反渗透设备培训手册.docx

1、反渗透设备培训手册235m3/h 反渗透设备培 训 手 册及操 作 规 程编制：校核：审定：批准：第一章 名詞定义1、 悬浮物：凡颗粒粒径在10-6mm以上的杂质称为悬浮物。天然水泥沙、粘土是主要成份，其次，还有动植物及其遗骸、微生物和有机物等。2、 胶体：凡颗粒粒径在10-620-4范围内的杂质称为胶体，胶体颗粒是 许多分子或离子的集合体，这种细小颗粒具有较大的比表面积，从而使它具有特殊的吸附能力，而被吸附的物质往往是水中的离子，因此，胶体微粒就带有一定的电荷。同种胶体带有相同的电荷，从而使它们之间产生了电斥力，这就使胶体微粒在水中不易聚沉。此外，带电的胶体微粒还会吸引极性水分子使其周围形成

2、一层水化层，进一步阻止胶体微粒相互接触，使胶体在水中维持分散运动的稳定状态。天然水中的胶体主要为硅酸及铁、铝化合物，一些高分子化合物，如腐殖质等，也有一些在此粒径范围内的细菌、病毒等。天然水中的胶体一般均带负电荷。悬浮物和胶体是使天然水产生浑浊的主要原因。3、 溶解物：溶解物的粒径在10-6以下，它是以分子或离子状态存在的。又可分为盐类、气体和有机物三类。 4、 悬浮固体：它是水中那些不溶于水的细微悬浮物质烘干后的重量。水的总固体与溶解固体之差也等于悬浮固体。5、 淤积密度指数值(Silt density index. SDI)或污染指数值(Fouling indes.FI)：FI或SDI是用

3、“膜滤法”测定水中极细小微粒的方法，它是反渗透法处理水时，对进水水质要求的一项重要的水质控制指标。6、 离子：带电荷的原子、原子团和分子。7、 阴离子：带负电荷的离子。如CO32-、SO42-、HCO3-、NO3-等。8、 阳离子：带正电荷的离子。如Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+、K+等。9、 电导率：靠测量离解离子导电能力来测量盐水浓度的方法，称之为电导率，通常用s/cm来表示。10、 碱度：碱度是指水中含有能与强酸起中和反应的物质的含量，即是能与氢离子相化合的物质的含量。主要有重碳酸盐碱度(HCO3-)、碳酸盐碱度(CO32-)和氢氧化物碱度(HO-)。11、 硬度：水中的硬度是水中

4、钙、镁、铁、锰、锶等 离子的总量之和。主要是钙和镁的总和。12、 浓水(排放液)：残留于反渗透元件的螺旋槽内的进水的浓缩部分，一般被排放掉。13、 进水：在高压力下，用泵将供水打入反渗透组件称为进水。14、 进水电导率：测量供给反渗透系统的水的电导率。15、 进水流量：流入反渗透系统的水流的计量方法。16、 进水PH值：测量进水中氢离子浓度的方法。17、 渗透：渗透是溶剂(如纯水)通过一张半透性的分离两种溶液的膜，从稀的盐溶液中进入更浓的盐溶液中。18、 渗透平衡：由于膜两边的溶质的浓度平衡，此时，水不发生进一步迁移 ，就达到了渗透平衡。19、 渗透压：渗透压头就是由水通过分隔两种不同浓度的溶

5、液的膜的迁移而导致的静压头。20、 回收率：进水变成产品水而被回收的比例。回收率=(产品水流量)/（进水流量）100%21、 产品水（淡水）：进水通过膜壁而渗透过的部分，其存入产品水集水管。22、 反渗透：压力在浓溶液侧超过渗透压的应用，这样引起较浓溶液中的溶剂通过膜，流向较稀的溶液，称为反渗透。23、 淡水含盐量：通过膜而存在于淡水中的盐分的含量。24、 盐浓缩率：被膜阻挡的溶解固体的比例。25、 系统压力：为实现希望的产品水的数量和质量而加的压力。26、 总溶解固体：存在于反渗透水中的总的溶解的无机物和有机物（TDS）。27、 除盐水：通过反渗透工艺系统处理，去除悬浮物和无机的阳、阴离子等

