反滲透裝置
反滲透裝置工作原理概述
反滲透裝置采用世界上的反滲透膜元件，一是傳統型的反滲透+混床除鹽裝置，二是改良型的反滲透+EDI連續電除鹽裝置,di二種采用反滲透作預處理再配上電去離子（EDI）裝置，這是目前制取超純水，zui環保的超純水制備工藝，能生產符合或行業鍋爐給水標準（GB1576－79、DL/T561-95）除鹽超純水。不需要用酸堿進行再---生便可連續制取超純水，對環境沒什么破壞性。其缺點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鍋爐補給水的處理 。
反滲透技術是近幾年來才在我國發展起來的一項現代。反滲透就是對溶液施加一個大于滲透壓的壓力，使水透過的半透膜，從溶液中分離出來。因為這個過程和滲透現象相反，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，達到對溶液進行分離、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，處理工業用水，不耗用大量酸堿，無二次污染，它的運行費用也比較低。反滲透膜分離技術，簡稱RO技術。我公司生產的RO純水機可使回收率達到75%，脫鹽率高達98%以上，而且關鍵部件反滲膜為進口產品，使出水水質得到保證且出水水質穩定。系統預處理部分的設備均采用進口多路閥控制，使整個系統操作簡單，技術含量高，而且RO純水機還可減少酸堿的排放量，有利于環境保護。反滲透純水設備系統系統根據不同的源水水質采用不同的工藝。一般自來水經一級反滲透純水設備系統系統處理后，產水電導率＜10μS/cm，經二級反滲透系統后產水電導率＜2μS/cm甚至更低，在反滲透系統后輔以離子交換設備或EDI設備可以制備超純水，使電阻率達到18兆歐姆(電導率=1/電阻率)。
3噸/小時反滲透化水裝置（出口迪拜）
二、反滲透化水裝置工作原理
滲透現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。黃瓜中的水分子進入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發現純水液面降低了，而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現象叫做滲透現象。鹽水液面升高不是無止境的，到了一---定高度就會達到一個平衡點。這時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。在以上裝置達到平衡后,如果在鹽水端液面上施加一---定壓力，此時，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象被稱為反滲透現象。 如果將鹽水加入以上設施的一端，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。這就是反滲透化水裝置的原理。 反滲透設施生產純水的關鍵有兩個，一是一個有選擇性的膜，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，由于細菌、病毒、大部分有機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。 在水中眾多種雜質中,溶解性鹽類是zui難清--除的.因此,經常根據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高達99.7%。
反滲透純水設備，反滲透設備工作原理圖
三、反滲透化水裝置應用范圍
1.電子、工業、醫藥、食品等工業中純水、超純水的制備；
2.輕紡、化工行業工藝用水/化工循環水、化工產品制造等凈化與制備用水；
3.食品飲料工業用水、飲用純凈水、飲料、啤酒、白酒、保--健品等用水的凈化與制備用水；
4.工業生產中對水溶液進行有用物質和濃縮與回收；
5.電力行業鍋爐補給水、 火力發電鍋爐、廠礦中低壓鍋爐動力系統等企業高壓鍋爐補給水的預脫鹽處理；
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的一級除鹽設備。
8.社區、 房產物業、學校、工廠、醫院、茶樓、賓館、美容院、食堂等人數較多的各類企事業單位。
9.可用于桶裝水、礦泉水等灌裝水的制取工作。
10.電子工業用水 集成電路、硅晶片、顯示管等電子元器件沖洗水
11.制藥行業用水 大輸液、針劑、片劑、生化制品、設備清洗等;
12.海水、苦咸水淡化 海島、艦船、海上鉆井平臺、苦咸水地區
13.其它工藝用水 汽車、家電涂裝、鍍膜玻璃、化裝品、精細化學品等用超純水。
14.電鍍行業用水---清洗工件用水,槽液用水
四、反滲透化水裝置進水水質要求：
| 進水zui高SDI（15分鐘） | <5 |
| 進水zui高濁度 | ＜1.0NTU |
| 進水zui高含Fe值 | ＜0.05ppm |
| 進水zui高自由氯濃度（mg/l) | <0.1 |
| 進水PH值 | 2-11 |
| 進水水溫 | 4-45°C |
| 脫鹽率 | 95-99% |
| 出水PH值 | 5-7 |
| 回收率 | 60-80% |
1.反滲透化水裝置工藝流程
原水 → 原水箱 → 原水泵 →多介質過濾器 （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
反滲透化水裝置工藝流程圖
反滲透化水裝置系統工藝流程圖
2.反滲透化水裝置，反滲透設備工藝說明
1、原水箱
1）作用：克服管網供水的不穩定性，保證整個系統的供水穩定連續；同時也給各設備長期性能可靠提供了保障。
2）選型：PE材質或不銹鋼材質水箱。
3）控制：水箱配置高水位浮球閥和低水位液位開關。其具備了可靠性高,價格低廉,結構簡單,安裝方便等優點。當水位處于高位時，浮球閥關閉，停止進水。水位處于低水位時，高水位浮球閥打開，開始向水箱注水。同時，低水位液位開關斷開，增壓泵停止工作。
2、原水泵
1）作用：給預處理各設備提供必需的工作壓力。
2）選型：根據預處理各設備設計壓力降（每臺過濾設備zui大壓降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：泵后用調節閥調節壓力及進水量。
3、機械過濾器（石英砂過濾器）
1）作用：原水首先經過機械過濾器，在過濾器中放置12-24目的精--致石英砂，使原水中的絮凝體、鐵銹等懸浮雜質在此過程中被截留。由于機械過濾器在工作中截留了大量的懸浮雜質，為保證過濾器的正常工作，必--須對過濾器定期進行沖洗、反沖洗。
2）選型：選用FRP材質（玻璃鋼材質）容器.
