1、RORO技术交流技术交流 1 RORO技术简介技术简介 2 按孔径分类的分离膜按孔径分类的分离膜 3 不易透过气体易透过气体浓度差 气体、气体与 蒸汽分离 气体分离 液体、无机盐、乙醇溶液蒸汽压力差、浓度差 溶液中的低分子 及溶剂间的分离 渗透气化 无机、有机离子离子电位差脱除溶液中的离子电 渗 析 无机盐、糖类、氨基 酸、BOD、COD等 离子、低分 子物、酸、碱 浓度差 脱除溶液中的盐 类及低分子物 透 析 无机盐、糖类、氨基 酸、BOD、COD等 水、溶剂压力差 脱除溶液中的盐 类及低分子物 反渗透和纳滤 蛋白质、各类酶、细菌、 病毒、乳胶、微粒子 溶剂、离子 和小分子 压力差 脱除溶液
2、中的胶 体、各类大分子 超 滤 悬浮物、细菌类、微粒子 水、溶剂 和溶解物 压力差 多孔膜、溶液的 微滤、脱微粒子 微 滤 被截留物质透过物质分离驱动力膜的功能膜的种类 主要膜分离过程主要膜分离过程 4 反渗透发展史反渗透发展史 人类发现渗透现象至今已有200多年的历史，通常认为1748年Abbe Nollet 发表的通过动物膜的试验为始点，之后，Vant Hoff建立了稀浓液的完 整理论。J.W.Gibbs提供了认识渗透压及它与其他热力学性能关系的理 论。 1953年，C.E.Reid建议美国内务部，把反渗透的研究纳入国家计划。 1956年，S.T.Yuster提出从膜表面撇出所吸附的纯水作
3、为脱盐过程的可能 性。 1960年，S.Loeb和S.Sourirajan制得了世界上第一张高脱盐率、高通量的不 对称乙酸纤维素反渗透膜。 1970年，美国Du Pont公司推出由芳香族聚酰胺中空纤维制成的渗透器， 与此同时Dow和东洋纺公司先后开发出三乙酸纤维素中空纤维反渗透 器，UOP公司成功推出卷式反渗透元件。 1980年，Filmtec公司推出性能优异、实用的FT-30复合膜，80年代末高脱 盐率的全芳香聚酰胺复合膜工业化。90年代中，超低压高脱盐全芳香 聚酰胺复合膜开发进入市场。 5 反渗透的基本原理反渗透的基本原理 渗透渗透 只透过溶剂而不透过溶质的膜称 为理想半透膜。当把溶剂和溶
4、液(或两 种不同浓度的溶液)分置于此膜的两侧 时，溶剂将自发地穿过半透膜向溶液 (或从低浓度向高浓度溶液)侧流动， 这种自然现象叫做渗透(Osmosis)，如 果上述过程中溶剂是纯水，溶质是盐 份，当用理想半透膜将它们分离开时， 纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐 水侧，此过程如左图所示： 6 反渗透的基本原理反渗透的基本原理 渗透压渗透压 纯水侧的水流入盐水侧 ， 浓水侧的液位上升，当上升 到一定高度后，水通过膜的 净流量等于零，此时该过程 达到平衡，与该液位高度对 应的压力称为渗透压 （Osmotic pressure）， 该过程如左图所示： 7 反渗透的基本原理反渗透的基本原理 渗透压渗
5、透压 一般来说渗透压的大小，取决于溶液的种类、 浓度和温度，而与半透膜本身无关，通常可用下 式来计算渗透压： =CRT 渗透压，大气压 C浓度差，摩尔/升 R气体常数，等于0.08206升*大气压/摩尔*oK T绝对温度 OK 上式是应用热力学公式推导出来的，因此只对稀溶液才是准 确的。C为水中离子浓度，若为非电解质则为分子的浓度。 8 反渗透的基本原理反渗透的基本原理 反渗透反渗透 当在膜的盐水侧施加 一个大于渗透压的压力 时，水的流向就会逆转 ， 此时盐水中的水将流入 纯水侧，这种现象叫反 渗透（Reverse Osmosis, 简称RO），该过程如左 图所示： 9 膜性能表示法膜性能表示
