二級反滲透純水設備工作原理

 反滲透是水從稀溶液一側通過半透膜向濃溶液一側自發流動的過程。半透膜只允許水通過，而阻止溶解固形物(鹽)的通過，見圖 (a)。 濃溶液隨著水的流人而不斷被稀釋。當水向濃溶液流動而產生的壓力足夠用于阻止水繼續凈流入時，滲透處于平衡狀態，見圖 (b)。平衡時，水從任一邊通過半透膜向另一邊流入的數量相等，即處于動態平衡狀態，而此時壓力p稱為溶液的滲透壓(注意：半透膜一邊是純水，另一邊是鹽溶液)。 當在濃溶液上有外加壓力，且該壓力大于滲透壓時，濃溶液中的水就會通過半透膜流向稀溶液，使得濃溶液的濃度更大，這一過程就是滲透的相反過程，稱為反滲透。滲透是自發過程，而反滲透則是非自發過程。反滲透純水設備系統正是利用反滲透的原理，將需要處理的高含鹽水用高壓泵加壓，迫使水透過反滲透膜，以達到脫除鹽份的目的。反滲透技術是近幾年來才在我國發展起來的一項現代高新技術。反滲透就是對溶液施加一個大于滲透壓的壓力，使水透過特制的半透膜，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。反滲透純水設備體積小，操作簡單，適用范圍比較廣。用反滲透純水設備，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。我公司生產的反滲透純水設備可使回收率達到75%，脫鹽率高達98%以上，而且關鍵部件反滲膜為美國進口產品，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，而且反滲透純水設備還可減少酸堿的排放量，有利于環境保護。

 二級反滲透純水設備應用范圍　　

 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

 1噸/小時二級反滲透純水設備技術說明書

 1、設計依據及處理水標準：

1. 設計依據

1.1原 水：井水（達到自來水標準）

1.2産水用途：生産用水

1.3産 水 量：≥1.0 m3/h

1.4出水水質：,電阻率≥0.7MΩ.cm

1.5系統配置：預處理+二級反滲透除鹽

1.6運行方式：自動控制運行

1.7設計界線：從原水池出口至純水箱入口（詳見工藝流程圖）

1.8設備工藝參數滿足《工業用水軟化除鹽設計規范》（GBJ109-87）；

1.9設備安裝調試滿足《給水排水工程施工驗收規范》（GB1328-1995）。

1.10其他涉及的設計基礎條件將在技術討論中確定 2、系統對外界要求：

2.1進 水 管：進水管接至原水池入口。

2.2供 電 纜：根據算出的容量，用戶將動力電分別送至操作控電控柜上。

2.3出 水 管：純水箱出口至純水用水點。（詳見工藝流程圖）。

2.4濃水處理：排至廢水池（用戶考慮）。

2.5系統水溫：常溫。

 2、二級反滲透純水設備工藝流程示意圖

 3、二級反滲透純水設備工藝流程說明 本工藝包括預處理部分、二級反滲透部分。

1、預處理及反滲透部分組成和目的：爲反滲透裝置提供合格的進水。

A．反滲透系統進水要求：

1） 污染指數 SDI≤4

2） 余氯 <0.1 ppm

3） 濁度 <1NTU

4） 供水Fe3+ ≤0.01ppm

5） 供水水溫適宜范圍 10～30℃

6） 碳酸鈣飽和指數LSI 0

 B．預處理就是通過過濾、吸附、交換等方法使反滲透進水達到以上要求，實現以下目的：防止反滲透膜面結垢（包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化物等）；防止膠體物質及懸浮固體微粒對反滲透膜的污堵；防止有機物質的對反滲透膜的污堵和降解；防止微生物對反滲透膜的污堵；防止氧化性物質對反滲透膜的氧化破壞；

C．預處理系統的組成：原水中含有多種雜質，如懸浮物、膠體、有機物和無機物。爲去除水中的懸浮物、膠體、有機物等，原水預處理部分設置機械濾器、活性炭濾器、軟化器、保安濾器。機械濾器、活性炭過濾器可有效去除水中的懸浮物、膠體、有機物等雜質，并吸附自來水中的腐殖質、色度、嗅味、余氯等，可降低水的濁度和污染指數，經其處理后的水潔凈，無異味，稱之爲清水。機械濾器內裝填石英砂，活性炭濾器內裝填優質活性炭，軟化器用鈉離子交換樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出去，經該設備流出后而爲硬度極低的軟化水，內裝填優質樹脂。

 2、二級反滲透設備原水預處理部分：

 原水中含有多種雜質，如懸浮物、膠體、有機物和無機物。爲保證本系統中反滲透預除鹽部分的正常運轉，必須先去除水中的懸浮物、膠體、有機物等，使反滲透的進水達到要求，故本系統設置原水預處理部分。原水預處理部分包括機械濾器、活性炭濾器、軟化器、保安濾器。

