反渗透水处理技术

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1、反渗透水处理技术Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 反渗透的基本原理反渗透的基本原理反渗透的基本原理反渗透的基本原理 影响反渗透性能的因素影响反渗透性能的因素影响反渗透性能的因素影响反渗透性能的因素 反渗透膜的分类及结构反渗透膜的分类及结构反渗透膜的分类及结构反渗透膜的分类及结构 反渗透装置给水的要求及预处理的选择反渗透装置给水的要求及预处理的选择反渗透装置给水的要求及预处理的选择反渗透装置给水的要求及预处理的选择 反渗透系统设计软件的应用反渗透系统设计软件的应用反渗透

2、系统设计软件的应用反渗透系统设计软件的应用 反渗透装置设计及系统配置反渗透装置设计及系统配置反渗透装置设计及系统配置反渗透装置设计及系统配置 其他计算书其他计算书其他计算书其他计算书目 录 反渗透的基本原理反渗透的基本原理渗渗透透：是是指指稀稀溶溶液液中中的的水水分分子子自自发发地地透透过过半半透透膜膜进进入入浓浓溶溶液的过程。液的过程。渗渗透透压压：是是指指某某溶溶液液在在自自然然渗渗透透过过程程中中，浓浓溶溶液液液液面面不不断断升升高高，稀稀溶溶液液液液面面相相应应降降低低，直直到到两两侧侧形形成成的的水水柱柱压压力力抵抵消消了了水水分分子子的的迁迁移移，溶溶液液两两侧侧的的液液面面不不再

3、再变变化化，渗渗透透达达到到平衡点，此时的液柱高差称为该溶液的渗透压。平衡点，此时的液柱高差称为该溶液的渗透压。反渗透：渗透平衡时，如果在浓溶液侧施加一个压力，那反渗透：渗透平衡时，如果在浓溶液侧施加一个压力，那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透，这个渗透么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透，这个渗透由于与自然渗透相反，故叫反渗透（由于与自然渗透相反，故叫反渗透（RORO） 反渗透的基本原理反渗透的基本原理渗渗透透压压的的计计算算：渗渗透透压压的的大大小小取取决决于于溶溶液液的的种种类类、浓浓度度和和温温度度而与半透膜本身无关。计算公式如下（仅适用于稀溶液）：而与半透膜本身无关。计算

4、公式如下（仅适用于稀溶液）： CRTCRT 渗透压（渗透压（kg/cmkg/cm2 2） C C 离子浓度差（摩尔离子浓度差（摩尔/ /升）升） R R 气体常数（等于气体常数（等于0.0820.082升升 大气压大气压/ /摩尔摩尔kk） T T 绝对温度（绝对温度（kk） 如计算如计算3 3NaCLNaCL（近于海水）在（近于海水）在2525时的渗透压：时的渗透压： C= C=（30/58.530/58.5）221.0261.026摩尔摩尔/ /升升 CRTCRT1.0260.0821.0260.082（2732732525）24.4 24.4 （kg/cmkg/cm2 2） 影响反渗透性

5、能的因素影响反渗透性能的因素产产水水通通量量和和脱脱盐盐率率是是反反渗渗透透过过程程中中的的关关键键参参数数，针针对对特特定定系系统统条条件件，水水通通量量和和脱脱盐盐率率主主要要受受压压力力、温温度度、回回收收率率、进进水水含含盐盐量和量和pHpH值的影响。值的影响。基本关系式基本关系式 1 1、产水率：、产水率：Q QWWK KWWAA（P P ）/d/d Q QWW 产品水流量产品水流量 K KWW 温度校正系数（取决于膜的类型和温温度校正系数（取决于膜的类型和温度）度） A A 膜表面积膜表面积 P P 膜两侧的压力膜两侧的压力 膜两侧的渗透压膜两侧的渗透压 d d 膜厚度膜厚度 2

