的百分率。膜系统的设计是基于进水水质而定的，设置在浓水管道上的浓水阀可以通过调节设定回收率。回收率常常希望最大化以便获得最大的产水量，但是膜系统内部不会因盐类等杂志的过饱和发生沉淀为他的极限。（2）脱盐率：通过反渗透从系统中进水中去除总可溶性杂志弄去的百分率，后通过纳滤膜脱出特定组分如二价离子 或有机物的百分数。（3）透盐率：脱盐率的相反值，它是进水中溶解性的杂质成分透过膜的百分率。（4）
6、渗透液：经过膜产生的净化水。（5）流量：是指进入膜元件的进水流率，（6）通量：以单位膜面积透过液的流率，通常是每小时平方米升表示。（7）稀溶液：净化后的水溶液；（8）浓溶液：未通过膜的那部分凝液，如浓水。（9）压力的影响：进水压力影响RO和NF膜的产水通量和脱盐率，透过膜的水通量增加与进水压力的增加存在直线关系，进水压力增加也增加了脱盐率但是两者没有线性关系。（10）温度影响：膜产水电导对进水温度变化非常敏感，随着温度的增加水桶两几乎线性增大，这主要归功于透过膜的水分子粘度下降、扩散能力增加，增加水温会导致除盐率降低或透盐率增加，这主要是盐分透过膜的扩散速率会因温度的提高而加快所致。（11）盐
7、度的影响：渗透压是水中所含盐分或有机物浓度和种类的函数，盐的浓度增加，渗透压增加；如果压力保持恒定，含盐量越高通量越低。增加回收率水通量降低，脱盐率降低。（12）回收率：RO系统最大可能回收率并不一定取决于渗透压的限制，往往取决于原水中的含盐量和他们在膜面上要发生的沉淀倾向，最常见的为溶盐类是碳酸钙、硫酸钙和硅，应该用化学法水方法阻止应膜浓缩过程引发的结垢。（13）PH值的影响：水水通量和脱盐率相对稳定增加产水量透盐率有效压力增加增加降低温度增加增加增加回收率降低增加进水含盐量增加降低增加第二部分 水化学与预处理为了提高反渗透和纳滤膜系统效率，必须对原水进行有效的处理。针对原水水质和系统的回收
8、率等主要设计参数要求，选择适宜的预处理工艺，就可以减少污堵、结垢和膜降解，从而大幅度提高系统效能，实现系统产水量、脱盐率、回收率和运行费用的优化。污堵：有机物和胶体在膜面上的沉积；结垢：部分盐类的浓度超过其溶度积在膜上的沉淀，例如碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硫酸锶、氟化钙和磷酸钙等；膜降解：膜元件性能衰减；预处理必须考虑全系统可靠运行的需要，例如若混凝澄清池设计或操作不合理，会对砂滤器或多介质过滤器产生超过其极限的负荷。这样的不合理的预处理常常造成膜的频繁清洗，其结果是清洗费用、停机时间和系统的衰减将会十分明显。适宜的预处理方案取决于水源、原水组成和应用条件，通常情况下净水水质稳定，污染可能性低，
9、仅需简单的预处理如设置加酸或阻垢剂和5微米保安过滤器即可。相反地表水是一种直接受季节影响的水源，有发生胶体和微生物两方面高度污染的可能性需要其余处理步骤包括氯消毒、絮凝/助凝、澄清、多介质过滤、脱氯、加酸或阻垢剂。工业和市政废水处理更复杂的有机和无机成分，某些有机物可能会严重影响RO/NF膜引起水量严重下降或膜的降解。一旦确定水源就必须全面而准确的原水分析，它是确立合适预处理方案和RO/NF系统排列设计的关键的依据原水类型可按照总含盐量（TDS）和总有机含量（TOC）来划分；标准海水：含盐量在3500mg/L的海水称为标准海水苦咸水：苦咸水的组成变化范围极大，苦咸水处理系统的制约因素主要是化学
10、性质，即碳酸钙或硫酸钙等化合物的结垢和沉积，因进水不断浓缩，当超过其溶度积时会在膜表面发生沉淀或结垢；潜在的微生物污染又是又是另一个应先因素，工业水或市政废水处理系统存在大量有机物、无机物、病毒与细菌等微生物和藻类，这样起制约不仅仅是物理与化学因素，还有气微生物指数，即与膜有亲合反应的有机碳或生物可降解的溶解性有机物或潜在的磷酸盐垢。钡和锶必须检测到1ppb和1ppm数量级，同时还要考虑到温度在一定范围内变化的可能，因为温度变化也会引起系统出现结构的危险，特别是原水中贵和碳酸请跟含量较高时更应该注意这一点。为了防止膜结垢采取的方法加酸：大多数地表水和地下水中的碳酸钙几乎呈饱和状态，由下式可知C