6、水中杂质后，所得到的成品水的统称。28、 絮凝：完成凝聚的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，以形成较大絮状颗粒的过程。第二章 反渗透原理第一节 基本概况反渗透（Reverse Osmosis；RO）是60年代发展起来的一项膜分离技术。此技术发展迅速，现己广泛用于水的淡化除盐，制取高纯水和纯净的饮用水等多方面。反渗透膜的孔径大都101010m（10埃），它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物。（一）、渗透和反渗透如果将淡水和盐水用一种能透过水而不能透过溶质的半透膜至盐水一侧，这种现象称为渗透。当渗透进行到盐水一侧的液面达到某一高度而产生压头H，从而抑制了淡水进一步向盐水一侧渗透，

7、渗透的自然趋势被压头H所抵消而达到平衡，这一平衡压力称为渗透压。在这种情况下，如果在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水分就会从盐水一侧透过半透膜渗透至淡水一侧（盐水一侧浓度就增大，即浓缩）。这一现象就称为反渗透。渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度。例如，在25时：1000mg/L Nacl水溶液的渗透压为77kpa （0.77kg/cm2）；1000mg/L NaHCO3 水溶液的渗透压为91kpa （0.91kg/cm2）；1000mg/L NaSO4 水溶液的渗透压为42kpa （0.42kg/cm2）等等。（二）、反渗透膜的脱盐原理反渗透膜的脱盐原理主要是“选择吸附毛细管

8、流动理论”和“筛分理论”。当含盐的水溶液与多孔的半透膜表面接触时，则在膜的溶液界面上选择吸附一层水分子，在反渗透压力的作用下，通过膜的毛细管作用流出纯水，并连续地形成和流出这个界面纯水层。半透膜有对各种含盐的水溶液脱除离子的性能。该机理阐明：在半透膜的表皮上布满了许多极细的膜孔，在膜的表面选择吸附了一层水分子，盐类溶质则被膜排斥，化合价愈高的离子被排斥的愈远，膜孔周围的水分子在反渗透压力的推动下，通过膜孔流出纯水，因而达到除盐的目的。当膜孔大于反渗透膜孔范围时，盐的水溶液泄漏过膜，其中一价盐泄漏较多，二价盐次之，三价盐更次之。至于对于有机物的去除，纯属筛分机理。反渗透膜能滤除各种细菌，如最小的

9、细菌之一绿脓杆菌（300010-10m）；也能滤除各种病毒，如流感病毒（80010-10m）；脑膜炎病毒（20010-10m）；还能滤除热原（1050010-10m）。（三）、反渗透的特点和应用反渗透法具有设备构型紧凑，占地面积小、单位体积产水量高及能量消耗少等优点。它是在没有相变的情况下，依靠大于渗透压的压力推动，通过膜的毛细管作用流出淡化了的水，而且它还具有膜的筛分作用，能除去极小的细菌、病毒和热原。因此，自从反渗透技术开发以来发展迅速，不仅用于海水或苦咸水的淡化，也作为锅炉补给水的预脱盐和制取超纯水、离子交换前的预除盐。第二节 反渗透装置反渗透膜的品种有许多种。主要有醋酸纤维素膜、芳香聚

10、酰胺膜和复合膜。反渗透器主要有四种型式，即板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式。在本培训教材中主要针对本工程所使用的来介绍全交联芳香聚酰胺膜的反渗透器。全交联芳香聚酰胺膜的反渗透器的膜元件的结构，是用两层反渗透膜中间夹入一层产水（即淡水）导网组成。这个导网为多孔支撑材料，这种材料既支撑着膜承受的工作压力，又为产品水提供了流动通路，再用胶密封膜的三面边缘使进水原液与透过膜的淡化水隔开，然后在膜的下面铺上一层进水原液隔网，再沿着有钻孔眼的集水中心管卷绕。这依次叠好的多层材料（膜/产水导网/膜/进水原液隔网），就形成一个卷式反渗透膜元件。进水原液隔网隔开每组膜的表面并在进水通过组件时，使进水呈湍流状。