6、法 通常所说的膜性能是指膜的化学稳定 性和膜的分离透过特性。 l膜的物化稳定性的主要指标有：膜材料 、膜允许使用的最高压力、温度范围、 适用的PH值范围以及对有机溶剂等化学 药品的抵抗性，有时尚需说明对某些物 质，如水中游离氯或氧化性物质的最高 允许浓度。 l膜的分离透过性的主要指标是：脱盐率 、产水率、流量衰减系数。 10 膜性能表示法膜性能表示法 Qw=Kw(P+)A/T 式中：Qw产水量 Kw系数 P膜两侧的压差 渗透压 A 膜面积 T 膜厚度 Kw与膜性质及水温有关 ， Kw越大，说明膜的透水 性能越好。 对于一张给定的膜，我们可以推导出产水量及盐透过量的计算公式： Qs=Ks*C*A
7、/T 式中：Qs盐透过量 Ks系数 c膜两侧盐浓度差 A 膜面积 T 膜厚度 Ks与膜性质、盐的种类 及水温有关，Ks越大，说 明膜的脱盐性能越好。 从以上两式可以看出，对膜来说Kw大Ks小则膜质量较好。相 同面积和厚度的产水量与净驱动压力成正比，盐透过量只与膜 两侧溶液浓度成正比，而与压力无关。 11 反渗透脱盐机理反渗透脱盐机理 溶解扩散模型溶解扩散模型 该模型假设膜是完美无缺的理想膜，高压 侧浓溶液中各组分先溶于膜中，再以分 子扩散方式通过膜，最后在低压侧进入 稀溶液，任意组分（水或盐）的通量主 要取决于化学位梯度，水和盐传质的推 动力有两部分：浓度梯度和压力梯度。 该模型基本上可定量地
8、描述水和盐透过膜 的传递，但推导中的一些假设并不符合 真实情况，另外传递过程中水、盐和膜 之间相互作用也没有考虑。 12 反渗透脱盐机理反渗透脱盐机理 优先吸附优先吸附- -毛细空流动模型毛细空流动模型 溶液界面张力和溶质（活度）在界 面的吸附Gibbs方程，预示了在界 面处存在着急剧的浓度梯度，也 就是说在膜的表面形成水分子薄 层，在外力的作用下，优先通过 反渗透膜。 13 反渗透脱盐机理反渗透脱盐机理 形成氢键模型形成氢键模型 膜的表面很致密，其上有大量的活化点，键合一定数目 的结合水，这种水已失去溶剂化能力，盐水中的盐不 溶于其中。进料中的水分子在压力下可与膜上的活化 点形成氢键而缔合，
9、使该活化点上其他结合水解缔下 来，该解缔的结合水又与下面的活化点缔合，使该点 原有的结合水解缔下来，此过程不断地从膜面向下层 进行，就是以这种顺序型扩散，水分子从膜面进入膜 内，最后从底层解脱下来成为产品水。而盐是通过高 分子链间空穴，以空穴型扩散，从膜面逐渐到产品水 中的，但该模型缺乏更多的关于传质的定量描述。 14 反渗透脱盐机理反渗透脱盐机理 DonnanDonnan平衡模型平衡模型 膜为固定负电荷型，据电中性原理及膜和溶液中 离子化学位平衡，一般认为借助于排斥同离子 的能力，荷电膜可用于脱盐，一般只有稀溶液 ，在压力下通过荷电膜时，有较明显的脱盐作 用，随着浓度的增加，脱盐率迅速下降。
10、二价 同离子的脱除比单价同离子好，单价同离子的 脱除比二价反离子的好。该理论以Donnan平衡 为基础来说明荷电膜的脱盐，但Donnan平衡是 平衡状态，而对于在压力下透过荷电膜的传质 ，还不能从膜、进料及传质过程等多方面来定 量描述。 15 反渗透脱盐机理反渗透脱盐机理 其他分离模型其他分离模型 除上述模型，许多学者还提出不小另 外的模型，如脱盐中心模型，表面 力-孔流模型，有机溶质脱盐机理等 。 16 反渗透膜的种类反渗透膜的种类 反渗透膜的种类多，分类方法也很多 ， 但大体上可按膜材料的化学组成和膜材料 的物理结构外型结构及来区分。 l按膜材料的化学组成大致可分为： 醋酸纤维膜、芳香聚酰
11、胺膜等 l按膜材料的物理结构大致可分为： 非对称膜、复合膜等 l按外型结构大致可分为： 管式、平板式、中空纤维式及涡管式 17 按膜元件结构种类概述按膜元件结构种类概述 在反渗透技术刚起步时，主要采用管式和平 板式膜元件。但这两种膜元件初始投资高、膜的 填充密度低，因此常用于高污染给水处理。 卷式膜元件是把两层膜背对背粘结成膜袋， 之后将多个膜袋卷绕到多孔产水管上形成的。该 膜元件组成的系统投资低、耗电省，它是工业系 统中应用普遍的膜元件。其研制发展速度快，单 个膜元件的脱盐率高达99.7%。 中空纤维膜元件组成的反渗透系统有填充密 度高的特点，因而要求其对给水进行更严格的预 处理，以减少污堵