6、2、盐通量：、盐通量：Q QS SK KS SAAC/dC/d Q QS S 盐通量盐通量 K KS S 盐透过系数（取决于膜的类型和温度）盐透过系数（取决于膜的类型和温度） A A 膜表面积膜表面积 C C 膜两侧的浓度剃度膜两侧的浓度剃度 膜两侧的渗透压膜两侧的渗透压 影响反渗透性能的因素影响反渗透性能的因素进水压力对通量和脱盐率的作用脱盐率产水通量进水温度对通量和脱盐率的作用产水通量(恒定压力)脱盐率(恒定通量)脱盐率水通量回收率增加盐浓度对通量和脱盐率的影响增加回收率对通量和脱盐率的影响脱盐率水通量压力温度原水浓度 影响反渗透性能的因素影响反渗透性能的因素增加产水量透盐率有效压力温度回

7、收率进水含盐量进水pH对水通量和脱盐率的影响水通量脱盐率pH 值 反渗透膜的分类和结构反渗透膜的分类和结构反渗透膜的分类：反渗透膜的分类： 按化学成份分为：按化学成份分为：醋酸纤维膜、 复合膜 按形态分为：按形态分为：板框式、管式、卷式、中空纤维 按按用用途途分分为为：苦咸水膜（普通膜、低污染膜、超低压膜）、钠滤 膜、海水膜反渗透设计中常用的几种膜型号反渗透设计中常用的几种膜型号低压高脱盐率膜低污染膜极低及超低压膜海水膜BW30-400BW30-365BW30-400FRBW30-365FRBW30LE-440XLE-440SW30HR-320SW30HR-380SW30HRLE-400I陶氏

8、CPALFCESPASWC海德能TFC8822HR-365、TFC8822HR-400TFC8832HR-575TFC-HF、TFC-SSTFC-FF-Premium流体TM720-400TML20-370TML20-400东丽反渗透反渗透基本原理基本原理2、反渗透技术、反渗透技术 反渗透膜的分类和结构反渗透膜的分类和结构反渗透膜的结构：膜元件结构示意图反渗透膜的结构：膜元件结构示意图-1-1 浓水集水管膜透过水膜透过水流道网原水原水流道网原水反反渗渗透透膜膜元元件件构构造造2、反渗透技术、反渗透技术 反渗透膜的分类和结构反渗透膜的分类和结构反渗透膜的结构：膜元件结构示意图反渗透膜的结构：膜元

9、件结构示意图-2-2 2、反渗透技术、反渗透技术 4.1、反反渗渗透透 2、反渗透技术、反渗透技术 4.1、反反渗渗透透构构造造 2、反渗透技术、反渗透技术 4.1、反反渗渗透透构构造造 2、反渗透技术、反渗透技术 4.1、反反渗渗透透构构造造 2、反渗透技术、反渗透技术 4.1反反渗渗透透前前保保安安过过滤滤器器 反渗透装置给水的要求反渗透装置给水的要求温度：545 PH：310浊度：1NTUFe：0.05SDI：5余Cl2：0.1ppm CODMn：2mg/l 反渗透预处理的选择反渗透预处理的选择反渗透预处理的必要性：反渗透预处理的必要性： 反反渗渗透透的的预预处处理理是是为为了了保保证证

10、膜膜组组件件良良好好的的设设计计性性能能和和长长时时间间的的安全稳定运行、保证膜的使用寿命。安全稳定运行、保证膜的使用寿命。反渗透预处理解决的问题：反渗透预处理解决的问题： 解决反渗透系统的污堵、结垢和膜本身发生化学变化。解决反渗透系统的污堵、结垢和膜本身发生化学变化。 污堵：有机物、胶体在膜表面上的沉积污堵：有机物、胶体在膜表面上的沉积 结结垢垢：部部分分盐盐类类的的浓浓度度超超过过其其溶溶度度积积在在膜膜表表面面的的沉沉淀淀，例例如如碳碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙、磷酸钙等。酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙、磷酸钙等。 膜膜本本身身发发生生化化学学变变化化：使使TFCTFC膜