11、将卷式膜元件6只装入压力容器中，进水原液（生水）是通过进水隔网的空隙沿着膜表面流动，在此过程中，透过膜的淡化水再经过产品水导网螺旋形地流向中心管，然后将产出的淡水导出系统外。这就组成了螺旋卷式反渗透器。螺旋卷式反渗透器的优点：单位体积内的膜堆面积大，结构紧凑，占地面积小。缺点：比较容易堵塞。因此对进水原液的预处理要求较严格。本工程中，对生水进行过滤、加阻垢剂和精密过滤的目的，就是要保证膜元件的安全使用，保证原水不产生结垢现象和除去水中的悬浮物、胶体及有机物。第三节 TM720-400反渗透膜的主要规格与性能型号TM720-400规格外径/长度-mm201.9/1016.0湿润态重量-kg15.

12、0（平均）有效膜面积-ft2430性能脱盐率-平均99.5最低99.0透过水量gpd8800膜材质芳香族聚酰胺复合材料测试条件测试溶液2000ppm NaCL溶液操作压力-psi（MPa）225(1.6)测试液温度-25单只膜元件水回收率-15测试液pH7.0使用条件最高操作压力-psi（MPa）600（4.14）最高进水温度-45进水pH范围2.010.0进水最高SDI（15分钟）5最高进水自由氯浓度-ppm0.1单只膜元件最高压力损失20psi（0.14MPa）单只膜组件最高压力损失60psi（0.4MPa）第三章 自备电站水处理系统的描述本套反渗透+混合离子交换器水处理系统是自备电站水处

13、理站70吨/小时除盐水及40吨/小时软化水工程而设计建造的。该热电站需纯水量设计为70吨/小时。热网补水及工艺用水软化水40吨/小时。第一节 工艺概述（一）、 原水条件1、 原水水源：地下水2、 原水水质：见下表设 计 水 质 全 分 析 表取样地点： 取样日期： 样品性质：地下水编号项 目单位数据（）1 1K+mg/l2.622 Na+mg/l10.83 Ca2+ mg/l31.064 Mg2+mg/l7.95 Fe3+mg/l0.0076 Al3+mg/l0.0047 Cu2+mg/l0.0138 阳离子9 Cl-mg/l30.010 SO42-mg/l17.0611 HCO3-mg/l7

14、3.2212 NO3-mg/l18.013 SiO2mg/l36.9514 阴离子15 总固体mg/l198.816 溶解性固体mg/l196.817 悬浮性固体mg/l2.018 电导率(25)()S/cm34019 硬度 m mol/L2.220 永久硬度 m mol/L1.021 暂时硬度 m mol/L1.222 游离二氧化碳023 全硅mg/l36.9524 胶体硅mg/l7.0825 pH值6.6526 耗氧量 MgO2/l0.23、 产水要求：锅炉补给除盐水处理系统出水水质如下硬度： 0mol/L导电度： 0.2s/cm二氧化硅 20g/LPH值 8.5-9.2软化水系统出水水质

15、如下硬度： 0.04mmol/LPH值 7-8（二）、 工艺流程描述本除盐水系统的工艺流程如下：厂外来水 双流过滤器 活性炭过滤器 保安过滤器 絮凝剂 阻垢剂 反渗透装置 除碳器 中间水箱 混合离子交换器给水泵 清洗系统 混合离子交换器 除盐水箱 除盐水泵 主厂房本软化水系统的工艺流程如下：厂外来水 双流过滤器 全自动钠离子交换器 絮凝剂 软化水箱 软化水泵 主厂房第二节 系统组成的说明本系统分为预处理装置、一级反渗透+混合离子交换器的二级除盐装置、软化水和除盐水三部分。除盐水系统：化水站供原水为车间工艺设备冷却出水Q=400m/h,P=0.25MPa,t=30，先经管道增压泵加压至0.5MP