12、的可能性。 18 四种结构膜元件的特点比较四种结构膜元件的特点比较 系统费用:管式、平板式 中空纤维式、涡卷式 设计灵活性:涡卷式中空纤维式平板式管 清洗方便性:平板式管式涡卷式中空纤维式 系统占地面积: 管式平板式涡卷式中空纤维式 污堵可能性:中空纤维式涡卷式平板式管式 耗 能:管式平板式中空纤维式涡卷式 19 涡卷式膜元件涡卷式膜元件 涡卷式膜元件是美国UOP公司受美国内务部盐水局（OSW）委 托于1964年首先开发出来的一种新型膜元件。涡卷式膜元件中所采 用的膜为平面膜，为了使产品水在膜袋中流动，在信封状的半透膜 之内夹有产品水通道织物层。 RO系统运行时，原水中一部分水盐与膜垂直的方向
13、通过膜，此 时盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的 方向将浓缩的物质带走。膜元件的水通量越大、回收率越高，则其 在膜表面浓缩程度越高。膜表面的物质浓度与主体水流中物质浓度 不同，这种情况称为浓差极化。增大等不良后果，因此在涡卷式膜 元件中装有给水通道隔网，以增加给水浓缩通道的紊乱程度，进 而减少浓差极化的发生。 涡卷式膜元件的主要规格参数有：外型尺寸、有效膜面积、产水 量、脱盐率、操作及最高操作压力、最高使用温度和进水水质要求 。 20 醋酸纤维素膜醋酸纤维素膜 从化学上讲，醋酸纤维素膜(Cellulose Acetate简称CA) 是一种羟基聚合物，它一般是用纤维素经酯化
14、生成三醋酸 纤维，再经过二次水解成一、二、三醋酸纤维的混和物。 作为膜材料的醋酸纤维素中的乙酰基含量越高，脱盐性能 越好，但产水量越小。为了平衡脱盐性能和透水性能，一 般选择乙酰基含量为37.540.1%的醋酸纤维。 醋酸纤维是一种酯类，会发生水解，水解的结果将降 低乙酰基的含量，使膜的性能受到损害，同时膜也更易受 到生物的侵袭。 醋酸纤维素膜的水解出和温度有关以外，还于PH值有 关。为增加膜的使用寿命，一般控制原水的PH在5-6之间 。 21 复合膜复合膜 从结构来讲，复合膜 （Thin Film Composite简 TFC）是若干层薄皮的复 合体，此膜的最大特点是 抗压实性较高、透水率较
15、 大和盐透率较小。 22 复合膜与醋酸纤维膜的性能比较复合膜与醋酸纤维膜的性能比较 l复合膜的化学稳定性较好，而醋酸纤维膜将会发生水解。 l复合膜的生物稳定性好，复合膜不受生物侵袭，而醋酸纤维膜易 受微生物的侵袭。 l复合膜的输性能好。即Kw大而KS小。 l复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间改变；而 醋酸纤维膜在运行中会被压紧，因而产水量下降。 l复合膜的脱盐率不随时间而改变；而醋酸纤维膜由于会发生水解 ，脱盐率将会不断下降。 l复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量是醋酸 纤维膜给水泵用电量的一半。 l醋酸纤维膜的使用寿命一般仅为3年，而复合膜 的使用寿命大于 三年
16、。 l复合膜的缺点为抗氯性较差，价格较贵。 23 反渗透膜电镜照片反渗透膜电镜照片24 膜透过操作方式膜透过操作方式25 反渗透反渗透基本原理基本原理 26 反渗透膜元件构造 27 集水管 膜 浓水 膜透过水 原水 流道网 原水 透过水 流道网 原水 膜元件的结构示意图 28 反渗透卷制图反渗透卷制图 反渗透膜袋反渗透膜袋 浓水网浓水网 淡水网淡水网 29 反渗透膜剥面图反渗透膜剥面图 膜元件端板膜元件端板 给水给水 产水流向产水流向 ( (透过膜后透过膜后) ) 淡水网淡水网 反渗透膜反渗透膜 产水膜封口产水膜封口 浓水网浓水网 产水产水 浓水浓水产水中心管 产水中心管 30 反渗透组装图反
