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反渗透(RO)纯净水系统

设备概述

    反渗透设备根据制水水质的不同要求分为单级反渗透和双级反渗透。

    反渗透(Reverse Osmosis)简称RO,源于美国航天技术,是六十年代发展起来的一种膜分离技术,

其原理是在高于溶液渗透压的作用下,使其他物质不能透过半透膜而将其它物质和水分离开来。由于

它与自然界的渗透方向相反,因而称它为反渗透。反渗透膜的膜孔径非常小,因此反渗透设备能够有

效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物和98.6%以上的溶解性根类。该方法具有运行成本低、

操作简单、自动化程度高、出水水质稳定等特点,与其他传统的水处理方法相比具有明显的优越性,广

泛运用于水处理相关行业。

    渗透是一种物理现象,当纯水和盐水被理想半透膜隔开,理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过,

此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧,这种现象称为渗透,若在膜的盐水侧施加压力,

那么水的自发流动将受到抑制而减慢,当施加的压力达到某一数值时,水通过膜的净流量等于零,这个

压力称为渗透压力,当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时,水的流向就会逆转,此时,盐水中的水

将流入纯水侧,上述现象就是水的反渗透(RO)处理的基本原理。

反渗透膜膜片结构

 

反渗透的技术优势

反渗透水处理工艺基本上属于物理脱盐方法,它在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点:

1、反渗透是在室温条件下,采用物理方法将含根水进行脱盐、纯化。目前,薄复合膜元件的脱盐率可达到

99.9%以上,并可同时去除水中的胶体、有机物、细菌、病毒等;

2、净水仅依靠水的压力作为推动力,其能耗在许多水处理方法中最低;

3、反渗透可以连续运行制水,自动化程度高,遇故障立即自停,具有自动保护能,产品水质稳定;

4、无化学废液排放,无废酸、碱的中和处理过程,无环境污染;

5、反渗透装置自动化程度高,运行维护和设备维护工作量很少;

6、设备占地面积少,需要的空间也小;

7、对水中的二氧化硅、有机物等胶体去除率可达99.5%

8、既适应于苦咸水、海水的处理,又适应于低含根量的淡水处理。

9先进的膜保护系统,在设备关机时,淡化水可自动将膜表面的污染物冲洗干净,延长膜寿命。

反渗透的评价指标

针对反渗透系统,如何评价它,是我们要关注的问题。下列技术指标常被用来评价衡量一个反渗透系统。

1、 脱盐率和透盐率
 
脱盐率――通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的百分比。
 
透盐率――进水中可溶性杂质透过膜的百分比。
 
脱盐率=(1-产水含盐量/进水含盐量)×100
 
透盐率=100%-脱盐率
 
膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定,脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层

的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱除率主要由物质的结构

和分子量决定,对高价离子及复杂单价离子的脱除率可以超过99%,对单价离子如:钠离子、钾离子、

氯离子的脱除率稍低,但也超过了98%;对分子量大于100的有机物脱除率也可达到 98%,但对分子量

小于100的有机物脱除率较低。

2、 产水量(水通量)

产水量(水通量)――指反渗透系统的产能,即单位时间内透过膜水量,通常用吨/小时或加仑/

来表示。
    渗透流率――渗透流率也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜
面积上透过液的流率,

通常用加仑每平方英尺每天(GFD)表示。过高的渗透流率将导致垂直于膜表面的水流速加快,加

剧膜污染。

3、 回收率
回收率--指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。膜系统的回收率在设计时就已经确定,