16、a，送至双流细砂过滤器，除去水中的悬浮物、颗粒物及胶体等，再进入活性炭过滤器，去除水中的氯及有机物等杂质，以减少对反渗透膜表面的污染，降低SDI值，使原水的SDI值能达到RO系统的进水要求，再经过保安过滤器、高压泵进入反渗透装置，去除水中大部分的无机盐类及低分子有机物、微生物等。水的利用率为75%。出水进入CO2脱气塔，除去水中的碳酸根离子及水中的各种溶解气体，提高预处理系统出水水质。最后进入混合离子交换器，除去剩余离子，加氨调节PH值，满足锅炉补给除盐水的水质要求。软化水系统：原水经过双流细砂过滤器处理后进入自动软水器，除去硬度后，其出水加氨调节PH值，使之达到软化水的水质要求。第三节 设备

17、简介1、 双流细砂过滤器：本系统中设置三台直径为2500mm立式双流细砂过滤器（两用一备），产水量每台70m/h，工作流速7.2m/h，过滤器内装填石英砂滤料，颗粒直径0.51mm，设备反洗以设备前后压差来控制反洗周期。双流细砂过滤器产水SDI4。2、 活性炭过滤器：本系统中设置三台直径为2500mm立式活性炭过滤器（两用一备），产水量每台45m/h，工作流速9.2m/h，过滤器内装填活性炭滤料，每两天反洗活性炭一次，反洗时间以反洗出水干净为止。其活性炭的吸附能力不能用反洗来恢复，因此需要每年更换一次活性炭。3、 反渗透（一级除盐）系统：本系统由保安过滤器、高压泵、RO装置、RO加药装置、RO

18、清洗装置、控制及仪表等组成。本系统设置产水量35m3/h的装置两套，RO膜元件采用日本东丽公司产品，选用膜规格：TM720-400，膜壳：804030S-6。（1）、过滤器：保安过滤器由不锈钢滤筒和滤芯等组成。保安过滤器（精密过滤器）设置在机械过滤器之后，以除去浊度1度以下的细小微粒，来满足反渗透装置的进水要求。本系统中采用5m的溶喷式滤芯，以保证反渗透装置的膜元件的安全运行。保安过滤器在运行一段时间之后，由于对微细颗粒的截留，就要对过滤器进行清洗，是否清洗的判断，要看进、出水端的压力差，当进、出水端的压力差达0.070.10Mpa时，就需清洗。清洗时，以进水口进水，打开排污阀，对滤芯进行清洗

19、。如清洗效果不明显，可拆开过滤器的上盖，抽出滤芯，用5%的柠檬酸溶液进行清洗后再装入滤筒使用。滤芯如污染严重，就要更换新的滤芯。（2）、高压泵：高压泵的作用是将低压水流增压给反渗透膜提供良好的运行条件，提高给水压力，以克服进水的渗透压，达到渗出淡水的目的。（3）、RO装置：RO装置的结构，主要是由机架、反渗透膜组件（压力容器）、淡水、浓水管路、清洗管路及测量仪表等组成。机架：主要是起支撑作用。它将反渗透膜组件、管路、阀门、仪表等部件组合连接成一体。反渗透膜组件：是将若干个膜元件装于一根压力容器内。压力容器是由玻璃钢制成。在本水站的反渗透装置中的一根压力容器内装有6支840的膜元件，每套装置共有

20、压力容器6根，分为二段排列。第一段为4支压力容器，第二段有2根压力容器，各组件通过串、并联排列，组成了整机系统。管路系统：各个组件连接是通过进水管路、淡水管路、浓水管路同组件的连接在一起。（4）、装置包括加注絮凝剂装置一套和加阻垢剂装置一套。加注絮凝剂装置：由于原水中存在的胶体颗粒一般均带负电荷，它们之间既互相排斥，又在水中不断地作布朗运动极为稳定，不易下沉，一般不易去除。本水站在生水泵出水母管上加了一套絮凝系统，加注PAC，经过生水管路及过滤器罐体内一段时间的反应达到絮凝的效果。加阻垢剂装置：为防止膜元件浓水侧发生结垢现象，本系统中设置RO加药装置一套。需要定量向进入反渗透装置的水中加入RO

