反滲透軟化水裝置

一、反滲透軟化水裝置工作原理概述
　　采用反滲透膜元件，一是傳統(tǒng)型的反滲透+混床除鹽裝置，二是改良型的反滲透+EDI連續(xù)電除鹽裝置,第二種采用反滲透作預(yù)處理再配上電去離子（EDI）裝置，這是目前制取超純水經(jīng)濟(jì)，環(huán)保的超純水制備工藝，能生產(chǎn)符合行業(yè)鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)除鹽超純水。不需要用酸堿進(jìn)行再生便可連續(xù)制取超純水，對環(huán)境沒什么破壞性。其缺點(diǎn)在于初投資相對以上兩種方式過于昂貴.適用于熱電廠及大中型工礦企業(yè)鍋爐補(bǔ)給水的處理 。

  反滲透技術(shù)是近幾年來才在我國發(fā)展起來的一項(xiàng)現(xiàn)代技術(shù)。反滲透就是對溶液施加一個(gè)大于滲透壓的壓力，使水透過半透膜，從溶液中分離出來。因?yàn)檫@個(gè)過程和滲透現(xiàn)象相反，所以稱為反滲透。按各種物料的不同滲透壓，就可以對某種溶液使用大于滲透壓的反滲透方法，達(dá)到對溶液進(jìn)行分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透裝置，主要是分離溶液中的離子范圍，它無需加熱，更沒有相變過程，因此比傳統(tǒng)的方法能耗低。反滲透裝置體積小，操作簡單，適用范圍比較廣。用反滲透裝置，處理工業(yè)用水，不耗用大量酸堿，無二次污染，它的運(yùn)行費(fèi)用也比較低。反滲透膜分離技術(shù)，簡稱RO技術(shù)。我公司生產(chǎn)的RO純水機(jī)可使回收率達(dá)到75%，脫鹽率達(dá)98%以上，而且關(guān)鍵部件反滲膜為進(jìn)口產(chǎn)品，使出水水質(zhì)得到保證且出水水質(zhì)穩(wěn)定。系統(tǒng)預(yù)處理部分的設(shè)備均采用進(jìn)口多路閥控制，使整個(gè)系統(tǒng)操作簡單，技術(shù)含量高，而且RO純水機(jī)還可減少酸堿的排放量，有利于環(huán)境保護(hù)。反滲透軟化水裝置系統(tǒng)根據(jù)不同的源水水質(zhì)采用不同的工藝。一般自來水經(jīng)一級反滲透軟化水裝置系統(tǒng)處理后，產(chǎn)水電導(dǎo)率＜10μS/cm，經(jīng)二級反滲透系統(tǒng)后產(chǎn)水電導(dǎo)率＜2μS/cm甚至更低，在反滲透系統(tǒng)后輔以離子交換設(shè)備或EDI設(shè)備可以制備超純水，使電阻率達(dá)到18兆歐姆(電導(dǎo)率=1/電阻率)。

3噸/小時(shí)反滲透軟化水裝置（出口迪拜）
 

二、反滲透軟化水裝置工作原理 

　　滲透現(xiàn)象在自然界是常見的，比如將一根黃瓜放入鹽水中，黃瓜就會失水而變小。黃瓜中的水分子進(jìn)入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如果用一個(gè)只有水分子才能透過的薄膜將一個(gè)水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時(shí)間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了，而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個(gè)隔膜遷移到鹽水中的現(xiàn)象叫做滲透現(xiàn)象。鹽水液面升高不是無止境的，到了一定高度就會達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)。這時(shí)隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關(guān)。在以上裝置達(dá)到平衡后,如果在鹽水端液面上施加一定壓力，此時(shí)，水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現(xiàn)象被稱為反滲透現(xiàn)象。 如果將鹽水加入以上設(shè)施的一端，并在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力，我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透軟化水裝置的原理。 反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個(gè)，一是一個(gè)有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。 簡單地說，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng)，由于細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。 在水中眾多種雜質(zhì)中,溶解性鹽類是難除的.因此,經(jīng)常根據(jù)除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的高低主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前，較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以達(dá)99.7%。
 