17、渗透组装图 给给 水水 V V型圈型圈 浓水浓水 产水产水 膜外壳膜外壳膜元件膜元件 31 反渗透装置图反渗透装置图 机架机架 高压泵高压泵 浓水浓水 产水产水 给水给水膜外壳膜外壳 32 反渗透一段进水反渗透一段进水 33 反渗透一段浓水进二段反渗透一段浓水进二段 34 反渗透浓水反渗透浓水 35 反渗透产水反渗透产水 36 RORO操作与维护操作与维护 37 反渗透膜元件的进水条件反渗透膜元件的进水条件 最高使用温度： 113F（45） 最大给水浊度： 4.0ppm 允许游离氯： 0.1ppm PH范围： 连续运行： 3-10 短时运行： 2-11 最大给水流量： 75GPM（17.0m3
18、/h） 给水最大SDI值： 4.0 单个膜元件回收率：15% * *氯的耐受力计算建立在无铁存在的基础上。氯的耐受力计算建立在无铁存在的基础上。 38 各项进水指标对各项进水指标对 设备安全运行设备安全运行 的意义的意义 39 余氯余氯 l醋酸纤维膜要求给水中含有残余氯，可防止细菌滋生，但含 氯量过高会破坏膜，最大允许连续余氯的含量为1毫克/升。 l复合膜抗氯性差，一般不允许余氯，采用加氯杀菌后，需加 亚硫酸氢钠或经活性炭过滤消除余氯。 l使用压力硫酸氢钠除余氯的反应如下： Na2S2O5+ H2ONaHSO3 NaHSO3+HCLOHCL+NaHSO4 l理论上1.34公斤的Na2S2O5可
19、以去除1公斤余氯，但在有溶解 氧的情况下，对苦咸水去除1公斤余氯需投加3公斤Na2S2O5。 Na2S2O5在干爽条件下储存，有效期为4-6个月，溶液的有效 期与浓度变化有关。 溶液浓度（重量%） 2% 10% 20% 30% 最长有效期 3天 1星期 1月 6月 l使用活性炭过滤清除余氯的反应如下： C+2CL2+2H2O4HCL+CO2 40 铁（铁（FeFe ） l当RO给水在进行氯化及脱氯工程中，或在水中 溶解氧含量高于5毫克/升时水中的2价铁离子转 化为3价铁离子，生成不溶于水的胶体物质，对 反渗透造成污染。即使水中SDI值小于5、铁离子 含量小于0.1毫克/升，仍可能发生铁的污染问
20、题 。 l铁的氧化速度取决于铁含量、水中的溶解氧浓度 和PH值，其关系如下： 氧含量（毫克/升） PH 允许铁含量（毫克/升） 0.5 7.0 0.05 l降低RO给水中铁的含量可以采用曝气-锰砂过滤 的方法完成。 41 硅（硅（SiSi ） l浓水中不允许析出SiO2，当SiO2过饱和则可能聚合而形成 不溶解的胶体硅或有机硅胶而引起结垢。 l纯水25时，无定形硅的溶解度约为100毫克/升（以SiO2 计），溶解度随温度呈直线变化，在0时为0，到40 时为160毫克/升。在中性溶液中，溶解的只有硅酸；在 碱性溶液中，无定形硅的溶解度较大。溶液中除铝之外 ，其余各种离子均不会影响二氧化硅的溶解度
21、。 注：许多运行的RO装置浓水中的二氧化硅超过文献中的极限浓度，但 并未析出二氧化硅；确定是否需要控制二氧化硅结垢，可根据文献 数据中的SiO2与浓水流中的SiO2进行比较，如果浓水中的数值小于 文献规定数值则不会结垢。控制系统回收率是主要的防止结垢的方 法，靠降低系统回收率使浓水中的SiO2降低。采用石灰软化，可降 低给水中50%的SiO2。温度控制：因无定形SiO2的溶解度取决于温度 。发现可能出现了硅垢，必须立即清洗，硅垢一旦形成急难去除。 42 颗粒物质、颗粒物质、 SDISDI和浊度和浊度 不允许大于5的颗 粒进入高压泵及反渗透 器，这点必须确保，以 免破坏设备。一般在高 压泵前安装
