反滲透預(yù)處理工藝的選擇

1、反滲透預(yù)處理工藝的選擇 【摘 要】針對反滲透系統(tǒng)原水中的不同污染物，尤其是難去除的污染物質(zhì)，重點介紹了各類污染物所選擇的嚴(yán)格有效的預(yù)處理工藝，為反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提高反滲透系統(tǒng)的效率提供強(qiáng)有力的保障。 【關(guān)鍵詞】反滲透系統(tǒng)；污染物；預(yù)處理工藝 中圖分類號： tu74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號： 對原水進(jìn)行預(yù)處理的目的是改善進(jìn)水水質(zhì)，使反滲透膜獲得可靠的運行保證。為了保證反滲透膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提高反滲透膜系統(tǒng)的效率，必須對原水進(jìn)行嚴(yán)格有效地預(yù)處理。針對系統(tǒng)的原水水質(zhì)和回收率等主要設(shè)計參數(shù)要求，選擇合適的預(yù)處理工藝，不但可以減少膜的污堵、結(jié)垢和膜降解，而且還可以大幅度提高系統(tǒng)效能，實現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)水

2、量、脫鹽率、回收率和運行費用的最優(yōu)化。 一、針對原水是含有微粒和膠體的地表水的反滲透預(yù)處理設(shè)計 當(dāng)原水中所含懸浮物高，sdi很高時，最好采用傳統(tǒng)的混凝-助凝處理工藝，產(chǎn)生的氫氧化絮體在特別設(shè)計的反應(yīng)的空間內(nèi)長大沉淀，以淤泥形式排掉，澄清液經(jīng)介質(zhì)過濾器進(jìn)一步處理，顆粒及懸浮物、膠體會附著在過濾介質(zhì)表面，若設(shè)計和操作合理的話，通常經(jīng)過介質(zhì)過濾器處理后出水可達(dá)到sdi155； 當(dāng)原水中所含懸浮物不是很高，sdi略高于5時，可在介質(zhì)過濾器前采用在線絮凝或在線混凝-助凝的處理工藝，將水中的懸浮物及膠體結(jié)合成大的絮體后，可大幅度提高介質(zhì)過濾器降低sdi的效率； 目前在工程應(yīng)用方面多采用介質(zhì)過濾結(jié)合微濾（m

3、f）或超濾（uf）的膜工藝進(jìn)行原水的預(yù)處理，也可單獨使用微濾（mf）或超濾（uf）的進(jìn)行原水處理，采用mf/uf進(jìn)行預(yù)處理幾乎可以除去原水中所有的懸浮物，而且超濾還能去除一部分有機(jī)物，另外原水中的絕大部分細(xì)菌、病毒及藻類也能被截留，使預(yù)處理的產(chǎn)水濁度可以小于1，sdi可以小于3。 二、針對原水含有細(xì)菌及微生物或系統(tǒng)已有微生物滋長的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計 所有的原水均含有微生物：即細(xì)菌、藻類、病毒和其它高等生物。細(xì)菌的一般尺寸為13mm，微生物可以看成是膠體物質(zhì)，但它與無生命的顆粒不同之處在于他們有繁殖能力，在適宜的生存條件下形成生物膜。 長久以來殺菌工藝主要采用氯消毒，它能使許多致病微生物快速失

4、活，常用的含氯消毒劑為氯氣、次氯酸鈉或次氯酸鈣，當(dāng)采用氯殺菌時為了防止膜被氧化，反滲透的進(jìn)水應(yīng)進(jìn)行脫氯處理，脫氯主要采用亞硫酸氫鈉藥劑還原或活性炭吸附。 除連續(xù)向原水中投加殺菌劑外，也可以在反滲透給水系統(tǒng)上間斷投加被允許使用的非氧化性化學(xué)殺菌劑，這種處理方法用于存在中等生物污染危害的系統(tǒng)上。 三、水中存在的難溶無機(jī)鹽類成份的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計 為了防止膜面上發(fā)生無機(jī)鹽結(jié)垢，應(yīng)采用如下措施： 加酸-防止結(jié)垢 在進(jìn)水中可以加入鹽酸（hcl）、硫酸（h2so4）來降低ph。硫酸價格便宜、不會發(fā)煙腐蝕周圍的金屬元器件，而且膜對硫酸根離子的脫除率較氯離子高，所以硫酸比鹽酸更為常用，沒有其他添加劑的工業(yè)

5、級硫酸即適宜于反滲透使用；鹽酸主要在可能產(chǎn)生硫酸鈣或硫酸鍶結(jié)垢時使用。 加堿提高脫除率在一級反滲透中加堿使用較少。在反滲透進(jìn)水中注入堿液用來提高 ph。一般使用的堿劑只有氫氧化鈉（naoh），購買方便，而且易溶于水。最常見的加堿應(yīng)用是二級 反滲透系統(tǒng)，主要有 4 個原因：1在 ph8.2 以上，二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳本身是一種氣體，會隨透過液自由進(jìn)入 ro 產(chǎn)水，對于下游的離子交換床拋光處理造成不當(dāng)?shù)呢?fù)荷。2某些 toc 成分在高 ph 下更容易脫除。3二氧化硅的溶解度和脫除率在高 ph 下更高（特別是高于 9 時）。 4硼的脫除率在高 ph 下也

