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反渗透处理工艺在地下水处理中的应用

2010-08-24 11:35:31

反渗透处理工艺在地下水处理中的应用,哈尔滨反渗透设备,哈尔滨水处理设备

自20世纪50年代现代反渗透处理工艺的发现,到60年代的商业化运营,时至今日经过50多年的发展,反渗透水处理技术已成为当今世界上最先进的脱盐技术之一,成功地应用于工业的各个领域,如电力、化工、石品软料、制药、电子、冶金等行业。到20世纪初,反渗透技术在水处理的市场份额每年都以很快的速度增长,它与许多高科技产品一样,技术含量高,科技附加值高,易操作,使用方法易掌握。针对不同水源中水质的不同情况,在反渗透处理工艺的选择上也会不同。为了让反渗透系统能够长期稳定、安全、经济的运行,需要对不同的水源进行针对性的工艺设计,本文着重介绍一下反渗透处理工艺在地下水处理中的应用。
地下水处理中反渗透处理工艺的选择
    地下水作为一种水源,在中国有很广泛的分布,取水也相对容易。但是由于地下水的水质时常会受到气候等外在因素的影响,波动性较大。比如下雨天,地下水的悬浮物(SS)就会非常高,如果此时的水如果进入到反渗透系统中,则系统会在短时间内发生不可逆的污堵,所以在处理工艺的选择上要特别注意,一般情况下反渗透的预处理工艺中会选择相应的机械过滤器,来有效的降低地下水中不确定的高悬浮物对反渗透装置的污堵;比如说喀斯特地形,则地下水的硬度就会非常大,一般会通过添加相对应的阻垢剂来防止反渗透系统的结垢。针对地下水的处理,经过多年的经验,现在已经有几个较好的反渗透处理工艺,本文节选了其中一种反渗透处理工艺作为着重介绍,提供一个参考。具体的处理工艺流程图如下所示。

反渗透处理工艺的详解,哈尔滨反渗透设备,哈尔滨水处理设备

1)混凝过滤
    由于井水受到下雨等外在因素的影响很大,水中常夹带大量泥沙,浊度变化较大,易造成反渗透预处理系统运转不稳定,故在预处理中要加入混凝过滤,目的在去除地下水中胶体、悬浮杂质,降低浊度。在反渗透处理中通常用污染指数(SDI)来计量,要求进入反渗透设备的给水的SDI<4。由于地下水悬浮物较多,且随下雨等因素影响较大,故预处理系统常选用聚合氯化铝作为混凝剂,矾花快速形成并成网状结构,沉降速度较快。
2)盘式过滤器反渗透设备,
水处理设备
    由于井水受到气候等外在因素的影响很大,常规的过滤器,如砂滤,多介质过滤器等,在抵抗含高悬浮物和泥沙的井水瞬时冲击时,存在反洗周期不确定性和生产急需用水的矛盾,通常情况下效果不佳,会为后续的处理工艺带来隐患。而盘式过滤器因为其独特的叠片式构造,使得系统在抗泥沙等含高悬浮物的冲击下,性能相对稳定很多,有效的保证了出水悬浮物(SS)的低含量,能够为后续超滤膜系统始终提供优质的水源,是地下水处理工艺当中非常重要的预处理工艺。
3)超滤膜过滤装置
    超滤膜系统主要是去除水中的悬浮物(SS),保证反渗透的进水SDI<4。通常情况下超滤膜的出水SDI非常小,在2左右。另外由于超滤膜系统前有盘式过滤器,所以超滤膜系统的进水中不会泥沙的出现和悬浮物的过量情况,在运行过程中不会出现“断丝”的情况,从而保证了反渗透进水对SDI的要求。超滤膜的材质一般选用聚偏氟乙烯(PVDF),孔径在20nm左右。
4)杀菌处理
    通常情况下,超滤膜过滤装置后会加个水箱,用来存放超滤膜过滤水,为了防止水箱中有微生物滋生,会添加些杀菌剂进行杀菌处理,常用的杀菌剂为次氯酸钠(NaClO)。
5)高压泵
    高压泵是为反渗透装置提供能量的必须的设备,高压泵的型号通常根据反渗透系统设计软件中的流量和压力来选型,高压泵的扬程和进水盐含量有很大关系,另外也受到进水温度等因素的影响。
6)阻垢剂和还原剂
    由于地下水的硬度和碱度都是非常高,为了使得反渗透系统能够更好的运行,系统始终在没有结垢的情况下运行,需要根据具体的水质投加相对应的阻垢剂;另外因为反渗透预处理中投加了氧化剂杀菌,故在反渗透进水时需要投加还原剂来还原,使得反渗透系统的进水余氯小于0.1ppm(或ORP<200mV),满足反渗透系统对进水氧化物质含量的要求。
7)保安过滤器,哈尔滨反渗透设备,哈尔滨
水处理设备
    由于反渗透之前要添加一些化学药剂,为了防止没有溶解的颗粒状的药剂进入到反渗透系统中,同时也为了给反渗透进水SDI提供双保险(超滤系统是其中一个保险),所以添加了保安过滤器。通常保安过滤器滤芯的孔径为5μm,流量视进水流量而定。
8)反渗透元件与装置
    反渗透膜元件是反渗透系统的核心部件,要选用与地下水处理相对应的膜元件,根据系统的不同设计,可以选择VONTRON公司的LP21-8040或者LP22-8040苦咸水膜元件,具体情况如表1所示。一般情况下,反渗透系统回收率在75%左右,同时系统的脱盐率都非常高,在97%以下,从而有效的保证了出水的水质。

9)系统控制反渗透设备,水处理设备
    反渗透控制系统通常采用可编程控制器PLC组成一个分散采样控制,集中监视操作的控制系统。按工艺参数设置高低压保护开关,自动切换装置,电导、流量和压力出现异常时,能实现自动切换、自动联锁报警、停机,以保护高压泵和反渗透膜元件。变频控制高压泵的起动和关停,实现高压泵的软操作,节省能耗,防止由于水锤或反压造成高压泵和膜元件损坏,确保系统能自动、安全、可靠地运行。
展望
    随着反渗透膜技术的不断改进和分离工艺的改良, 反渗透技术在地下水处理中的应用所占比例正在不断扩大, 反渗透处理工艺也得到了高度的重视, 并以较快的速度成熟和发展起来。同时随着新型膜与膜技术的开发, 反渗透处理工艺成本有望进一步降低, 必将加快反渗透处理技术转化为实际生产力的速度, 使之在解决世界性水资源短缺的难题中发挥更大的作用。
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