 反滲透純水設(shè)備，反滲透設(shè)備工作原理圖

三、反滲透軟化水裝置應(yīng)用范圍
　　1.電子、工業(yè)、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中純水、超純水的制備；
　　2.輕紡、化工行業(yè)工藝用水/化工循環(huán)水、化工產(chǎn)品制造等凈化與制備用水；
　　3.食品飲料工業(yè)用水、飲用純凈水、飲料、啤酒、白酒等用水的凈化與制備用水； 
　　4.工業(yè)生產(chǎn)中對水溶液進(jìn)行有用物質(zhì)和濃縮與回收；
　　5.電力行業(yè)鍋爐補(bǔ)給水、 火力發(fā)電鍋爐、廠礦中低壓鍋爐動(dòng)力系統(tǒng)等企業(yè)高壓鍋爐補(bǔ)給水的預(yù)脫鹽處理；
　　6.苦咸水和海水的脫鹽淡化；
　　7.純凈水裝置作為高純水生產(chǎn)的一級除鹽設(shè)備?！?br/>　　8.社區(qū)、 房產(chǎn)物業(yè)、學(xué)校、工廠、醫(yī)院、茶樓、賓館、美容院、食堂等人數(shù)較多的各類企事業(yè)單位。
　　9.可用于桶裝水、礦泉水等灌裝水的制取工作?！?br/>　　10.電子工業(yè)用水 集成電路、硅晶片、顯示管等電子元器件沖洗水
　　11.制藥行業(yè)用水 大輸液、針劑、片劑、生化制品、設(shè)備清洗等;
　　12.海水、苦咸水淡化 海島、艦船、海上鉆井平臺、苦咸水地區(qū)
　　13.其它工藝用水 汽車、家電涂裝、鍍膜玻璃、化裝品、精細(xì)化學(xué)品等用超純水。
　　14.電鍍行業(yè)用水---清洗工件用水,槽液用水
四、反滲透軟化水裝置進(jìn)水水質(zhì)要求：

反滲透軟化水裝置，反滲透設(shè)備進(jìn)水水質(zhì)要求與性能指標(biāo)

五、反滲透軟化水裝置工藝流程與說明
1.反滲透軟化水裝置工藝流程
　　原水 → 原水箱 → 原水泵 →多介質(zhì)過濾器 （石英砂過濾器）→活性炭過濾器 →軟水處理器 → 精密過濾器 → 高壓泵 → 一級反滲透（RO）裝置 → 純凈水箱 → 高壓泵→二級反滲透→紫外線殺菌裝置 → 用水點(diǎn)

反滲透軟化水裝置工藝流程圖

反滲透軟化水裝置系統(tǒng)工藝流程圖
 

2.反滲透軟化水裝置，反滲透設(shè)備工藝說明

1、原水箱

1）作用：克服管網(wǎng)供水的不穩(wěn)定性，保證整個(gè)系統(tǒng)的供水穩(wěn)定連續(xù)；同時(shí)也給各設(shè)備長期性能可靠提供了保障。

2）選型：PE材質(zhì)或不銹鋼材質(zhì)水箱。

3）控制：水箱配置高水位浮球閥和低水位液位開關(guān)。其具備了可靠性高,價(jià)格低廉,結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)水位處于高位時(shí)，浮球閥關(guān)閉，停止進(jìn)水。水位處于低水位時(shí)，高水位浮球閥打開，開始向水箱注水。同時(shí)，低水位液位開關(guān)斷開，增壓泵停止工作。
2、原水泵

1）作用：給預(yù)處理各設(shè)備提供必需的工作壓力。

2）選型：根據(jù)預(yù)處理各設(shè)備設(shè)計(jì)壓力降（每臺過濾設(shè)備壓降0.05Mpa），以及高壓泵前壓力不能小于0.5Kg/cm2，確定增壓泵的工作壓力。

3）控制：泵后用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力及進(jìn)水量。

3、機(jī)械過濾器（石英砂過濾器）

1）作用：原水首先經(jīng)過機(jī)械過濾器，在過濾器中放置12-24目的石英砂，使原水中的絮凝體、鐵銹等懸浮雜質(zhì)在此過程中被截留。由于機(jī)械過濾器在工作中截留了大量的懸浮雜質(zhì)，為保證過濾器的正常工作，須對過濾器定期進(jìn)行沖洗、反沖洗。

2）選型：選用FRP材質(zhì)（玻璃鋼材質(zhì)）容器.