是基于预设的进水水质而定的。回收率通常希望最大化以便提高经济效益,但是应该以膜系统内不会因

盐类等杂质的过饱和发生沉淀为它的极限值。

回收率=(产水流量/进水流量)×100

4、 产水电导率或电阻率
电导率表征水样中可溶性盐类的总量,水中溶解盐类都是以离子状态存在的他们都具有一定的导电能

力。电导率越大则水的溶解盐类含量越高,反之越小。单位:西门子/米,s/cmus/cm电阻率是电导率

的倒数。这两个指标常常被用来确定系统产水水质的关键性指标。

选型指导

    众所周知,反渗透水处理系统针对不同客户,有四大不同:原水水质不同、不同产水水量、产水水质

不同、使用方式要求不同。因此需要为每个客户设计不同的专有化产品。所以各使用厂商在进行设备选型

的时候,最好要了解以上四点。一般选型的时候,技术部会为您提供一个详细的客户需求调查表,我们会

根据调查表中的信息来协助贵公司完成选型。

下表是我公司设备选型指南中所需参数

序号

项目

相关作用

备注

1

原水水质状况

根据原水水质状况,我们为您设计最经济最有效的预处理方式。

请您将水样送当地水质检测机构,出具全相水质报告。注:我公司也可为客户代检水质。

2

设备产水水量

产水量决定设备大小规模,投资额度及运行消耗。

请根据您的实际用水状况确定,或将您的用水现状交由我公司代为确定。

3

设备产水水质

决定设备后处理工艺。

请提交相关水质要求指标,或将相关使用现场告知,由我公司代为决定相关水质标准。

4

设备运行要求

决定设备控制系统等参数。

请将设备运行要求,如可否停机检修,需要中控室现场无人操作等特殊要求告诉我公司。

工艺流程

    反渗透纯净水设备因原水水质不同,设备生产工艺会有所不同,但是针对以市政自来水为水源的

水质,以及针对国内绝大多数的深层地下水水源水质,处理工艺基本一致。下图是一个标准的单级反

渗透纯净水设备工艺流程图,通过此工艺,在水质上一般可以达到纯净水水质标准。下面针对每个工

艺在系统中的作用,做个简单介绍。

 

反渗透配置介绍               

1、原水箱

a、作用:克服管网供水的不稳定性,保证整个系统的供水稳定连续;同时也给各设备长期性能可靠

   提供了保障。

b、选型:玻璃钢材质、PE材质或不锈钢材质水箱。

c、控制:水箱配置高水位浮球阀和低水位液位开关。其具备了可靠性高,价格低廉,结构简单,安装方

   便等优点。当水位处于高位时,浮球阀关闭,停止进水。水位处于低水位时,高水位浮球阀打开,

   开始向水箱注水。同时,低水位液位开关断开,增压泵停止工作。

2、原水泵

a、作用:给预处理各设备提供必需的工作压力。

b、选型:根据预处理各设备设计压力降(每台过滤设备最大压降0.05Mpa),以及高压泵前压力不能

   小于0.5Kg/cm2,确定增压泵的工作压力。

c、控制:泵后用调节阀调节压力及进水量。

3、机械过滤器(石英砂过滤器)

a、作用:原水首先经过机械过滤器,在过滤器中放置12-24目的精致石英砂,使原水中的絮凝体、铁

   锈等悬浮杂质在此过程中被截留。由于机械过滤器在工作中截留了大量的悬浮杂质,为保证过滤器

   的正常工作,必须对过滤器定期进行冲洗、反冲洗。

b、选型:选用FRP材质(玻璃钢材质)容器.

c、控制:机械过滤器的反洗操作采用自动/手动控制器,过滤器应每天进行一次清洗,清洗时间为

   10-20分钟。

4、活性碳过滤器

a、作用:本工艺采用活性碳过滤器,作为反渗透装置的予处理,是非常重要的。反渗透系统要求进

   水指标SDI5,余氯<0.1mg/L。为满足其进水要求,需进一步纯化原水,使之达到反渗透的进水

   指标。在反渗透装置前设置碳滤器,主要有两个功能:

  ●吸附水中部分有机物,吸附率为60%左右

  ●吸附水中余氯,减少对反渗透膜的污染。

b、选型:选用玻璃钢材质容器,膨胀率40%

c、控制:活性碳过滤器的控制采用自动/手动控制器,由于活性碳过滤器在工作中吸附了大量的悬浮

   杂质,为保证系统正常工作,每天必须进行冲洗、反冲洗,冲洗过程由清洗时间为15-30分钟。

5、全自动软化水器或加药装置

a、作用:除去水中硬度(Ca2+ Mg2+)的过程称为软化。本设备装填001×7强酸型Na离子交换树脂,

   用钠离子置换原水中的钙、镁离子,使原水中的残余硬度低于0.03mmol/L。软化的目的是防止反渗

   透膜表面结垢,以延长反渗透膜的使用寿命和处理效率。

b、选型:软水器为玻璃钢材质或不锈钢材质容器

c、控制:控制系统采用美国自动控制阀型。按已设定的时间/流量,控制阀头可自动再生树脂,完成

   吸盐\反洗,正冲\注水过程。软水器配备一个再生箱,应每日检查盐箱的盐量及水量,并及时补充

   盐(禁止使用加碘盐及其他有添加物的盐)。

6、精密过滤器

a、作用:精密过滤又称为保安过滤器。它是原水进入反渗透膜装置前的一道处理工艺。PP过滤芯具有

   过滤流量大,纳污量大,压力损耗小的特点,可阻截不同粒径的杂质颗粒,集表面过滤与深层过滤

   于一体。精密过滤器使用一定时期后也有堵塞现象,因此,一定时期后PP熔喷滤芯必须更换,更换

   依据:精密过滤前后的压力差在0.05-0.1Mpa时更换。

b、选型:选用不锈钢材质或PE材质容器.