22、5过滤器， 再微过滤器前后安装压 力表，当压力表超过一 定数值后，更换氯芯， 通常情况下更换周期 为1-3个月，若使用时 间小于1个月，则需改 善预处理系统，不允许 使用带反洗的微过滤器 。 对于不同的原水 水源，由于选用的通 量不同，要求的SDI 值也不一样，一般要 求SDI小于5（越小越 好）；浊度应小 于0.2NTU（最大允许 浊度为1 NTU）。 43 有机物、有机物、 油和脂油和脂 l水中的有机物对RO膜的 影响最为复杂，有些有 机物对膜的影响不大， 而另一些则可能造成膜 的有机物污染。一般来 说当水中的TOC含量超 过3毫克/升时，即应考 虑进行去除，对于地表 水应尽量在絮凝剂澄清
23、 的过程中去除有机物， 还可以采用活性炭过滤 进一步降低有机物含量 。 l水中不允许含 有油和脂，当 油或脂超过0.1 毫克/升时，就 应采用凝聚或 使用活性炭过 滤器进行去除 。 44 细菌细菌 由于细菌会以醋酸纤维为食物，因此醋酸膜易受细菌的侵袭，对原 水必须彻底杀菌。对于复合膜，虽然不受细菌的侵袭但细菌粘膜会造成 膜的污堵，一般可采用加氯杀菌，加氯量要根据需氯量实验加以确定。 氯加入水中发生以下反应：CL2+H2O=HCLO+H+CL- HCLO= H+CLO- HCLO为次氯酸，CLO-为次氯酸根，由于H+能被水中的碱度中和，最后 水中只剩下HCLO和CLO-，两者在水中所占的百分数主
24、要取决于PH值和 水温 。当PH小于7时，水中的HCLO占75%，CLO-占25%，温度降低时 HCLO所占的比例将增大，在0C时HCLO增加到83%，CLO-减到17%。 对于氯气的杀菌机理有不同说法，通常的解释是生成的次氯酸产生 杀菌作用。HCLO是个中性分子，可以扩散到带负电的细菌表面，并穿 过细菌的细胞进入细菌内部，HCLO分子进入细胞后由于CL分子的氧化 作用破坏了细菌的某种酶系统（酶是一种蛋白质成分的催化剂，细菌的 养分要经过它的作用后才能被吸收），最后导致细菌的死亡，而次氯酸 根CLO-虽然包括一个氯分子，但它带负电，不能靠近带负电的细菌，所 以也不能穿过细菌的细胞膜进入细菌内部
25、，因此很难起杀菌作用。从上 式中可以看出，加入水中的氯气只有1/2变成HCLO的成分；另外的1/2在 水中产生CL-，不起杀菌作用。采用NaCLO时：NaCLO +H2O=HCLO+ Na+OH-，比较可以看出一个分子的NaCLO作用相当于一个分子的CL2。 45 阻垢阻垢 l必须防止CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4和CaF2 垢。 l膜结垢是由于给水中的微量盐在给水转化为浓水 时超过了溶度积而沉淀到膜上在苦咸水中， CaCO3、CaSO4，其他盐类SrSO4、BaSO4和CaF2 需要计算来确定浓水中是否超过溶解度极限。如 果微溶盐超过溶解极限，需要采取以下方法： l降低系统回
26、收率，避免超过溶度积。 l采取离子交换软化去除钙离子。 l加酸去除碳酸或重碳酸离子。 l加阻垢剂。 46 CPACPA系列膜元件的主要性能及规格系列膜元件的主要性能及规格 75 (17.0) 5 : 1单支膜元件上浓缩水与透过水量的最大比例 10psi (0.7kgf/cm2)单支膜元件最高压力损失 0.1ppm最高进水自由氯浓度 1.0 NTU进水最高浊度 5进水最高 SDI(15分钟) 16 (3.6)最高进水流量 GPM(m3/h) 600 (4.16)最高操作压力 psi ( MPa ) 3.0 10.0进水PH范围 45最高进水温度 () 使 用 条 件 6.5 7.0测试液PH 1
27、5单支膜元件水回收率 (%) 25测试液温度 () 225 (1.55)操作压力 psi ( MPa ) 1500ppm NaCl溶液 (运行30分钟后测试的数据)测试溶液 测 试 条 件 11000 (41.6)6000 (22.7) 11000 (41.6) 10000 (37.8)2250 (8.5)透过水量 GPD(m3/d) 99.6平均99.799.699.2(平均99.6)99.2最低脱盐率 (%) 性 能 40040040036585有效膜面积 (ft2) 16.44.1湿润态重量 (kg) 201.9 / 1016.099.0 / 1016.0外径/长度 (mm) 规 格 C
