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反渗透设备树脂交换的再生效果

作者:漂莱特   来源:英国漂莱特树脂   发布时间:2012-07-03 16:49:08

  反渗透设备树脂交换的再生效果

  反渗透设备是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等,再通过泵加压,利用孔径为1/10000μm(相当于大肠杆菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反渗透膜,使较高浓度的水变为低浓度水,同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离,从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准,产出至清至纯的水,反渗透设备是人体及时补充优质水份的最佳选择.漂莱特树脂,软化水设备,离子交换树脂

  反渗透设备应用膜分离技术,能有效地去除水中的带电离子、无机物、胶体微粒、细菌及有机物质等。反渗透设备是高纯水制备、苦咸水脱盐和废水处理工艺中的最佳设备。广泛用于电子、医药、食品、轻纺、化工、发电等领域。

  盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果

  软化水设备树脂吸收一定量的钙镁离子之后,就必须进行再生,再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层,把树脂上的硬度离子在置换出来,随再生废液排出罐外,树脂就又恢复了软化交换功能。传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即 可)。

  在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,自20世纪60年代起就开始对离子交换设备进行自动化设计,随着工业技术的发展,软化水设备逐渐发展出与国内多通阀不一样的多路阀和集成阀,软化水设备主要以多路阀为主,主要材料有工程塑料和无铅黄铜两种。其核心部件为一只多通道集成阀,一般采用阀板或活塞控制水流方向,由小型电机带动凸轮轴(或活塞)来动作。

  过滤机理与过滤型式的比较

  表层过滤在很大程度上是去除杂质的物理过滤,通常没有使用化学预处理,一般要求原水质量很好。

  深层过涟的机理较复杂,除去杂质的大小通常比滤料颗粒之间的空隙要小。传送机理为携带颗粒杂质与滤料颗粒表面接触,而吸附机理为把杂质截留在滤料颗粒的表面。化学预处理对深层过滤是必不可少的,因为它可把胶体颗粒杂质凝聚(或絮凝)成较大的颗粒,有利于把杂质颗粒传送至滤料内,同时增加过滤过程中截留软粒杂质的吸附力。

  1、设计概况:本系统配置设计根据客户提供水源水质设计;系统设计产水量为每小时2吨,采用美国陶式双级RO反渗透系统。该设备符合国家《反渗透水处理设备—GB/T19249-2003》标准。

  2、工艺说明:前置处理采用机械沉淀过滤、碳吸附过滤、离子软化器和后置保安精密过滤器四级做为预处理;RO组件采用美国进口DOW-RO反渗透膜。

  3、出水水质:RO系统设计脱盐率≥95%,出水质小于10us/cm。

  各部分设备的技术规范

  1、预处理系统:

  ①工作原理

  原水中通常含有颗粒很细的尘土,腐植质,淀粉,纤维素以及菌、藻等微生物。这些杂质与水形成溶胶状态的胶体微粒,由于布朗运动静电排斥而呈现沉降稳定性和聚合稳定性,通常不能用重力自然下沉降的方法除去,一般原水预处理可以用添加絮凝剂来破坏溶胶的稳定性,使细小的胶体微粒,再絮凝成较大的颗粒,通过砂滤和碳滤预过滤,以除去这些颗粒。在砂滤中所用的滤料采用锰砂,把原水中的絮状杂质(主要为有机物腐植质和粘土类无机化合物)去除,使出水浊度小于0.5HTU。同时,锰砂又是催化剂,能很好的促进Fe2+氧化成Fe3+,形成Fe(OH)3沉淀,经过滤而出除铁离子。

  ②运行方式

  多介质过滤器的运行操作主要分为:正常运行、反冲等几个部分。

  运行方式:自动 漂莱特树脂,软化水设备,离子交换树脂

  本系统的运行及反冲:

  系统的运行与反冲由手动控制。当机械过滤器的运行时间达到反洗时间设定值时,人工对过滤器会进行反冲洗。

  运行控制:由压力和流量监测仪表反映系统的运行状况,值班人员按照要求作好纪律,监督检查其是否正常运行。

  2、预处理系统:

  ①工作原理

  二级ACF复合过滤器主要成份是活性碳及高分子滤料。当进水进水指标余氯<50.1mg/L。活性炭过滤器主要有两个功能:

  1、吸附水中部份有机物,吸附率为60%左右;

  2、吸附水中余氯。对于粒度在10—20埃左右的五机胶体、有机胶体和溶解性有机高分子杂质和余氯在机械过滤器中是难以去除的。为了进一步纯化原水,使之达到反渗透进水指标,在工艺流程中设计了一级活性炭过滤器,活性炭之所以能用莱吸附粒度在几十埃左右的活性物,是由于其结构中存在大量平均孔径在20—50埃的微孔和粒隙,活性炭的这种结构特点,使它的表面吸附面积能达到点500—2000M2/G,由于一般有机物的分子直径都略小于20—50埃,因此活性炭对有机物的吸附最有效。此外活性炭还有很强的脱氯能力,活性炭在整个吸附脱氯程中并不过是简单的吸附作用,而是在气表面发生催化作用,因此活性炭不存在吸附饱和的问题,只是损失少量的碳,所以活性炭脱氯可以运行相当长的时间。活性炭除了能脱氯及吸附有机物外,还能除去水中臭味、色度、以及残留的浊度,活性炭使用一定时期后,仍会减弱其吸附能力,需要再生。经以上二级处理,原水的纯度得到大大提高。经处理后的水中余氯含量<0.1mg/L。