6、較高（特別是高于 9 時）。 強(qiáng)酸陽離子交換軟化 此工藝在系統(tǒng)未選擇投加有機(jī)阻垢劑時且原水硬度含量較低及有一定的鋇、鍶離子含量水源時，被經(jīng)常采用。一般說來，目前此工藝在小型反滲透裝置的預(yù)處理系統(tǒng)和用于飲用水凈化的反滲透純凈水制備系統(tǒng)應(yīng)用最多，而海水淡化中不會使用軟化法。 石灰預(yù)軟化工藝 根據(jù)原水的水質(zhì)特點可以在預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)置石灰預(yù)軟化工藝，可用于去除硅膠體和鐵膠體，降低水質(zhì)硬度，也可以顯著地降低鋇、鍶和有機(jī)物，并在澄清器中輔助投少量的絮凝劑和助凝劑，以增加澄清效果，僅當(dāng)產(chǎn)水量大于200m3/hr的苦咸水系統(tǒng)才會考慮選擇石灰軟化預(yù)處理工藝；石灰軟化輔助投加鎂劑，此工藝在原水碳酸鹽硬度和溶解二氧

7、化硅含量較高的大型反滲透系統(tǒng)中往往被采用；石灰軟化工藝在處理水質(zhì)較差的地表水和工業(yè)循環(huán)水時應(yīng)用居多。 阻垢劑工藝 由于該工藝對原水和現(xiàn)場條件的適用性強(qiáng)，實現(xiàn)自動控制容易，故在大型反滲透系統(tǒng)和原水難溶無機(jī)物含量較高的系統(tǒng)中被廣泛采用。選擇阻垢劑/分散劑的另外一個主要問題是要保證與反滲透膜完全兼容，不兼容藥劑會造成膜的不可逆損壞，考慮所投加的阻垢劑與給水前期投加的絮凝劑和凝聚劑是否兼容，一定要注意藥品的兼容性。無論是選用哪一種阻垢劑，在應(yīng)用時應(yīng)特別注意其濃水系統(tǒng)中l(wèi)si 和 s&dsi值的控制，保證系統(tǒng)安全運行。 弱酸型陽離子交換脫堿軟化 該法在原水含鹽量較高和堿度成分高（占陰離子含量70%以上時

8、）的大型反滲透系統(tǒng)中應(yīng)用居多。但經(jīng)過此工藝處理后，被處理水ph值較低（45），這樣往往會由于反滲透系統(tǒng)的無機(jī)酸透過量增加，而使反滲透系統(tǒng)脫鹽率較低。盡管如此，該工藝在高鹽量、高堿度的水質(zhì)條件情況下還是得到了較多的應(yīng)用。 采用弱酸陽離子交換樹脂脫堿度主要是大型苦咸水處理系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)部分軟化以達(dá)到節(jié)約再生劑的目的。 四、針對原水溶解硅含量較高的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計 對此種水源條件下運行的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計一般有如下幾種方法： 通過系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的換熱器將給水溫度調(diào)整至2835左右，進(jìn)而提高水中硅酸化合物的溶解度，并與控制系統(tǒng)水回收率的工藝設(shè)計相結(jié)合，來確保反滲透系統(tǒng)在運行過程中無硅膠垢形成，這是

9、在工程中經(jīng)常采用的方法。投加硅阻垢劑在國內(nèi)最近開工的大型反滲透工程中已被廣泛采用。 五、針對原水含有金屬氧化物的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計 在預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)置對原水的預(yù)氧化工藝，然后通過混凝、沉降和砂濾或錳砂過濾等工藝，將原水中的鐵、錳離子及其化合物去除。 采用電化學(xué)凝聚、沉降和介質(zhì)過濾的預(yù)處理組合工藝，也可將水中的絕大部分鐵金屬氧化物去除。 投加化學(xué)分散劑，在可以有效地防止無機(jī)鹽結(jié)垢的同時，還可以防止一定量的金屬氧化物在反滲透膜系統(tǒng)中的沉積。 六、針對原水含有天然有機(jī)物的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計 在預(yù)處理系統(tǒng)中設(shè)置活性炭吸附過濾工藝，去除原水中尚存的有機(jī)物。該工藝在中小型反滲透預(yù)處理被經(jīng)常采用，尤其在

10、純凈水生產(chǎn)和生活飲用水凈化系統(tǒng)中應(yīng)用最多。 在預(yù)處理系統(tǒng)中增設(shè)有機(jī)物清掃器工藝，以便較為徹底地去除原水中的有機(jī)物，該工藝在電子行業(yè)的超純水系統(tǒng)和原水為江、河、湖水，水中有機(jī)物含量相對較多或成分也較為復(fù)雜的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中多被采用；將微濾器（0.2m）和超濾器（截留分子量在600020000）作為清除有機(jī)物的預(yù)處理設(shè)備使用，該工藝在小型反滲透系統(tǒng)中被經(jīng)常使用；在預(yù)處理系統(tǒng)中以納濾膜分離設(shè)備作為反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理設(shè)備，可以將分子量在200以上的有機(jī)物和微生物、病毒、熱源去除，在二級海水淡化系統(tǒng)中和以地表水為水源的超純水制備系統(tǒng)及生活飲用水凈化系統(tǒng)中應(yīng)用較多。 七、針對原水中可能含有微量油和脂的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計 在反滲透給水中不能含有油和脂,因為原水中油和脂的存在均可能會使反滲透膜的芳香聚酰胺活性層在應(yīng)用過程中發(fā)生化學(xué)降解，并引起膜性能的退化，同時，油脂在膜表面上的附著更容易使水中的其它污染物在膜表面滯留，從而引起反滲透膜的其它污染。 在進(jìn)行反滲透系統(tǒng)設(shè)計時，當(dāng)給水中油和脂