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反渗透除盐系统的改进

反渗透除盐系统的改进

1、背压法均衡系统水通量分布
    反渗透是一种压力梯度为动力的膜分离过程,是自然渗透的逆过程,给水压力升高使膜的水通量增大,但压力升高并不影响盐透过量。在盐透过量不变的情况下,水通量增大将使产品水中的含盐量下降。
   由于本装置采用UF组件作为反渗透除盐装置的预处理,故UF透过水SDI值较低,可以在较高的水通量下运行。
   在相同的水通量下,系统的纯驱动压力将产生很大梯度,即进水端纯驱动压力很高,而浓水端纯驱动压力降至很低。这主要是由于膜元件的摩擦损失造成浓水的渗透高于浓水压力。因此,前端膜元件将在高水通量和高回收率状态下运行,而末端膜元件产出含盐量较高的少量淡水,在这样的条件下,前端膜元件的浓差极化严重,对产品水的含盐量造成不良影响,还可能加速膜的污堵速度。
   原设计RO膜元件按5×3排列时,第一段的膜元件占全部的62.5%,而产水量却占全部的85%,即34.0t/h。本次改造时重新进行系统设计,调整全系统参数,将原5×3排列拆分为二套3×1排列并联方式运行,同时对于多段系统可能产生极端的水通量分析,在一段产品水出口和二段产品水出口之间加装压力表,手动调节阀,以平衡一、二段产品水水量。通过增加产品水背压来调整每段的运行参数,修正多段系统中的这种极端水通量分布。在实际运行过程中,所需增加的段间压力相对较小,只需在第一段产水上加约0.02Mpa的背压,即可改进淡水水通量分布,使其达到规定的75%比25%的产水分布,产品水的水质也得以改善,目前为止RO系统脱盐率为98.6%。
2、调整RO给水PH值,去除游离CO2
   由膜元件的特性决定了水中的溶解气体如CO2透过率几乎为100%,HCO3-的透过率随着PH值的升高而降低。
   从碳酸的电离度与水中PH值的关系中可以看出,水中的重碳酸盐是不稳定的,它可以HCO3-、CO32-以及CO2+H2CO3三种形式存在。当PH约为8.3时溶液中几乎只含有HCO3-。针对上述情况,本次改造在RO膜保安过滤器前,除添加NaHSO3还原剂和AF200ul阻垢剂外,同时添加NaOH调整反渗透给水PH值至8.2-8.3间,使反渗透能去除游离CO2最大程度地提高反渗透的脱盐率,最终提高混床的定收量。同时取消原设计中的RO产品水水箱,RO产品水直接进一级除盐水箱,并在中间顶部加装复式液碱呼吸器,以防止大气中的CO2等气体对RO产品水的二次污染,减轻混床离子交换的负担。
3、 增加RO停车纯水冲洗工艺
    利用正渗透作用也是一种冲洗方法。当RO系统停车时,引入混床出口的纯水来置换、冲洗膜面,由于混床出口的纯水含盐量远低于RO产品水,故能使RO产品水侧的产品水在停车后开始透过膜向低浓度纯水侧移动,由于水的移动而使侵入膜内细孔吸附在膜表面的污染物变成容易去除的状态,在流动状态下可以减少膜面的浓差极化现象,减少膜面的污染。
4、 选用抗污染膜
    虽然,给水进行预处理的目的是为了减少RO膜面的污染,但由于给水预处理工况紊乱、给水成分改变等原因,特别是用地表水做原水,水中的细菌及微生物,仍然会导致RO膜面产生污堵现象,从而引起系统产水量下降,压差增加引起能耗增加,缩短膜元件的使用寿命。
结合本次改造我们选用了美国DOW公司FILMTEC BW30-365FR抗污染膜,该元件采用了FILMTEC“增加膜片数,缩短膜片长”的独特结构及膜表面光洁度比普通膜元件提高40%的特点。
 相关资料介绍,该膜元件具有:①最优的给水通道设计:给水通道中水呈高度穿紊流状态,减少浓差极化,减少污染物在膜面上的沉积;②宽的给水通道,提高了膜的可清晰性;③膜片有很强的稳定性,是一种本身具备强抗污染性能的膜元件。

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