3）控制：機(jī)械過濾器的反洗操作采用手工控制器，過濾器應(yīng)每天進(jìn)行一次清洗，清洗時(shí)間為10-20分鐘。
4、活性碳過濾器

1）作用：本工藝采用活性碳過濾器，作為反滲透裝置的予處理，是非常重要的。反滲透系統(tǒng)要求進(jìn)水指標(biāo)SDI≤5，余氯<0.1mg/L。為滿足其進(jìn)水要求，需進(jìn)一步純化原水，使之達(dá)到反滲透的進(jìn)水指標(biāo)。在反滲透裝置前設(shè)置碳濾器，主要有兩個(gè)功能：
1、吸附水中部分有機(jī)物，吸附率為60%左右
２、吸附水中余氯。吸附粒度在10-20埃左右的無機(jī)膠體、有機(jī)膠體和溶解性有機(jī)高分子雜質(zhì)以及在砂濾器中是難以去除的余氯?；钚蕴贾阅苡脕砦搅６仍趲资Ｗ笥业幕钚晕?，是由于其結(jié)構(gòu)存在大量平均孔徑在20-50埃的微孔和?？p隙，活性碳的這個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使它的表面吸附面積能夠達(dá)到500-2000m2/g，由于一般有機(jī)物的分子直徑略小于20-50埃，因此活性碳對有機(jī)物具有很強(qiáng)的吸附作用。此外活性碳具有很強(qiáng)的脫氯能力，由于余氯具有很強(qiáng)的氧化性，余氯和碳起反應(yīng)，生成二氧化碳和氯離子，因此只是損失了少量的碳，所以活性碳脫氯可以使用相當(dāng)長的時(shí)間。活性碳不僅僅具有以上功能，還能夠去除水中的異味、色素，提高水的澄明度，活性碳使用一段時(shí)間后，其吸附能力下降，需要進(jìn)行再生或更換。所以，原水通過碳濾器后，能大大提高水質(zhì)，減少對反滲透膜的污染，經(jīng)過處理后的水質(zhì)都能達(dá)到反滲透裝置進(jìn)水水質(zhì)要求（余氯<0.1mg/L）。

2）選型：選用玻璃鋼材質(zhì)容器，膨脹率40%。

3）控制：活性碳過濾器的控制採用手工控制器，由于活性碳過濾器在工作中吸附了大量的懸浮雜質(zhì)，為保證系統(tǒng)正常工作，每天進(jìn)行沖洗、反沖洗，沖洗過程由清洗時(shí)間為15-30分鐘。

5、全自動(dòng)軟化水器或加藥裝置

1）作用：除去水中硬度（Ca²⁺ 、Mg²⁺）的過程稱為軟化。本設(shè)備裝填001×7強(qiáng)酸型Na離子交換樹脂，用鈉離子置換原水中的鈣、鎂離子，使原水中的殘余硬度低于0.03mmol/L。軟化的目的是防止反滲透膜表面結(jié)垢，以延長反滲透膜的使用壽命和處理效率。

2）選型：軟水器為玻璃鋼材質(zhì)容器，

3）控制：控制系統(tǒng)采用自動(dòng)控制閥型。按已設(shè)定的時(shí)間/流量，控制閥頭可自動(dòng)再生樹脂，完成吸鹽\反洗，正沖\注水過程。軟水器配備一個(gè)再生箱，應(yīng)每日檢查鹽箱的鹽量及水量，并及時(shí)補(bǔ)充鹽（禁止使用加碘鹽及其他有添加物的鹽）。

6、精密過濾器

1）作用：精密過濾又稱為保安過濾器。它是原水進(jìn)入反滲透膜裝置前的一道處理工藝。PP過濾芯具有過濾流量大，納污量大，壓力損耗小的特點(diǎn)，可阻截不同粒徑的雜質(zhì)顆粒，集表面過濾與深層過濾于一體。精密過濾器使用一定時(shí)期后也有堵塞現(xiàn)象，因此，一定時(shí)期后PP熔噴濾芯須更換，更換依據(jù)：精密過濾前后的壓力差在0.05-0.1Mpa時(shí)更換。

2）選型：選用不銹鋼材質(zhì)容器.