11、膜的的胺胺基基受受氧氧化化而而破破坏坏、受受到到强酸强碱的溶解等。强酸强碱的溶解等。 反渗透预处理的选择反渗透预处理的选择不同水源的污染物的组成与常规预处理：不同水源的污染物的组成与常规预处理：1 1、地地下下水水：即即井井水水，一一般般水水质质稳稳定定，污污染染可可能能性性低低，水水中中溶溶解解氧氧少少，二二价价FeFe、MnMn、H H2 2S S等等还还原原性性物物质质多多，微微生生物物和和菌菌类类较较少少。仅仅需需简简单单的的预预处处理理。例例如如：设设置置多多介介质质过过滤滤、加加阻阻垢垢剂剂、5um5um保保安安过滤器即可。过滤器即可。2 2、地地表表水水：受受季季节节的的影影响响

12、较较大大，有有发发生生微微生生物物和和胶胶体体两两方方面面高高度度污污染染的的可可能能性性。所所需需的的预预处处理理较较复复杂杂。包包括括：絮絮凝凝/ /助助凝凝、澄澄清清、多介质过滤、超滤、脱氯、加酸、加阻垢剂等。多介质过滤、超滤、脱氯、加酸、加阻垢剂等。3 3、工工业业和和市市政政废废水水：含含有有更更复复杂杂的的有有机机和和无无机机成成分分。有有些些有有机机物物甚甚至至会会严严重重影影响响反反渗渗透透产产水水量量的的下下降降甚甚至至膜膜的的降降解解。因因此此必必须须有有更更加加周周全全的的预预处处理理。包包括括：酸酸碱碱中中和和、三三级级生生化化处处理理、加加氯氯氧氧化化、澄清多介质过滤

13、、超滤、脱氯、加酸、加阻垢剂等工艺。澄清多介质过滤、超滤、脱氯、加酸、加阻垢剂等工艺。4 4、循循环环排排污污水水：高高硬硬度度、高高碱碱度度、高高pHpH值值，经经循循环环系系统统浓浓缩缩后后已已处处于于过过饱饱和和状状态态；水水中中投投加加的的药药剂剂量量及及药药剂剂种种类类很很多多，水水质质成成分分复复杂杂；有有机机物物及及细细菌菌微微生生物物的的含含量量较较高高。预预处处理理工工艺艺的的选选择择要要慎重。慎重。 反渗透预处理的选择反渗透预处理的选择原水水质分析项目：原水水质分析项目： 原水分析单位：_ 分析者：_水源概况： _ 日 期：_电导率：_ pH值：_水样温度：_oC组成分析(

14、分析项目请标注单位，如mg/L，ppm，meq/L，以CaCO3 计等)： 氨离子(NH4+) _ 二氧化碳(CO2) _ 钾离子(K+) _ 碳酸根(CO32-) _ 钠离子(Na+) _ 碳酸氢根(HCO3-) _ 镁离子(Mg2+) _ 亚硝酸根(NO2-) _ 钙离子(Ca2+) _ 硝酸根(NO3-) _ 钡离子(Ba2+) _ 氯离子(Cl-) _ 锶离子(Sr2+) _ 氟离子(F-) _ 亚铁离子(Fe2+) _ 硫酸根(SO42-) _ 总铁(Fe2+/Fe3+) _ 磷酸根(PO43-) _ 锰离子(Mn2+) _ 硫化氢(H2S) _ 铜离子(Cu2+) _ 活性二 氧化

15、硅(SiO2)_ 胶体二氧化硅(SiO2) _ 铝离子(Al3+) _ 游离氯(Cl ) _ 其它离子(如硼离子)：_ 总固体含量(TDS) _ 生物耗氧量(BOD) _ 总有机碳(TOC) _ 化学耗氧量(COD) _ 浊度(NTU)： _ 细菌(个数/mL)： 备注(异味、颜色等)：不同污染物的常规预处理措施：不同污染物的常规预处理措施：1 1、结结垢垢物物质质：主主要要是是碳碳酸酸钙钙、硫硫酸酸钙钙、硫硫酸酸钡钡、硫硫酸酸锶锶、氟氟化化钙钙、磷磷酸酸钙钙（主主要要是是市市政政污污水水）等等。常常规规预预备备处处理理措措施施：加加阻阻垢垢剂剂、加酸、降低回收率、加酸、降低回收率、NaNa离