11、aCO3的溶解度取决于PH值:Ca2+ + HCO3- -H+ + CaCO3，因此通过加酸，化学平衡可以向左侧移动，使碳酸钙维持溶解状态，所用酸的品质必须是食品级。硫酸比盐酸更易使用，但在另一方面，进水中的硫酸根含量增加就流酸结垢而言问题会更严重。CaCO3在浓水中更具有溶解的倾向而不是沉淀，对于苦咸水而言，可根据朗格里而指数，表示这种趋势的溶解倾向，在饱和PHs的条件下，水中CaCO3溶解与沉淀之间的平衡可定LSI=PH-PHs(TDS10000mg/L)，加酸对控制CaCO3垢有效。加阻垢剂：阻垢剂用于控制碳酸盐垢、硫酸盐垢以及氟化钙垢，通常有三类阻垢剂：六偏磷酸钠（SHMP）、有机磷酸
12、盐和多聚丙烯酸盐。相对聚合有阻垢剂而言，六偏磷酸钠价廉但不稳定，他能少量吸附于微晶体表面，阻止结垢晶体的进一步生长和沉淀。但必须是使用食品级六偏磷酸钠，还要防止SHMP在计量箱中发生水解，一旦水解，不仅会降低阻垢率，同时也产生磷酸钙沉淀的危险。因此，目前极少使用SHMP，有机磷酸盐效果更好也未定，适用于防止不溶性的铝和铁的的结垢，高分子量的多聚丙烯酸盐通过分散作用可以减少SIO2结垢的形成。但是聚合有机阻垢剂遇到阳离子聚电解质或多价阳离子时，可能会发生沉淀反应，例如铝或铁，所产生的胶体反应物，非常难以从膜表面去除，对于阻垢剂的加入量，请咨询阻垢剂供应商，避免加入过量，因为过量的阻垢剂对莫而言也
13、是一种污染。阳离子聚电解质可能会与负电性的阻垢剂发生协同沉淀并污染膜表面，必须保证当添加阴离子阻垢剂时，水中不存在共聚阳离子。预防硅垢大多数水源溶解性二氧化硅（SIO2）的含量在1100mg/L。过饱和的SIO2能够自动聚合形成不溶性的胶体硅和胶状硅，引起膜污染，浓水侧的最大的SIO2的浓度取决于SIO2的溶解度。浓水硅的结垢倾向与进水中的情形不同，这是因为SIO2的浓度增加时，浓水的PH值也在变化，这样SIO2的结垢计算要根据原水的水质分析和反渗透的操作参数（回收率）而定。如果出现一定量的金属，如AI3+，可能会形成金属硅酸盐改变SIO2的溶解度。硅结垢的发生大多数为水中存在的铝或铁，因此如
14、果存在硅，应保证水中没有铝和铁，并且推荐使用1微米的保安滤器滤芯，同时采用预防性酸清洗措施。为了提高回收率，进行石灰-纯碱软化处理时，应添加氧化镁或铝酸钠改变SIO2的溶解度。同时确保软化过程有效运转十分重要，以防止反渗透系统会出现难溶的金属硅盐。由于PH值低于7或PH高于7.8可以增加硅的溶解度，就防止硅的结垢而言，加酸或加碱可以提高水的回收率，但在高PH条件下，要防止CaCO3的沉淀；当采用热交换器增加进水温度时，就二氧化硅的结垢而言，可以显著提高水的回收率，但膜系统的最高允许温度为45；高分子量的聚丙烯酸脂阻垢剂可以用于增加二氧化硅的溶解度。预防磷酸钙垢：出现磷酸钙垢的情况不太普遍，磷是
15、自然界的丰度元素，存在于许多化合物中，在天然水和废水中，翰林化合物的存在形成为：颗粒状磷酸盐；正磷酸盐（PO43-）,根据PH值的不同，正磷酸盐的表现形态为H3PO4,H2PO4-,HPO42-,PO43-,在中性废水中，H2PO4-,HPO42为主要成份；聚合磷酸盐，是纺织品洗涤剂会其它洗涤产品中的重要成分，因产品的种类而异，一般含有27个磷原子；有机磷，它是生命体的必需元素；根据报道，磷酸钙和磷灰石在中性和碱性条件下，不易水解，但可溶解在酸中，磷酸铝和磷酸铁在中等酸性条件下，也不水解，这样在于处理阶段，除去铝和铁就十分重要，由于磷化学的复杂性，也就难于预测发生磷酸钙垢的极限。预防胶体和颗粒污堵胶体和颗粒污堵可严重影响反渗透和纳滤元件性能，如大幅度将地产水量，有时也会降低系统脱盐率，胶体和颗粒污染的初期症状是系统压差的增加。反渗透及纳滤进水中的淤泥和胶体的来源有相当大的差异，通常包括细菌、粘土、胶体和铁的腐蚀产物。澄清池和介质过滤器所用的预处理絮凝剂如聚合氯化铝、三氯化铁、阳离子聚合电解质，会与微小的胶体和颗粒结合，聚成大尺度的絮凝体，以便于填料或滤芯截留住，这类絮凝剂就是的人们对介质过滤器和滤芯截留住，仍能发挥出色的过滤效果。当这些絮凝剂过量或少许，过量部分的絮凝剂本身之间会发生自凝聚生成较大的颗粒可被过滤过程截住，大特别注意的是如果超极限投加有可能在元件内部因被截留而污染膜
