-
-
手机阅读
化工类纯水工艺设计说明有
本工艺主要由以下部分组成：预处理、双级反渗透(DRO)、连续电除盐装置(EDI)、抛光混床(MB)、杀菌/除TOC等。
1、预处理
预处理部分由原水水箱、原水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、药剂投加和保安过滤器等部分组成。
a)、原水水箱内
用于原水进水缓冲，调节进水压力和流量，为后续预水处理设备提供稳定的流量和运行压力。原水箱装配进水电磁阀及液位控制器，通过液位控制进水电磁阀及原水泵的起停。
b)、原水泵
用于提升原水进水压力和流量，为预处理提供满足运行要求的压力和流量。原水泵受原水箱液位连锁控制，当原水箱处于低液位时，原水泵停止运行，避免在无水状态下运行而发生损坏。
c)、多介质过滤器
多介质过滤器内部填装级配天然石英砂和锰砂，可去除水中的颗粒杂质、悬浮物、胶体絮凝、有机颗粒团以及重金属离子等杂质，降低浊度，减轻后续处理的负担，净化水质。多介质过滤器运行一段时间后，由于拦截的杂质增多，为不影响产水量及处理效果，需要定期进行反冲洗和正洗，维持处理能力。多介质过滤器采用就地手动方式进行反冲洗、正洗、运行工位的切换。
d)、活性碳过滤器
活性碳过滤器内部填装果壳型活性炭，能吸附分解水中溶解性杂质，有效去除水中的有机物、氯及异味物质，可有效保护后置反渗透膜避免受到污染。活性碳过滤器运行一段时间后，由于拦截、吸附的杂质增多，为不影响产水量及处理效果，需要定期进行反冲洗和正洗，维持处理能力。活性碳过滤器采用就地手动方式进行反冲洗、正洗、运行工位的切换。
e)、药剂投加
药剂投加是指阻垢剂投加，该药剂是一种分散型隐蔽药剂，它有如下作用：
1) 无毒、无异物脱落，化学性能稳定，可以进行化学清洗。
2) 使原水朗格利尔LSI指数由0提高到2.6，在此范围内的钙、镁硬度不会再膜内造成结垢。
3) 能阻止硫酸盐的结垢，即相对增加水中结垢物质的溶解性，以防止硫酸钙等物质对膜的危 害，特别是BaSO4和SrSO4结晶晶体对膜的危害。
4) 它也可以对堵塞膜微孔的铁胶体以及细小的颗粒起到分散作用。
同时阻垢剂是复合有机物，不是分散产生具有细菌营养的正磷酸根营养物，排放后也不会对环境产生污染，是绿色环保型产品。加药装置包括阻垢剂溶液箱，美国MILTON ROY的加药泵1台。通过计量投加阻垢剂，避免反渗透膜元件进水端面垢体的形成。
f)、保安过滤器
保安过滤器也叫精密过滤器，一般设置在反渗透装置进水前，过滤精度一般为5微米，保安过滤器由过滤器壳体及PP滤芯组成，配备压力表显示运行压力状态。保安过滤器的主要目的是滤除上游处理工序有可能带来的或遗留下来的大于5微米的颗粒杂质，因为这些颗粒会在反渗透高压泵作用下击穿反渗透膜元件，所以必须滤除，保护反渗透膜元件受到损伤及产生污堵。保安过滤器内的滤芯一般3～5个月检查一次，若出现污堵需要及时进行更换。
适合的预处理对反渗膜装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保产品水(反渗水)流量维持稳定、脱盐率维持在某一值上时间长、产品水回收率可以不变、运行费用做到最低、膜使用寿命最长等。具体说来，反渗透预处理是为了做到以下几点：
i)、防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。
ii)、防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、CaF等沉淀在膜表面上，因此要防止这些难溶盐的形成。
iii)、确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。
2、双级反渗透(DRO)装置
RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，其孔径小至纳米级(1纳米=10-9米)，在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。反渗膜的工作原理图如下：
反渗透装置主要由高压泵、反渗透膜和控制部分组成。高压泵对源水加压，除水分子可以透过RO膜外，水中的其它物质(矿物质、有机物、微生物等)几乎都被拒于膜外，无法透过RO膜而被高压浓水冲走。