16、子软化、弱酸阳树脂脱碱、石灰软化。离子软化、弱酸阳树脂脱碱、石灰软化。2 2、二二氧氧化化硅硅：二二氧氧化化硅硅专专用用阻阻垢垢剂剂、调调pHpH值值、进进水水加加温温、石石灰灰纯碱软化处理、超滤。纯碱软化处理、超滤。3 3、有有机机物物：活活性性炭炭吸吸附附、选选用用抗抗污污染染膜膜、三三级级生生化化处处理理、絮絮凝凝澄澄清，多介质过滤、超滤、投加氧化剂。清，多介质过滤、超滤、投加氧化剂。4 4、细细菌菌：连连续续或或定定期期加加氯氯（调调整整pHpH值值）、紫紫外外杀杀菌菌、臭臭氧氧、亚亚硫酸氢钠。硫酸氢钠。5 5、铁、锰、硫化物：曝气锰砂过滤、超滤、过滤。、铁、锰、硫化物：曝气锰砂过滤、

17、超滤、过滤。6 6、浊度、胶体、颗粒物质：澄清、多介质过滤、超滤。、浊度、胶体、颗粒物质：澄清、多介质过滤、超滤。7 7、油和脂：活性炭过滤、超滤、油和脂：活性炭过滤、超滤8 8、余氯：活性炭过滤、亚硫酸氢钠。、余氯：活性炭过滤、亚硫酸氢钠。 反渗透预处理的选择反渗透预处理的选择反渗透系统运行方式：反渗透系统运行方式：1 1、单组件系统、单组件系统 反渗透系统设计及系统配置反渗透系统设计及系统配置1 1、单段系统、单段系统 高压泵 进水浓水产水 保安过滤器单支膜元件浓水循环 高压泵 进水浓水产水 保安过滤器6支膜元件6支膜元件6支膜元件反渗透系统运行方式：反渗透系统运行方式：1 1、多段式排列

18、系统、多段式排列系统 反渗透系统设计及系统配置反渗透系统设计及系统配置1 1、多级系统、多级系统 高压泵6支膜元件 进水浓水产水 保安过滤器6支膜元件6支膜元件6支膜元件6支膜元件6支膜元件 二级浓水回一级 进水 高压泵 保安过滤器RO1 一级产水 二级产水RO2反渗透系统的设计步骤：反渗透系统的设计步骤：1 1、考虑进水水源、水质，进水和产水流量以及所需的产水水质考虑进水水源、水质，进水和产水流量以及所需的产水水质。2 2、选择系统排列和级数选择系统排列和级数 。3 3、膜元件的选择膜元件的选择 。4 4、膜平均通量的确定膜平均通量的确定 。5 5、计算所需的元件数量计算所需的元件数量 。6

19、 6、计算所需的压力容器数计算所需的压力容器数 。7 7、段数的确定段数的确定 8 8、确定排列比确定排列比 9 9、分析和优化膜系统分析和优化膜系统 1010、运用反渗透计算软件进行系统模拟运算、运用反渗透计算软件进行系统模拟运算 反渗透系统设计及系统配置反渗透系统设计及系统配置反渗透系统的配置：反渗透系统的配置： 反渗透系统设计及系统配置反渗透系统设计及系统配置典型反渗透系统进水压力泵出口压力表浓水压力进水低压开关滤器出口压力进口温度滤器进口压力高压止回阀进水取样不合格产水排放浓水控制阀浓水流量计产水流量计浓水排放产水出口浓水取样总产水取样膜组件出水高压保护进水控制阀投加药品保安滤器膜系统高压泵产水止回阀反渗透装置图：反渗透装置图： 反渗透系统设计及系统配置反渗透系统设计及系统配置