 (1)機械濾石英砂器：反滲透設備對進水的濁度有較高的要求，特別是反滲透進水的污染指數SDI值要求小于4，濁度小于1NTU。多介質濾器中的濾料包括幾種規格的石英砂，用于除去原水中的懸浮物及脫穩后的膠體。

 (2)活性炭濾器反滲透設備要求進水的余氯含量小于0.1mg/l，因此采用活性炭濾器脫除原水中的余氯，防止反滲透膜受到污染。同時可以進一步吸附原水中的有機物。活性炭濾器內填精制耶殼型活性炭，用于吸附原水中的余氯、有機物、部分色素和有害物質，降低化學耗氧量COD。活性炭被廣泛應用于生活用水及食品工業、化工等工業用水的凈化，由于活性炭的比表面積很大，其表面又布滿了平均爲20—30埃的微孔，因此，活性炭具有很高的吸附能力。此外，活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團，可以對各種性質的有機物質進行化學吸附，以及靜電引力作用，因此，活性炭還能去除水中腐殖酸、富維酸、木質磺酸等有機物質，還可去除象余氯一類對反滲透膜有害的物質，防止反滲透膜被氧化。通常能夠去除63%—86%膠體物質，50%左右的鐵，以及47—60%的有機物質。活性炭脫出余氯的過程是一個簡單的氧化還原過程。此過程有可能使活性炭破碎，但破碎的活性炭并不影響脫出余氯的效果，因此活性炭脫出余氯的效果非常強。

 (3)軟水器采用鈉離子交換樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出去，經該設備流出后而爲硬度極低的軟化水。當樹脂吸附到一定量的鈣、鎂離子后，必須進行再生：用飽和的鹽水浸泡樹脂把樹脂里的鈣、鎂等離子再置換出來，恢復樹脂的軟化交換能力，并將廢液排出。整個再生過程包括：反洗－松動樹脂層，吸鹽再生－發生交換反應，沖洗(正洗)－將化學反應交換下來的鈣、鎂離子沖凈，注水－爲了下次再生。

(4)保安濾器：保安濾器屬于微濾設備，在預處理系統中起保險作用，當機械濾器工作狀態不正常時把關，爲保證任何情況下都能夠提供合格的供水,防止水中及管道中的微粒進入水泵和反滲透系統，特設置保安濾器作爲最后的過濾裝置。當濾器進出囗壓差大于0.1Mpa時需更換濾芯（由于被過濾的介質直接進入到微孔濾膜的空隙中，因此很難通過酸堿清洗恢復通量）。濾器結構能滿足快速更換濾芯的要求。

 3、二級反滲透除鹽部分：

 水中含有各種無機鹽，用通常的過濾是無法去除的，而用傳統的離子交換法去除，卻面臨著酸堿耗量大，再生周期短，工人勞動強度大及環境污染嚴重等問題，反滲透技術是近二十幾年來新興的高新技術，它利用逆滲透原理，采用具有高度選擇透過性的反滲透膜，能使水中的無機鹽去除率達到98％。因此它具備操作簡單，能耗低、無污染等優點，在純水制備方面得以廣泛采用。

 二級反滲透純水設備除鹽系統的構成和功能：

 (1)高壓泵：高壓泵的設置是爲了使反滲透的進水達到一定的壓力，讓逆滲透過程得以進行，即克服滲透壓使水分子透過反滲透膜到達淡水層。

 (2)二級反滲透膜元件和壓力容器： 反滲透裝置可以去除水中絕大部分無機鹽、微粒、細菌、病毒以及其他溶解性物質等。反滲透膜元件采用美國海德能公司生産的ESPA2低污染反滲透膜，材質爲芳香族聚酰胺復合膜。該膜元件的使用條件爲：最高溫度45℃，pH范圍3.0—10.0，最高操作壓力4.14MPa,最大壓力損失爲0.07 Map，進水最高污染指數SDI爲5，進水最高濁度1.0NTU，進水最高余氯含量0.1ppm,，單根濃水與透過水的流量比爲5：1。在正常使用的情況下，該膜元件的平均使用壽命爲3年。該膜元件設計工作壓力在1.4—1.7 Map的范圍內。壓力容器即爲反滲透膜元件提供工作壓力環境的外殼，采用不銹鋼4"-1W的壓力容器，額定工作壓力120PSI，即0.9Mpa，一根壓力容器可以裝1根反滲透膜元件。

(3)自動沖洗裝置：反滲透在運行的過程中，濃縮過程和濃差極化將導致膜表面所接觸原水的固含量濃度遠遠大于原水的本體濃度。因此配備自動低壓沖洗裝置在開機前、停機后或連續運行一個可調整的期間后對反滲透膜進行定時的低壓沖洗，將附于膜表面的少量污染物沖走。沖洗完成后，系統自動恢復到沖洗啓動前的狀態。 反滲透裝置設有德國產自動低壓沖洗保護裝置，當反滲透開機時該裝置自動發生沖洗膜的動作，以確保膜污染降到最低程度。