21、专用阻垢分散剂，以降低RO系统的设备投资和运行费用，并提高RO膜的工作效率。（5）、RO清洗装置：为了防止反渗透的膜表面受外来物质的污染而被堵塞，本系统中设置RO清洗装置一套。根据反渗透的运行情况对RO系统进行清洗。本装置由清洗水箱、清洗水泵、保安过滤器及清洗管道、阀门等组成。主要是在反渗透膜装置运行一段时间之后，膜元件受到污染时，在清洗水箱中配制化学药品，通过清洗水泵将清洗液在膜组件循环，达到对膜元件清洗的目的。（6）、控制及仪表：在装置上的仪表主要有压力表、流量计、电导率表等仪表。主要是对反渗透装置在运行过程中的压力、流量、进水、出水水质等进行监测。其中控制盘仪表包括：总进水、RO产水、R

22、O浓水、软化泵出口、除盐水泵、出口流量计集中指示。.温度表(RO总进水)、电导率表(RO产水/总进水)、电阻率表(混合离子交换器出水)集中指示。.PH表(软化泵出水/除盐水出水/中和池)集中指示。.高低液位开关(中间水箱/软化水箱/除盐水箱)集中指示、报警。就地仪表包括：.来水、管道增压泵出口、双流过滤器进口、双流过滤器出口、活性炭过滤器进口、活性炭过滤器出口、保安过滤器进口、保安过滤器出口、RO高压泵出口、RO浓水、RO产水、RO清洗保安过滤器进口、RO清洗保安过滤器出口、中间水泵出口、混合离子交换器进口、混合离子交换器出口、除盐水泵出口、再生水泵出口、酸碱泵出口、软化器进口、软化器出口、软

23、化水泵出口、罗茨风机出口压力表就地指示。.双介质过滤器出口、活性炭过滤器出口、RO清洗、混合离子交换器出口、酸、碱、软化器出口流量计就地指示。.液位计(中间水箱/软化水箱/除盐水箱)就地指示。4、 CO2脱气塔装置：本系统中设置一台直径为1500mm的CO2脱气塔装置，产水量：100m3/h。该脱气装置是鼓风填料式除气结构，经过脱气装置处理后的水中残留的CO2为5mg/L。5、 混合离子交换器：本系统中设置两台直径为1600mm的混合离子交换器装置（一用一备），设备出力70m3/h，运行流速35m/h。混合离子交换器运行时间为131小时，再生时间约4小时。6、 水箱：本系统中设置两台V=100

24、m3的除盐水箱,除盐水箱为钢筋混凝土结构，水箱内壁衬玻璃钢。7、 软化装置：本系统中设置两套自动软化器，每套处理能力20m3/h，用水量最大的时候为全开。8、 软化水箱：本系统中设置一台V=100m3的软化水箱,软化水箱为钢筋混凝土结构，水箱内壁衬玻璃钢。9、氨计量处理装置：为了调解出水的PH值，本系统中设置加氨计量处理装置两套。除盐水泵出口管道加氨，调节PH值为89送至主厂房除氧器。软化水泵出口管道加氨，调节PH值为78送至热网及酒精工艺用水。第四章 水处理系统的操作（手动）第一节 絮凝1、 启动前的准备1、 将计量箱放入除盐水，按比例将PAC倒入计量箱中，开动搅拌机，将药液搅拌，溶解（药液

25、用量待调试时再定）；2、 打开生水母管上加药口进液口的阀门。2、 启动1、 启动絮凝剂计量泵；2、 根据生水泵给水流量来调整计量泵的行程，使加药量达到系统的规定要求。3、 停运1、 关絮凝剂计量泵2、 关生水母管上加药口的阀门。药剂的具体投加量应根据现场调试的水质结果灵活调整，药剂的稀释倍数应根据原液浓度和计量箱的容积和计量泵的量程而定。第二节 阻垢剂1、 启动前的准备1、 打开计量箱的箱盖，将药液放入计量箱；2、 打开生水母管上加药口进液口的阀门。2、 启动1、 启动阻垢剂计量泵；2、 根据生水泵给水流量来调整计量泵的行程，使加药量达到系统的规定要求。3、 停运1、 关阻垢剂计量泵；2、 关

