反滲透的主要作用是去除水中的雜質,使出水滿足使用要求。后處理系統是在反滲透不能滿足出水要求的情況下增加的配置。主要包括混床、殺菌、EDI等其中的一種或者多種設備。后處理系統能把反滲透的出水水質更好的提高,使之滿足使用要求?!?
一般說來,對于反滲透系統的設計按以下方式和程序進行:
1)在選用反滲透膜元件進行反滲透裝置設計時,首先應根據膜生產商提供的設計導則,結合原水水源特性和給水的SDI測試值,來確定膜系統的平均水通量數值和單個膜元件的運行出水量。
2)另外,在選定了系統所用膜元件的類型、規格之 后,再用系統單元產水量與選定膜元件的運行產水量相除,即得出本系統所需膜元件的數量。然后再根據設備空間限制和設備外形尺寸要求來確定反滲透容器可內置的膜元件數量,進而確定的膜組件的數量(當計算值為小數時,應圓整到整數)。
3)由膜組件(即反滲透壓力容器)總數,按照前后兩段壓力容器之比稍小于2:1的原則進行初步排列,然后再利用膜生產商提供的反滲透系統設計軟件來最后確認裝置膜組件的排列方式、膜元件型號、產品水流量、水回收率、系統給水壓力、濃水壓力、膜元件壓力降、給水滲透壓,并驗證濃水系統中各種難溶物質飽和度、LSI或S&DSI數值和產品水品質等數據是否達到設計要求。
4)根據計算結果和工藝要求來為系統選配其它必要的部件。
3.2 反滲透設備工藝結構設計注意要點
大型反滲透裝置的反滲透壓力容器組件應單獨布置在滑架上,,壓力容器布置的最高高度應方便于裝卸膜元件。
在單元產水量大于30噸/時的大型反滲透裝置中,一般選用裝有6只8040型膜元件的壓力容器較多(也有選用可裝有7只膜元件的容器的情況)。無論怎樣,我們在設計時都應考慮到在反滲透裝置運行(受壓)時,壓力容器將根據具體壓力情況有所伸長(裝有6只8040膜元件的反滲透壓力容器伸長距離一般在10~15mm左右),同時壓力容器的直徑也會稍微有所增大(一般在0.3~0.5mm左右),所以在反滲透裝置組件和管道固定時,應注意不能限制反滲透壓力容器的正常膨脹,否則將引起壓力容器的翹曲。一旦壓力容器翹曲,將可能會引起內置膜元件的U型密封圈的泄漏而產生溝流和連接膜元件的連接件內置O型圈的密封泄漏。
反滲透裝置的管路、閥門、儀表的布置應便于操作和調節。
反滲透裝置運行時,對于系統產水量和水回收率的控制非常重要,這些都需要依靠系統所安裝的流量表去計量,所以在進行裝置設計時,首先要優先選擇性能優越可靠的流量儀表,再則是流量儀表在安裝使用前一定要校準。另外,在運行時應注意端防止膜元件端頭上安裝的U型密封圈與R/O壓力容器內壁之間發生泄漏。若有泄漏發生會有一部分給水沒有經過反滲透膜元件而是旁路流過,這不僅降低了效率,而且實際運行的水回收率已高于依據于產品水流量表和濃水排放流量表而計算出的水回收率。這種情況必須避免發生。
大型反滲透裝置設計時,必須考慮防止或降低反滲透高壓泵啟動時對膜元件產生的水力沖擊負荷(如:水錘和過分的水流沖擊)。因為反滲透系統啟動時水錘的產生可能會導致反滲透膜元件膜袋及其連接件破損。因此,大型反滲透裝置設計時,我們建議在反滲透高壓泵出口安裝電動慢開閥,以避免由于不合適的設備啟動程序而產生水錘和過分的水流沖擊。
反滲透裝置設計應保證其在運行和清洗期間,單個膜元件的壓力降必須小于15PSI,因為作用在膜元件上的壓降過大會導致元件膜卷伸出,進而造成膜元件膜卷凸出及膜袋的機械破損。
反滲透系統設計時,在保安過濾器進口之前應裝有不符合R/O給水要求的水排放閥。
反滲透裝置設計時,應考慮系統在每次啟動或停止時能對膜系統進行低壓沖洗。另外,在系統短期(幾天)停運期間最好能用反滲透產品水對膜系統進行沖洗。
反滲透控制裝置上一定要設有監測給水溫度的儀表,因膜系統的產水量與水溫密切相關,所以監測給水水溫非常必要。只有實時監測運行過程中的給水溫度,這樣才便于計算出“標準化”后的產水量。另外,大型反滲透系統最好能對給水水溫進行實時記錄,并具有相應的超限報警及超標自動排放等保護功能,因為在水溫超過45℃工況下,會對膜元件造成損壞。
反滲透裝置上膜組件排列各段之間應裝有能準確計量瞬時壓力的壓力表,以便計算出各段及膜元件的壓力降,以便對系統的產水量和鹽透過率進行“標準化”。因為膜系統的鹽透過率、產水量和各段壓力降均是反滲透系統性能分析的重要數據。
在反滲透裝置5μ保安過濾器進出口應安裝壓力表(也可以安裝壓差表),以監視過濾器進出口的壓力差,當保安過濾器進出口壓差達到一定值時(一般控制在0.1Mpa之內),提示運行管理人員及時更換濾芯。
對于應用于自來水或在予處理系統中使用過氧化性殺菌劑地表水的復合膜反滲透系統來說,必須考慮在系統給水管線上設置氧化還原電位表和還原劑在線計量投加裝置。所選用氧化還原電位表計應具有現場指示,記錄和超限報警功能,這是因為對于應用于此條件下的復合膜系統來說,應將系統進水自由氯或其它氧化性物質控制在0.1PPM以下。另外,也可以選擇活性炭吸附過濾的予處理方式來消除給水中尚存的氧化性物質。
在設計反滲透系統時,一般都根據系統用途、原水條 件、設備空間限制、系統產水規模及系統水回收率等諸多因素,來綜合選定反滲透壓力容器內置膜元件數和膜組件的基本排列方式。
在應用8040型膜元件的較大產水量的系統中,一般都采用是內置4~6只膜元件的R/O壓力容器(在超大型系統中,也可采用內置7只8040膜元件的R/O壓力容器)。在應用4040型膜元件的小型系統中,多見是每個壓力容器內置1~3只4040型膜元件。