  ②运行方式

  活性炭过滤器的运行操作主要分为:正常运行、反冲等几个部分。

  运行方式:手动

  本系统的运行及反冲:

  系统的运行与反冲由手动控制。当活性炭过滤器的运行时间达到反洗时间设定值时,人工对过滤器进行反冲洗。

  3、预处理系统:

  ①工作原理

  软化是根据树脂吸附水中的钙镁离子,然后利用盐(NaCl)将吸附的这些钙镁离子置换掉,通过反冲洗将这些钙镁离子冲掉的原理。

  ②运行方式

  本系统运行方式分为:正常运行、反冲及再生,系统自动运行。系统的运行与反冲由多向控制阀利用流量控制程序手动控制。实现反冲、吸盐、再生、给水、无硬水通过,并可以连续运行,满足用水要求。漂莱特树脂,软化水设备,离子交换树脂

  4、预处理系统:

  ①工作原理

  经过多介质过滤器、活性炭过滤器及软化器处理后,水中仍存在部分微笑颗粒,不能满足反渗透进水的要求。

  水系统中通常由精滤作为源水进入反渗透膜胶的最后一道处理工艺,以防止上道工序可能存在的泄露,以防反渗透膜的阻塞。

  精滤过滤器进水悬浮物浓度<2ppm。

  本系统反渗透装置设精密过滤器,精密滤芯精度为5um,材质PP棉。

  对于顺流过滤,滤料较理想的排列应是大获较滤料在上,而较小颐粒滤料在下,即沿着水流方向,撼料由大至小。但对单层滤料如石英砂,在反洗之后,石英砂顺粒的排列总是根据其重且大小,沿着水流方向由小至大,这样,由于上部砂层最细,下部砂层截污能力难以充分发挥出来,且水流阻力增大较快。而双层或多层滤料过滤则能较好地克服这一缺点。因为对于石英砂一磺化煤为滤料的双层床过滤器,尽管同一种滤料的排列仍是按水流方向由小至大,但利用不同涟料的密度差(石英砂的大于磺化煤的),使粒径较大的磺化煤层在上部,而较细的石英砂层在下部,固体杂质可以渗透到床层深度,而床层也就更好地被利用了。实践证明,双层床比单层床具有滤速增大,截污能力提高,水头损失增长速度减小,运行周期延长等明显的优点。

  反渗透装置污染控制方法

  反渗透系统在日常的运行中,难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题,这些因素影响着系统安全稳定的运行。下面主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法。

  一、无机物的结垢

  在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等离子。在一般的情况下是不会造成无机物结垢,但是在反渗透系统中,由于源水一般浓缩4倍,并且pH也有较大的提高,因此比较难溶解的物质就会沉积,在膜表面形成硬垢,导致系统压力升高、产水量下降,严重的还会造成膜表面的损伤,使系统脱盐率降低。

  衡量水质是否结垢有两种计算方法:

  控制苦咸水结垢指标

  对于浓水含盐量TDS≤10,000mg/L的苦咸水,朗格利尔指数(LSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标:

  LSIC=pHC-pHS

  式中:LSIC:反渗透浓水的朗格利尔指数

  pHC:反渗透浓水pH值

  pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值 

  当LSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。漂莱特树脂,软化水设备,离子交换树脂

  控制海水及亚海水结垢指标及处理方法:

  当浓水含盐量TDS>10,000mg/L的高盐度苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大卫饱和指数(S&DSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标。

  S&DSIC=pHC-pHS

  式中:S&DSIC:反渗透浓水的斯蒂夫和大卫饱和指数

  pHC:反渗透浓水pH值

  pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值

  当S&DSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。

  其它无机盐结垢预处理的控制方案

  碳酸钙结垢预处理的控制方案

  在反渗透系统的结垢中,以碳酸盐垢为主,大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎呈饱和状态,由下式表示CaCO3化学平衡:

  Ca2++HCO3–<——>H++CaCO3

  从化学平衡式可以看出,要抑制CaCO3的结垢,有几种途径:

  降低Ca2+的含量

  降低了Ca2+含量,可以使化学平衡向左侧移动,不利于形成CaCO3垢。

  达到这种目的的方法有:离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方法,他们都能有效地降低的Ca2+含量,从而达到抑制钙垢的生成。

  Ca2+的增溶

  主要是以增加Ca2+的溶解度,从而降低结垢的风险。

  方法:添加螯合剂、阻垢剂,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移动。

  调节pH值

  主要是通过添加无机酸,从而提高H+的浓度,使平衡向左移动。化学原理如下:

  CO2+H2O<——>H2CO3――――-⑴

  H2CO3<——>H++HCO3-――――⑵

  HCO3-<——>H++CO32-――――⑶

  磁化处理的过程就是水在垂直于磁力线的方向通过磁铁后,即完成磁化处理的过程。我国对水的磁化处理,到目前为止仍是处于实践和研究的初级阶段,国外的净水器没有磁化功能的要求,随再生废液排出罐外,树脂就又恢复了软化交换功能。 软化水设备由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂,相对减少树脂的使用寿命。为避免此类情况,应加大树脂体积,这意味着选用加大型号的软水器。软化水设备所需的软水单位流量(吨/小时)。漂莱特树脂,软化水设备,离子交换树脂

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