7、高压泵

a、作用:高压泵是提供给反渗透系统所需产水流量及水质的工作压力。使过滤水经过泵体后达到10

   斤左右的压力,以满足膜体的进水压力,保证纯水的出水量。

b、选型:根据反渗透膜所需的工作压力,采用立式多级高压泵。

c、控制:当原水压力表指针达到2KG时,按下产水开关,高压泵启动,开始产水。高压泵前设有压力

   保护开关,当进水压力低于1KG时,压力保护开关关闭,高压泵停止工作。

8、反渗透主机(纯水装置)

a、作用:反渗透装置是纯化水生产线的主要部分。本装置选用日本日东电工集团美国海德能公司生产

   的节能型复合膜ESPA型反渗透膜元件。ESPA系列为高脱盐率苦咸水淡化膜。可在较低操作压力下,

   获取高水通量,其平均脱盐率99.5%。由于ESPA膜具有上述的优点,从而为水泵、压力容器、管道、

   阀门等配套设备的选择提供了更为广泛的空间。而且使用功率更小的电机即可满足工作的需要。同

   时,ESPA膜的高水通量、高脱盐率的特性,这些都使设备制造成本和系统设备投资费用大为降低,

   并且大量的节省能源,降低了系统的运行费用,提高水质。

b选型:美国海德能ESPAI-4040/8040。反渗透装置所设计的产水温度25℃,水的利用率为70%

9、双级反渗透主机:通过一级反渗透处理过的水,再经过第二次反渗透处理,使水质进一步得到净化,

   适合源水水质较差的用户或特种行业的特殊要求。

10、反渗透膜壳:用于容纳反渗透膜元件,承压并产生一个高压环境进行反渗透操作。

11液位控制器:根据原水水箱以及纯水水箱的液位对反渗透设备自动进行停机或启动的操作。

12、电控系统:含电导率仪等仪器仪表、控制设备,是反渗透设备的控制中心。

13、水箱(净水箱)

作用:储备反渗透产品水,并为下一级系统工作提供稳定的供水。控制:水箱内设有高,低液位开

关,控制高压泵和增压泵。当平衡水箱处于低水位时,增压泵自动启动,开始产水。当水箱处于高

水位时,高压泵停止工作。

14、检测仪器仪表

a、反渗透主机设有膜前压力表和膜后压力表,对膜的工作压力进行检测,并设有系统路径运行显示,淡

   水流量计和浓水流量计检测浓、淡水流量。

b、反渗透主机还设有电导率仪,电阻率仪。在线检测淡水水质,既直观又方便,可随时观测产品水的水

   质变化。

c、预处理设有压力表,随时观察设备运行状况,并可进行分析设备运行状况。

d、反渗透主机设有浓水调节阀,用于调节RO设备的操作压力、纯水和浓比例、纯水产量。

e、反渗透主机设有低压开关,防止RO高压泵空转或在超过极限低压下工作。

15、增压泵

a、作用:给后续用水点提供足够的水量及压力。

b、控制:泵后用调节阀调节压力及进水量(手工操作)。

16、清洗装置:定期使用药剂对反渗透膜进行清洗,保证膜的使用寿命及出水水质标准。

17、杀菌系统:采用臭氧发生器杀菌,减少细菌二次污染,杀菌率可达 99% 以上,臭氧在空气中还原成

    O2,无任何有害残留物。同时臭氧溶于水形成富氧水,保证水的纯鲜。

设备规格型号

型号

产水量

功率

膜件类型

膜件个数

进出口

管径

外形尺寸

(长×宽×高)

水利

用率

运输

重量

Model

m3/h

(kw)

 

2

(inch)

m

%

kg

HB-RO-0.5

0.5

1.1

4×40

4

3/4

0.6×0.5×1.5

50%

140

HB-RO-1

1

2.2

4×40

8

1

1.4×1.0×1.8

50%

250

HB-RO-2

2

4.4

4×40

16

1.5

1.4×1.2×1.8

50%

360

HB-RO-3

3

4.4

8×40

3

1.5

4.4×0.5×1.5

60%

560

HB-RO-5

5

7.5

8×40

5

2

4.4×1.0×1.5

60%

600

HB-RO-8

8

12.0

8×40

8

2

6.0×1.5×2.0

60%

750

HB-RO-10

10

15.0

8×40

10

2

6.0×1.5×2.0

65%

800

HB-RO-16

15

18.0

8×40

18

2.5

6.0×1.8×2.0

70%

840

HB-RO-20

20

23.0

8×40

22

3

6.0×1.8×2.0

70%

1540

HB-RO-30

30

30.0

8×40

34

4

7.8×2.3×2.5

75%

2210

HB-RO-40

40

45.0

8×40

46

5

8.1×2.3×2.5

75%

2370

HB-RO-50

50

50.0

8×40

58

6

8.1×2.3×2.5

75%

3500

HB-RO-60

60

55.0

8×40

70

6

8.1×2.3×2.5

75%

3950

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