3）控制：機械過濾器的反洗操作采用手工控制器，過濾器應每天進行一次清洗，清洗時間為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。反滲透系統要求進水指標SDI≤5，余氯<0.1mg/L。為滿足其進水要求，需進一步純化原水，使之達到反滲透的進水指標。在反滲透裝置前設置碳濾器，主要有兩個功能：
1、吸附水中部分有機物，吸附率為60%左右
２、吸附水中余氯。吸附粒度在10-20埃左右的無機膠體、有機膠體和溶解性有機高分子雜質以及在砂濾器中是難以去除的余氯。活性碳之所以能用來吸附粒度在幾十埃左右的活性物，是由于其結構存在大量平均孔徑在20-50埃的微孔和粒縫隙，活性碳的這個結構特點，使它的表面吸附面積能夠達到500-2000m2/g，由于一般有機物的分子直徑略小于20-50埃，因此活性碳對有機物具有很強的吸附作用。此外活性碳具有很強的脫氯能力，由于余氯具有很強的氧化性，余氯和碳起反應，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長的時間。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，活性碳使用一段時間后，其吸附能力下降，需要進行再---生或更換。所以，原水通過碳濾器后，能大大提高水質，減少對反滲透膜的污染，經過處理后的水質都能達到反滲透裝置進水水質要求（余氯<0.1mg/L）。
2）選型：選用玻璃鋼材質容器，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，為保證系統正常工作，每天必--須進行沖洗、反沖洗，沖洗過程由清洗時間為15-30分鐘。
5、全自動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。本設備裝填001×7強酸型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容器，
3）控制：控制系統采用自動控制閥型。按已設定的時間/流量，控制閥頭可自動再---生樹脂，完成吸鹽/反洗，正沖/注水過程。軟水器配備一個再---生箱，應每日檢查鹽箱的鹽量及水量，并及時補充鹽（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，可阻截不同粒徑的雜質顆粒，集表面過濾與深層過濾于一體。精密過濾器使用一---定時期后也有堵塞現象，因此，一---定時期后PP熔噴濾芯必--須更換，更換依據：精密過濾前后的壓力差在0.05-0.1Mpa時更換。
2）選型：選用不銹鋼材質容器.
7、高壓泵
1）作用：高壓泵是提供給反滲透系統所需產水流量及水質的工作壓力。使過濾水經過泵體后達到10公斤左右的壓力，以滿足膜體的進水壓力，保證純水的出水量。
2）選型：根據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：當原水壓力表指針達到2KG時，按下產水開關，高壓泵啟動，開始產水。高壓泵前設有壓力保護開關，當進水壓力低于1KG時，壓力保護開關關閉，高壓泵停止工作。
8、反滲透化水裝置（純水裝置）
1）作用：反滲透裝置是純化水生產線的主要部分。本裝置選用日本日東電工集團海德能公司生產的節能型復合膜ESPA型反滲透膜元件。ESPA系列為高脫鹽率苦咸水淡化膜。可在較低操作壓力下，獲取高水通量，其平均脫鹽率99.5%。
由于ESPA膜具有上述的優點，從而為水泵、壓力容器、管道、閥門等配套設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即可滿足工作的需要。同時，ESPA膜的高水通量、高脫鹽率的特性，這些都使設備制造成本和系統設備投資費用大為降低，并且可大量的節省能源，降低了系統的運行費用，提高水質。
選型：海德能ESPAI-4040/8040。反滲透裝置所設計的產水溫度25℃，水的利用率為70%。
9、水 箱（原水箱）
作用：儲備反滲透產品水，并為下一級系統工作提供穩定的供水。
控制：水箱內設有高，低液位開關，控制高壓泵和增壓泵。當平衡水箱處于低水位時，增壓泵自動啟動，開始產水。當水箱處于高水位時，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：泵后用調節閥調節壓力及進水量（手工操作）。
11、純化水箱（成品水箱）
1）作用：混床出水，進入純化水箱，再通過純化水箱送至各用水點。
2）控制：純化水箱內設有高，低液位開關，控制混床的給水泵。當純化水箱處于低水位時，混床給水泵開始工作，向純化水箱注水；高水位時，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，可有效截留管道內的極微小顆粒及殺滅的細菌尸體。其壽命長，流量大，過濾精度高，保證了生產線的無菌供水。精過濾處理器使用一---定時期后，由于污堵產水量下降必--須更換濾芯，更換依據：過濾前后的壓力差在0.05-0.1Mpa時更換。
13、檢測儀器儀表
1）反滲透主機設有膜前壓力表和膜后壓力表，對膜的工作壓力進行檢測，并設有系統路徑運行顯示，淡水流量計和濃水流量計檢測濃、淡水流量。
2）反滲透主機還設有電導率儀，電阻率儀。在線檢測淡水水質，既直觀又方便，可隨時觀測產品水的水質變化。
3）預處理設有壓力表，隨時觀察設備運行狀況，并可進行分析設備運行狀況。
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