28、PA-ULTRAPURECPA4CPA3CPA2CPA2-4040型 号 47 反渗透水处理系统的构成反渗透水处理系统的构成 48 反渗透预处理反渗透预处理 合适与否的简单判断准则合适与否的简单判断准则 确实需要加强预处理1个月超过1次 可能需要加强预处理13个月 适度3个月或更长 预处理是否合理适度清洗频率 成功运行的必要条件成功运行的必要条件 具体的预处理设计需要根据现场情况和膜元件类型确定具体的预处理设计需要根据现场情况和膜元件类型确定 必须仔细考虑各种要求必须仔细考虑各种要求 原水的特点非常重要原水的特点非常重要 为确保系统可靠运行，有时需要作小型实验为确保系统可靠运行，有时需要作小型
29、实验 49 反渗透预处理反渗透预处理 设计考虑因素设计考虑因素 膜元件种类膜元件种类( (醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺复合膜醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺复合膜) ) 进水水质进水水质( (水源及其变化水源及其变化) ) 进水流量进水流量( (小型或大型装置小型或大型装置) ) 反渗透的回收率反渗透的回收率( (高回收率意味着需要更好的预处理高回收率意味着需要更好的预处理 ） 后处理设备和要求后处理设备和要求 50 反渗透污染物反渗透污染物 悬浮固体悬浮固体 普遍存在于地表水和废水中普遍存在于地表水和废水中 尺寸尺寸1 1微米微米( (胶体可能会小于胶体可能会小于1 1微米微米) ) 在未搅拌溶液中能从
30、悬浮状态沉积下来在未搅拌溶液中能从悬浮状态沉积下来 ( (胶体会保持悬浮状态胶体会保持悬浮状态) ) 预处理后必须将下列指标降低至：预处理后必须将下列指标降低至： 浊度浊度1 1NTUNTU 15 15分钟分钟SDISDI值值5 5 51 反渗透污染物反渗透污染物 胶体污染物胶体污染物 普遍存在于地表水或废水中普遍存在于地表水或废水中 污染物主要存在于反渗透系统的前端污染物主要存在于反渗透系统的前端 尺寸尺寸1 1微米微米 在未搅拌溶液中微粒会保持悬浮状态在未搅拌溶液中微粒会保持悬浮状态 可以是有机或无机成份组成的单体或复合化合物可以是有机或无机成份组成的单体或复合化合物 无机成份可能是硅酸、
31、铁、铝、硫无机成份可能是硅酸、铁、铝、硫 有机成份可能是单宁酸、木质素、腐殖物有机成份可能是单宁酸、木质素、腐殖物 预处理后必须将下列指标降低至：浊度预处理后必须将下列指标降低至：浊度1 1NTUNTU1515分钟分钟SDISDI值值5 5 52 反渗透污染物反渗透污染物 有机污染物有机污染物 污染物主要存在于反渗透系统的前端污染物主要存在于反渗透系统的前端 普遍存在于地表水或废水中普遍存在于地表水或废水中 被吸收附着在膜表面被吸收附着在膜表面 天然腐殖有机物来源于植物腐烂物且常带电荷天然腐殖有机物来源于植物腐烂物且常带电荷 缺乏明确的缺乏明确的TOC(TOC(总有机碳总有机碳) )含量规定含
32、量规定 进水中进水中TOCTOC含量为含量为2 2ppmppm时应引起注意时应引起注意 具有电中性表面的具有电中性表面的LFC1LFC1膜及膜及CABCAB膜可能更适用膜可能更适用 53 反渗透污染物反渗透污染物 生物污染生物污染 普遍存在于地表水或废水中普遍存在于地表水或废水中 开始时易在反渗透前端形成污染物，随后扩展及整个开始时易在反渗透前端形成污染物，随后扩展及整个 反渗透系统反渗透系统 通常污染物为细菌、生物膜、藻类、真菌通常污染物为细菌、生物膜、藻类、真菌 警戒含量为警戒含量为1000010000cfu(cfu(菌落生成单位菌落生成单位)/)/mlml 必须控制生物活性必须控制生物活