26、生水母管上加药口的阀门。药剂的具体投加量应根据现场调试的水质结果灵活调整，药剂的稀释倍数应根据原液浓度和计量箱的容积和计量泵的量程而定。第三节 双流细砂过滤器（一）、 工艺原理及工艺参数1、 工艺原理：双流细砂过滤器是利用双层石英砂滤料去除原水中的悬浮物，增大了过滤面积，属于普通快滤设备。 含有悬浮物颗粒的水在经过与絮凝剂混合后，使水中形成胶体颗粒的双电层被压缩。当胶体颗粒流经双流细砂过滤器的滤料层时，滤料缝隙对悬浮物的筛滤作用是悬浮物易于截留在滤料表面。当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜，随时间推移过滤器的前后压差将会很快升高，直至失效。此时需要利用逆向水流反洗滤料，使过滤器内石英砂层悬

27、浮松动，从而使粘附于石英砂表面的截留物剥离并被水流带走，恢复过滤功能。本工程中使用的双层滤料都是大比重的小颗粒石英砂，这样可以增大过滤面积，充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力。2、 要技术参数： 数量：3台，两用一备 规格：直径2520mm壁厚10mm 本体材料：碳钢（Q235） 内部防腐：衬胶 工作压力：0.6Mpa 运行时间：24小时反洗一次（按实际调整） 反洗时间：约40min/次（包括气洗、正洗，按实际调整） 浊度：进水10mg/L；出水2mg/L SDI值：双流细砂过滤器出口处SDI4 反洗强度：1518L/m.s 气洗强度：15 L/m.s 运行流速：7.2m/h 滤料：1、 石

28、英砂（上层）：粒径：0.51.0mm；厚度700mm2、 石英砂（下层）：粒径：0.51.0mm；厚度1700mm3、 石英砂（级配）：粒径：124mm；厚度850mm（二）、 阀门仪表配置： 进水阀门：DN150，PN1.0MPa 出水阀门：DN150，PN1.0MPa 反洗进水阀门：DN200，PN1.0MPa 反洗排放阀门（上排）：DN200，PN1.0MPa 正洗排放阀门（下排）：DN150，PN1.0MPa 压缩空气进口阀门：DN100，PN1.0MPa 排气阀门：DN40，PN1.0MPa（三）、 双流细砂过滤器操作步骤：1、 设备制水：1、 正洗（当该过滤器一段时间不用，又投入运

29、行时，需要进行正洗一下） 开正洗排水阀门。 开进水阀门。 当出水SDI4时正洗合格。2、 制水 开出水阀门。 关正洗排水阀。 开始制水。 系统运行巡检。2、 设备反洗：1、 排水 关闭进水阀门、出水阀门。 开上部排水阀门。 开正洗排水阀，观测过滤器视镜，使排水至滤层面1020cm。 关闭正洗排水阀。2、 空气擦洗 启动罗茨风机。 开进气阀门。 空气擦洗23分钟。 关闭进气阀门，关闭罗茨风机。先开风机，再开进气阀门；停止时先关进气阀门，再停风机。否则可能会造成水倒灌而损坏风机。3、 反洗 打开反洗进水阀门。 打开反洗排水阀门。 反洗510分钟。4、 反洗停止 关闭反洗出水阀门。 关闭反洗进水阀门。3、 正洗： 开进水阀门、下排阀。 当出水SDI4时正洗合格。 关闭下排阀、进水阀门。 设备处于备用状态。4、 设备切换： 当双流细砂过滤器需要反洗时，备用过滤器依次按照“1、设备制水”的顺序启动投用。原备用过滤器运行正常后，原运行过滤器按照“2、设备反洗”的次序进行反洗，最后进入备用状态。（四）、 运行说明：本装置中双流细砂过滤器在运行时或正式运行后，应按照以下内容调整： 处理量：设计处理流量：70m3/h，设计流速7.2m/h。 连续运行时间：系统的设计运行时间1224小时，随后应对双流细砂过滤器进行