國內RO水處理技術問題改進措施
1、常用的反滲透水處理工藝方案:常用工藝流程圖(略)
2、反滲透裝置在
應用
中存在的問題
反滲透除鹽較其他除鹽裝置,如:蒸發器、電滲析、復床等,有著獨到的特點和優勢,反滲透國產化的
工作
也日益得到重視。隨著反滲透技術應用的增多,出現的問題也日益嚴重。筆者近年來對反滲透水處理裝置的應用進行了廣泛調研,共收集了全國各地各行業的RO水處理裝置99套資料,其中全套國外引進的76套,部分國產、部分引進的裝置共同組成的有13套,全套裝置均為國產的有10套。經整理研究發現,全套進口的正常使用率為30;部分國產、部分引進的裝置正常使用率為60;全套國產的正常使用率為10.上述問題的出現主要有以下幾方面原因:
①全套進口裝置由於原水水質的不同,缺乏技術論證及工藝修改,照搬照抄,不適合我國實情。所以反滲透進水一定要根據原水水質的不同進行預處理,以滿足裝置對進水水質的要求。
②有些技術能力較差的企業,不懂得反滲透裝置膜元件及其數量的合理選擇,膜元件的.合理排列等,造成部分膜元件在非正常情況下執行。
③國產膜質量不過關。膜的質量的好壞直接影響到鹽及其它雜質的去除率,美國陶氏化學公司生產的Filmtec複合膜,其截留率可穩定在90以上。
④執行
管理
不嚴。系統執行時,壓力要處於膜的可承受的工作壓力範圍,防止超強度,超負荷執行,使膜產生
機械
性損傷,導致洩漏發生。當反滲透系統執行一段時間後,出現制水量銳減,制水水質惡化或者壓差增高時,說明膜已需要清洗,此時應將機器轉換成清洗狀態,使系統自行清洗,即可恢復膜的功能。
3、技術改進
3.1機械過濾器的設計
進口裝置正常使用率低的主要原因是預處理裝置沒有結合我國原水水質差的特點,機械過濾器反衝洗不徹底,上層濾砂結塊,SDI(汙染指標)升高,造成了膜的汙堵,影響系統執行。RO裝置一般要求SDIlt;4(各膜元件生產商對SDI有不同的要求),要達到上述要求,筆者通過調研及
實踐
提出以下建議:
3.1.1機械過濾器的選擇
結合我國原水水質及裝置材質、填料的情況,建議使用雙層過濾料過濾器。從過濾的機理來說,應由大而小,而實際上機械過濾器都是通過上層最細的砂層來截留,故最上層砂容易堵塞、結塊,水頭損失增長快。若在砂上層再新增顆粒狀無煙煤則增加容汙能力,執行週期長,水頭損失增長較慢,實踐中應用效果良好。
3.1.2機械過濾器的反衝洗
機械過濾器由於內部裝填石英砂比重較大,反衝不易,許多系統執行不穩定是忽視了反衝洗徹底、乾淨這個過程,系統上設定的反衝裝置均達不到反衝洗強度的要求,這是許多水處理裝置生產廠及工程公司存在的問題。經筆者與某處理裝置有限公司共同研究及實踐,採用氣、水反覆沖洗的方法,機械過濾器汙堵後的反衝洗效果十分明顯,砂層清洗情況十分乾淨,效能恢復良好,具體措施是:
①在設計反衝洗裝置時,反衝泵、管道必須符合反衝洗量的要求,反衝洗強度為12~15L/(sm2);
②採用壓縮空氣擦洗濾料,使濾料表面的汙泥等物脫落,其強度為18~25L/(sm2)、
3.1.3內部填料的選擇
內部填料,根據其排水結構的不同可選用不同粒徑的石英砂,但最上層石英砂粒徑應在0.3mm.在最上部裝填0.5~1.0mm顆粒無煙煤,其高度不低於200mm.