7、高壓泵

1）作用：高壓泵是提供給反滲透系統(tǒng)所需產(chǎn)水流量及水質(zhì)的工作壓力。使過濾水經(jīng)過泵體后達(dá)到10公斤左右的壓力，以滿足膜體的進(jìn)水壓力，保證純水的出水量。

2）選型：根據(jù)反滲透膜所需的工作壓力，采用格蘭富立式多級高壓泵。

3）控制：當(dāng)原水壓力表指針達(dá)到2KG時(shí)，按下產(chǎn)水開關(guān)，高壓泵啟動(dòng)，開始產(chǎn)水。高壓泵前設(shè)有壓力保護(hù)開關(guān)，當(dāng)進(jìn)水壓力低于1KG時(shí)，壓力保護(hù)開關(guān)關(guān)閉，高壓泵停止工作。

8、反滲透軟化水裝置（純水裝置）

1）作用：反滲透裝置是純化水生產(chǎn)線的主要部分。本裝置選用日本日東電工集團(tuán)海德能公司生產(chǎn)的節(jié)能型復(fù)合膜ESPA型反滲透膜元件。ESPA系列為高脫鹽率苦咸水淡化膜?？稍谳^低操作壓力下，獲取高水通量，其平均脫鹽率99.5%。

由于ESPA膜具有上述的優(yōu)點(diǎn)，從而為水泵、壓力容器、管道、閥門等配套設(shè)備的選擇提供了更為廣泛的空間。而且使用功率更小的電機(jī)即可滿足工作的需要。同時(shí)，ESPA膜的高水通量、高脫鹽率的特性，這些都使設(shè)備制造成本和系統(tǒng)設(shè)備投資費(fèi)用大為降低，并且可大量的節(jié)省能源，降低了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，提高水質(zhì)。

選型：海德能ESPAI-4040/8040。反滲透裝置所設(shè)計(jì)的產(chǎn)水溫度25℃，水的利用率為70%。

9、水 箱（原水箱）

作用：儲備反滲透產(chǎn)品水，并為下一級系統(tǒng)工作提供穩(wěn)定的供水。

控制：水箱內(nèi)設(shè)有高，低液位開關(guān)，控制高壓泵和增壓泵。當(dāng)平衡水箱處于低水位時(shí)，增壓泵自動(dòng)啟動(dòng)，開始產(chǎn)水。當(dāng)水箱處于高水位時(shí)，高壓泵停止工作。

10、增壓泵

1）作用：給后級混床提供必需的工作壓力。

2）控制：泵后用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力及進(jìn)水量（手工操作）。

11、純化水箱（成品水箱）

1）作用：混床出水，進(jìn)入純化水箱，再通過純化水箱送至各用水點(diǎn)。

2）控制：純化水箱內(nèi)設(shè)有高，低液位開關(guān)，控制混床的給水泵。當(dāng)純化水箱處于低水位時(shí)，混床給水泵開始工作，向純化水箱注水；高水位時(shí)，混床給水泵停止工作。

12、精過濾處理器

1）作用：選用1μm聚丙烯材料濾芯，可有效截留管道內(nèi)的極微小顆粒及殺滅的細(xì)菌尸體。其壽命長，流量大，過濾精度高，保證了生產(chǎn)線的無菌供水。精過濾處理器使用一定時(shí)期后，由于污堵產(chǎn)水量下降須更換濾芯，更換依據(jù)：過濾前后的壓力差在0.05-0.1Mpa時(shí)更換。

13、檢測儀器儀表

1）反滲透主機(jī)設(shè)有膜前壓力表和膜后壓力表，對膜的工作壓力進(jìn)行檢測，并設(shè)有系統(tǒng)路徑運(yùn)行顯示，淡水流量計(jì)和濃水流量計(jì)檢測濃、淡水流量。

2）反滲透主機(jī)還設(shè)有電導(dǎo)率儀，電阻率儀。在線檢測淡水水質(zhì)，既直觀又方便，可隨時(shí)觀測產(chǎn)品水的水質(zhì)變化。

3）預(yù)處理設(shè)有壓力表，隨時(shí)觀察設(shè)備運(yùn)行狀況，并可進(jìn)行分析設(shè)備運(yùn)行狀況。

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