33、性 CABCAB膜由于其对余氯的耐受性较好，因而可能更适用膜由于其对余氯的耐受性较好，因而可能更适用 54 反渗透污染物反渗透污染物 难溶盐难溶盐污染污染 100SiO2 6000BaSO4 800SrSO4 230CaSO4 饱 和 值 %盐 份 反渗透进水中含有的难溶盐及相关成份达到下表中所列的浓反渗透进水中含有的难溶盐及相关成份达到下表中所列的浓 度时，均应在预处理中采取相应措施，以防止反渗透膜结垢。度时，均应在预处理中采取相应措施，以防止反渗透膜结垢。 注意注意：上表中指标的设计基础为：上表中指标的设计基础为75%75%的系统水回收率，在某些情况下，最小值范围会有变化。的系统水回收率，
34、在某些情况下，最小值范围会有变化。 浓缩浓缩 水中水中 难溶难溶 盐的盐的 饱和饱和 极限极限 55 饱和指数极限值饱和指数极限值 1.8用有机阻垢剂时的LSI及SDSI 0.5用六偏磷酸钠做阻垢剂时的LSI及SDSI -0.2不加阻垢剂时的LSI及SDSI LSI 值 *条 件 * : * : Langelier Langelier 和和 Stiff & Davis Stiff & Davis 饱和指数饱和指数 56 针对特定污染物的反渗透预处理设计针对特定污染物的反渗透预处理设计 针对难溶盐的反渗透预处理设计要点针对难溶盐的反渗透预处理设计要点 l l 离子交换软化离子交换软化 l l 弱
35、酸阳离子软化弱酸阳离子软化 l l 石灰软化石灰软化 l l 添加化学阻垢剂添加化学阻垢剂 57 针对特定污染物的反渗透预处理设计针对特定污染物的反渗透预处理设计 针对金属氧化物的反渗透预处理设计针对金属氧化物的反渗透预处理设计 l l 离子交换软化离子交换软化 l l 石灰软化石灰软化 l l 锰砂过滤锰砂过滤 l l 添加化学分散剂添加化学分散剂 58 针对特定污染物的反渗透预处理设计针对特定污染物的反渗透预处理设计 针对溶解性硅的反渗透预处理设计针对溶解性硅的反渗透预处理设计 l l 石灰软化石灰软化 l l 热交换器热交换器 l l 脱除铁脱除铁 l l 硅分散剂硅分散剂 59 针对特
36、定污染物的反渗透预处理设计针对特定污染物的反渗透预处理设计 针对微粒和胶体的反渗透预处理设计针对微粒和胶体的反渗透预处理设计 l l 澄清澄清 l l 石灰软化石灰软化 l l 砂滤或添加混凝剂砂滤或添加混凝剂 或絮凝剂后进行多或絮凝剂后进行多 介质过滤介质过滤 l l 微滤或超滤微滤或超滤 60 针对特定污染物的反渗透预处理设计针对特定污染物的反渗透预处理设计 针对天然有机物的反渗透预处理设计针对天然有机物的反渗透预处理设计 l l 澄清澄清 l l 石灰软化石灰软化 l l 活性碳过滤活性碳过滤 l l 微滤或超滤微滤或超滤 61 针对特定污染物的反渗透预处理设计针对特定污染物的反渗透预处
37、理设计 针对有微生物滋长的反渗透预处理设计针对有微生物滋长的反渗透预处理设计 l l 化学杀菌剂化学杀菌剂 l l 石灰软化石灰软化 l l 紫外杀菌紫外杀菌 l l 微滤或超滤微滤或超滤 l l 保持水流动尽量保持水流动尽量 减少死角减少死角 62 由于预处理系统设计或操作不当而人为造成的常见污染由于预处理系统设计或操作不当而人为造成的常见污染 l l 阳离子聚合物阳离子聚合物 l l 氯化铝或氯化铁氯化铝或氯化铁 l l 正磷酸锌正磷酸锌 l l 添加了互不相容添加了互不相容 的化学药剂的化学药剂 l l 氧化剂氧化剂 63 污染密度指数污染密度指数SDISDI的测定方法的测定方法 测试仪