3.2活性碳吸附的應用
活性碳吸附器主要有二個功能:①吸附水中部分有機物,吸附率為60左右;②吸附水中餘氯。對於直接抽取地下水的使用者,可取消活性碳,若硬度較大則選用軟水器,地表水則必須使用活性碳,因為水中殺菌劑活性餘氯具有較強的氧化性,會損壞RO膜,根據RO系統進水要求餘氯lt;0.1mg/L,所以用活性碳去吸附餘氯。另外活性碳脫除餘氯並不是單純的吸附作用,而是在其表面發生催化作用,所以活性碳不存在吸附飽和的問題,只是損失碳而己。
3.3混凝藥劑的選擇
在機械過濾器前加入各種凝聚劑及高分子絮凝劑,以去除水中懸浮物、膠體等雜質,但如果不根據水源實情,一味地新增,不僅改善不了水質,相反會因藥劑本身或藥劑中所含雜質而使水中帶入對RO膜有害的物質,國內有許多製藥廠水處理系統存在上述問題。所以藥劑的選擇大有講究。根據RO膜的特點:
①凝聚劑應避免使用鋁鹽類。鋁鹽類凝聚劑使凝聚過程中易產生鋁膠,進入RO表面後不易清洗;
②不應使用陽離子型高分子絮凝劑。RO膜為陰離子型,陽離子型高分子絮凝劑易與膜結合生成一種難以清洗的高分子膜。如果不重視上述情況,輕則減短膜壽命,重則部分膜元件報廢。同時藥劑之間的相容性也不容忽視,如選用了ST高分子絮凝劑應配合ArgoAF150ul同時使用。
3.4RO系統的探討
3.4.1保安過濾器的重要性
保安過濾器主要目的是為了保證RO進水不損壞膜元件,一般選用過濾孔徑為5μm,根據前後壓差來確定調換濾芯,壓差控制在58.8kPa以內。
目前國內系統均選用線繞或折迭二種一次性濾芯,即使前後壓差不大的濾芯,使用時間也不宜過長,因為濾芯易滋長細菌,建議採用14~15t/(hm2)(m2為濾芯過濾面積。)
3.4.2阻垢劑的使用
反滲透膜汙染可分為:生物汙染、懸浮物汙染、化學汙染、膠體汙染、細菌汙染等。目前反滲透系統中阻垢劑使用最多的為六偏磷酸鈉,但六偏磷酸鈉易分解成磷酸根,而磷酸根又是細菌的營養源,所以使用不當易造成生物汙染。另外六偏磷酸鈉不易溶解,本身的結垢也影響系統的執行。筆者調研了幾家系統執行良好的廠家,發現均使用英國產FLOCON260產品,該產品做為阻垢劑同時具有:
①可抑制細菌生長而延長清洗週期;
②可防止原水中溶解和不溶解的鐵形成鐵膠而影響系統執行和造成膜不可逆汙染;
③提高了飽和臨界值(LSI值可達2.5),對絕大部分原水可以不加酸,對小部分原水也可大量減少酸的投加,從而降低了反滲透出水中CO2;
④藥劑的成份穩定,可以長時間存放及開蓋使用。為了保證RO系統的正常執行,除了選用適宜的阻垢劑品種之外,還應根據原水水質對加藥量進行計算,英國Argo已開發成套軟體,只需將原水水質輸入電腦,各種藥劑用量由程式確定。
3.4.3大流量沖洗的配置
反滲透在水質分離過程中,膜表面含有許多汙染物,由於水分離方向與水流方向呈90°關係,所以膜表面汙染物部分可通過大量沖洗來去除,實際上原來國產組裝裝置均忽視了該清洗裝置,而進口裝置上均配備了清洗裝置。目前筆者接觸的一些水處理裝置工程公司,均已開發PLC自控大流量沖洗系統,該套裝置有利於RO膜使用壽命的延長。
3.4.4化學清洗液的選擇
RO系統在正常執行情況下,每年只需清洗3、4次,不同的汙染應選用不同的藥劑。國內一般選用檸檬酸及EDTA為主要成份,但往往清洗效果不佳,而進口清洗液清洗效果明顯。如蚌埠第一製藥廠,由於淮河水汙染嚴重,操作管理又存在一些問題,結果造成RO膜嚴重汙堵,通過3、4次酸洗鹼洗,均無明顯效果。針對上述情況,筆者與裝置生產廠分析了汙堵原因,基本判定為生物汙染,大膽使用有針對性的進口化學清洗藥劑FIOCLEANMC11後,基本恢復原有效能,且加強管理後執行至今效能穩定。
3.4.5反滲透裝置的設計
RO裝置設計計算有一套複雜的計算方式,目前國外各膜元件商均已開發了專用軟體,只要設計人員根據原水水質
報告
及各膜元件效能初步確定方案,然後將原水水質輸入電腦,由程式軟體來驗證初步方案的可行性,若不行則發出警告,並告之哪一部分設計不合理。另外設計者應根據膜元件使用手冊中的要求,注意設計應配備的各種保護措施。
3.5混床紫外線殺菌器及膜濾的選用
混床是提高水質的最終手段,紫外線殺菌器能殺滅水中的細菌,然後通過膜濾,去除細菌屍體,這幾套設計均可採用常規產品,在此不作敘述。