反渗透技术的特点：
i)、反渗透的脱盐率高，单只膜的脱盐率可达99%，单级反渗透系统脱盐率一般可稳定在95%以上。
ii)、由于反渗透能有效去除细菌等微生物、有机物，以及铁、锰、硅等无机物，出水水质极大地优于其它方法。
iii)、反渗透制纯水运行成本及人工成本低廉，减少环境污染。
iiii)、反渗透装置占地面积小、集成化程度高，自动运行，操作简便、出水水质稳定。
设置反渗透后，可大大减少后续处理设备的负担，从而延长后续处理设备的使用寿命。
由于采用了新的制备高纯水工艺【采用EDI连续电除盐】，为确保后续处理设备的进水水质满足使用要求，反渗透装置设计为双级工艺，原水经过必要的预处理达到进水要求后，先经过第一级反渗透装置，进行脱盐处理，然后再经过第二级反渗透装置稳定纯水水质，为后续设备的用水提供良好的进水条件。双级反渗透中间配备必要的中间过渡水箱及增压泵，并设置液位控制等相关控制元件实现第一级和第二级之间的连锁控制。
3、pH调节
由于用户需求的终端高纯水电阻率较高，为避免水中的CO2气体对纯水水质带来的影响【实验证明：反渗透膜元件不能对CO2的进行有效脱除】，在第一级反渗透产水进入第二级反渗透之间增设一pH调节装置，通过添加NaOH的方式对原水中存在的CO2气体进行去除。pH调节装置一般由计量泵和溶液箱组成，计量泵与二级高压泵联动。
4、EDI进水前端的处理
为保护EDI膜堆，确保EDI膜堆不受到细菌、微生物及颗粒的污染和损伤，在EDI装置进水前端需要进行必要的防护处理，包括精密过滤器及UV杀菌装置等。主要目的是拦截上游处理工序中可能带来的微小颗粒及细菌，保证EDI膜堆的通水量及产水水质。
5、EDI连续电除盐装置
EDI模块(膜堆)是EDI工作的核心。一个简单的EDI膜堆主要由两个电性相反的电极和多个模块单元对组成，一个膜单元对由一个填满阳离子和阴离子交换树脂的淡水室(D-室)、一个阳膜、一个阴膜、一个浓水室(C-室)组成。EDI膜堆包含多个膜单元对。在每个膜堆的内部有两个带有600V电压的电极，这是通过每个膜堆必需的电压。正极带正电压，负极带负电压，电流在正极和负极之间通过30个膜单元。任一个淡水室都包含着阳树脂和阴树脂，它相当于一个8千米厚的混床。一个阳膜朝着阴极的方向把淡水室和浓水室分开，在另外一边，阴膜也把淡水市和浓水室分开。EDI用的膜和RO用的膜很不相同，RO用的膜允许小颗粒的分子污染物和离子以及水通过，而EDI膜象离子交换树脂一样是用聚苯乙烯材料制作的，只允许带适当电荷的离子通过，水基本上不能通过。树脂通过水的分离持续的再生。在电场中，给水中的水分子被分离成H+和OH- ，被异性电荷相吸，H+通过阳阳树脂移向阴极的方向，OH-通过阴树脂移向阳极的方向。这种H+和OH-的迁移再生了树脂，阳膜允许H+通过进入浓水室，阴膜允许 OH-通过也进入浓水室，H+和OH-结合生成生产的水。浓水室中自己水的流动将带走水中的阴阳离子。膜阻止带相反电荷的离子的进入淡水室在水流通过淡水室的过程中，离子被树脂去处，所以膜的有效侧(淡水室)就会产生纯水。
EDI系统消除了酸和腐蚀物，它们的运输、存储、处理都很危险的。EDI比复杂的混床操作要简单、连续。需要更少的劳动力。EDI系统还减少了附属设备，比如酸碱计量装置、酸碱储存罐、PH中和装置和相关连的设备等。它的工艺过程产生很少的排放物，产生的排放物都是许可的，实际上EDI系统中大多数排放水可以回收到水处理系统的入口。很多情况下，应用EDI将会操作更少，资本更少。混床消耗树脂、劳力、化学物、废水。而EDI 的消耗是电能，膜堆有时候需要清洗和替换。在相同产水量的情况下，EDI消耗的劳动力和废水的排放量比混床要显著的少。根据进水水质和出水的品质，每产生1000加仑的水每小时EDI消耗的电量为05-3.0KW，在多数情况下，比起用混和离子交换，操作消耗更少。EDI系统操作的软件设计花费也要比混床系统少。RO通常做为EDI系统的进水。
EDI的优点
· EDI无需化学再生，节省酸和碱
· EDI可以连续运行
· 提供稳定的水质
· 占地小
· 运行费用低
EDI产水水质
· 产水质量高，>15MΩ·CM(25℃)
· SiO2和TOC初级混床降低
· 回收率高达90-95%