38、器的组装测试仪器的组装 污染密度指数污染密度指数SDISDI值是表征反渗透系统进水水质的重要指标值是表征反渗透系统进水水质的重要指标 。 测定测定SDISDI值的标准方法的基本原理是测量在值的标准方法的基本原理是测量在3030psipsi给给 水压力下用水压力下用0.450.45mm微滤膜过滤一定量的原水所需要的时间微滤膜过滤一定量的原水所需要的时间 。 测试仪器的组装测试仪器的组装 1 1 按测试仪器组装图组装测试装置按测试仪器组装图组装测试装置 2 2 将测试装置连接到将测试装置连接到RORO系统进水管路取样点上系统进水管路取样点上 3 3 在装入滤膜后将进水压力调节至在装入滤膜后将进水压
39、力调节至3030psipsi。在实际测试时，应使用在实际测试时，应使用 新的滤膜新的滤膜 64 污染密度指数污染密度指数SDISDI的测定方法的测定方法 测试装置组装图测试装置组装图 65 污染密度指数污染密度指数SDISDI的测定方法的测定方法 注意事项注意事项 为获取准确测试结果，应特别注意下列事项：为获取准确测试结果，应特别注意下列事项： 1. 1. 在安装滤膜时，应使用扁平镊子以防刺破滤膜；在安装滤膜时，应使用扁平镊子以防刺破滤膜； 2. 2. 确保确保O O型密封圈清洁完好并安装正确；型密封圈清洁完好并安装正确； 3. 3. 避免用手触摸滤膜；避免用手触摸滤膜； 4. 4. 事先冲洗
40、测试装置，去除系统中的污染物。事先冲洗测试装置，去除系统中的污染物。 * ：接取500ml水样所需时间大约为接取100ml水所需时间的5倍。如果接取500ml所需 时间远大于5倍，则在计算SDI值时，应采用接取100ml所用的时间。 66 污染密度指数污染密度指数SDISDI的测定方法的测定方法 测试步骤测试步骤 1 1 记录测试温度。在试验开始至结束的测试时间内，系统温度变化不应超过记录测试温度。在试验开始至结束的测试时间内，系统温度变化不应超过 11。 2 2 排除过滤池中的空气压力。根据滤池的种类，在给水球阀开启的情况下，排除过滤池中的空气压力。根据滤池的种类，在给水球阀开启的情况下，
41、或打开滤池上方的排气阀，或拧松滤池夹套螺纹，充分排气后关闭排气或打开滤池上方的排气阀，或拧松滤池夹套螺纹，充分排气后关闭排气 阀或拧紧滤池夹套螺纹。阀或拧紧滤池夹套螺纹。 3 3 用带有刻度的用带有刻度的500500mlml量筒接取滤过水以测量透过滤膜的水量。量筒接取滤过水以测量透过滤膜的水量。 4 4 全开球阀，测量从球阀全开到接满全开球阀，测量从球阀全开到接满100100mlml和和500500ml ml * * 水样的所需时间并记录水样的所需时间并记录 。 5 5 五分钟后，再次测量收集五分钟后，再次测量收集100100mlml和和500500mlml水样的所需时间，十分钟及十五分水样的
42、所需时间，十分钟及十五分 钟后再分别进行同样测量。钟后再分别进行同样测量。 6 6 如果接取如果接取100100mlml水样所需的时间超过水样所需的时间超过6060秒，则意味着约秒，则意味着约90%90%的滤膜面积被的滤膜面积被 堵塞，此时已无需再进行实验。堵塞，此时已无需再进行实验。 7 7 再次测量水温以确保与实验开始的水温变化不超过再次测量水温以确保与实验开始的水温变化不超过11。 8 8 实验结束并打开滤池后，最好将实验后的滤膜保存好，以备以后参考。实验结束并打开滤池后，最好将实验后的滤膜保存好，以备以后参考。 67 污染密度指数污染密度指数SDISDI的测定方法的测定方法 计算公式计算公式 计算公式计算公式 SDI = PSDI = P30 30 / T / T t t = 100 ( 1 = 100 ( 1 T T i i / T / T f f ) / T ) / T t t 式中：式中： SDI SDI 污染密度指数污染密度指数 P P 3030 在在3030psipsi给水压力下的滤膜堵塞百分数给水压力下的滤膜堵塞百分数 T T t t 总测试时间，单位为分钟。通常总测试时间，单位为分钟。通常T T t t 为为1515分钟，分钟， 但如果在但如果在1515分钟内即有分钟内即有75%75%的滤膜面积被堵的滤膜面积被堵 塞塞
