单级反渗透技术说明书

１反渗透净水设备技术说明书２目录第一章水处理技术…………………………………………………1第一节水资源状况…………………………………………………1第二节水的理化性质概述…………………………………………1第二章预处理系统…………………………………………………4第一节多介质过滤水处理技术……………………………………4第二节活性炭过滤技术……………………………………………5第三节软化过滤技术………………………………………………5第三章反渗透技术简介……………………………………………6第四章纯水主机设备操作规程……………………………………10第一节概述…………………………………………………………10第二节操作规程……………………………………………………12第五章故障分析和排除……………………………………………14第六章运行中的维护………………………………………………15第七章使用注意事项………………………………………………16１第一章水处理技术第一节水资源状况（一）缺水淡水是维持生命的根本。虽然地球表面的绝大部分由水所覆盖，总量近13.8亿吨，但是有97%的水是海水，既不能喝也不能用于灌溉。另外3%的淡水绝大部分以冰的形式存在于南、北极等处，目前还无法使用。中国人均水资源为2632m3/人，是世界平均值的1/4。尤其是中国的北方，可用的水资源只有1200m3/人，由于过量开采地下水，华北平原的地下水位每年平均下降1.5m。由于水位下降，造成地面下沉、海水倒灌等诸多问题。我国617个城市中，有300个城市缺水，50多个严重缺水。（二）污染全国约有1/3的工业废水和4/5的生活废水未经处理就直接排入江、河、湖、海，使水资源遭到严重的污染。据环保部门监测，全国城镇每天至少有1亿吨污水未经处理就直接排入水体。综上所述，合理有效地开发和利用水资源，防止水源污染，已是关系到国计民生和可持续发展的当务之急。第二节水的理化性质概述水的分子式为H2O，相对于分子质量为18.015，常温下是无色、无味、无臭的透明液体，纯水几乎不导电。（一）溶液、饱和溶液、溶解度由两种或两种以上物质组成的均匀而稳定的体系叫做溶液。在一定的条件下，物质的溶解和结晶达到平衡时的溶液叫做饱和溶液。在一定温度下，饱和溶液中所含饱和物质的量，称为该物质在该温度下的溶解度。（二）毫克/升、ppm毫克/升是表示水中某种物质含量多少的单位。水的单位体积常用升表示，而水中含有的物质的量通常采用克来表示。由于一升水的体积通常为1000克，故1毫克/升的杂质相当于水中含有百万分之一份杂质，故单位ppm在表示水中杂质时与此相当。（三）天然水的杂质天然水中的杂质，按照其颗粒大小不同可以分为三类：颗粒最大的悬浮物质，粒径约在10-4mm以上，肉眼可见。这些微粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌以及有机物等组成；其次为胶体物质，粒径在10-4～10-6mm。胶体是许多离子和分子的集合物。天然水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物，有机胶体物质主要是腐殖质；颗粒２最小的是离子和分子，称为溶解物质，粒径≤10-6mm，主要是溶解于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。天然水在大自然的循环过程中，无时不与外界接触，在与地面、地层接触时，溶解了土壤和岩石，卷带了各种悬浮物质；水溶解了来自空气的和有机物分解出来的气体；水还经常受到工业废物、排出物、油状物及工艺加工的物料所污染，使水中杂质的成分变得非常复杂。（四）含盐量、电导率水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类的数量。由于溶解盐类在水中一般以离子的形式存在，也可以表示为水中各种阳离子和阴离子的量的和，其单位是mg/L。由于溶解盐类在水中多以阴离子和阳离子形态存在。当水中插入一对通电电极时，在电场作用下，带电离子会产生定向移动，使水具有导电的性质，导电性能的强弱就用电导率来表示，其单位是μs/cm。水的含盐量越大，一般说来，电导率也越大，但由于不同的离子导电性能和质量不同，故含盐量与电导率并无严格的对应关系。（五）水的浑浊度水中存在的悬浮物及胶体状态的微粒使水产生浑浊，其浑浊的程度称为浑浊度。生活饮用水的浑浊度规定不可超过5度。（六）水的硬度水中的钙离子和镁离子同一些阴离子结合在一起，在水加热或浓缩时会形成水垢。水中的钙与镁的含量和就是水的硬度，用mmol/L表示，通常也表示成等分子量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/LCaCO3。（七）水的碱度水的碱度是指水中能够接受[H+]与强酸进行中和反应的物质含量。在天然水中，碱度主要由HCO3-的盐类组成。单位为mmol/L。通常也表示成等分子量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/LCaCO3。（八）水的PH值水的PH值是表示水中氢离子浓度的负对数值，表示为：PH=-Lg[H+]氢离子的浓度是水的酸碱性的标志，当H+的浓度为10-7mol/L时，水呈中性。H+越多，水的酸性越强，反之水的碱性越强。对应PH表示即为当PH为7时，水呈现中性，当PH为0-7时，水呈酸性，为7-14时，水呈碱性。（九）天然水中的杂质对水质的影响（1）悬浮物质泥沙、粘土：使水浑浊、产生粘泥藻类及原生动物：使水有色度、有臭味、浑浊并产生粘泥细菌：致病、产生粘泥、产生腐蚀其它不溶物质：产生沉积３（2）胶体物质溶胶（如硅胶）：致使结垢高分子化合物（如腐殖酸胶体等）：使水浑浊、产生吸附和沉积（3）溶解物质HCO3-、CO32-、OH-：使水具有形成碳酸盐垢的倾向，例如碳酸钙、碳酸镁。SO42-：使水具有形成硫酸盐垢的倾向，例如硫酸钙、硫酸钡。C1-：产生金属腐蚀。F-：过量可致病。Ca2+、Mg2+：可能形成结垢。Fe3+、Mn2+：产生气味，腐蚀金属，并可能形成氢氧化物沉淀。CO2：降低水的PH。O2：腐蚀金属。４第二章预处理系统合适的预处理对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保产品水（渗透水）维持稳定；脱盐率维持在某一值上的时间长；产品水回收率可以不变；运行费用做到最低；膜使用寿命较长等。具体来说，反渗预处理是为了做到：（1）防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。（2）防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2等沉积在膜表面上，因此要防止这些难溶盐生成。（3）确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。本系统采用两级过滤：即多介质过滤、软化水过滤。在以下二节中会讲述这两级过滤的基本技术知识。第一节多介质过滤水处理技术天然水，特别是地面水，常含有大量大颗粒悬浮物质，如泥沙、粘土、有机物等，这些杂质的存在，不仅增加后置的精处理设备的负担，而且对精处理设备也会造成危害。例如：反渗透、电渗析、离子交换床等都有可能被这些杂质污堵。对于这部分杂质的去除，通常采用多介质过滤，对于原水胶体含量较高的原水，有时还要加絮凝剂。在多介质过滤器里，不同粒径，不同材料的滤料（通常是石英砂、锰砂等）由上到下、由小而大依次排列。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤。通过多介质过滤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，把水的浊度降低。过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除，并为滤后的消毒创造了良好的条件。５在多介质过滤器运行一段时间后，由于表层截留了大量悬浮杂质，流经的水的压力损失将增大，并且部分截留物质可能透过滤层，污染出水水质。因此，多介质过滤器需定期反冲洗，以除去截留物。反冲洗的周期随入水浊度的增加而缩短，要在运行中根据实践经验制定。反冲洗流速一般要高于运行流速，该值需要通过观察反冲效果调速。多介质过滤器运行较长时间时，会有部分滤料被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充或更换滤料。活性炭过滤的作用是脱除水中的微量污染物和对反渗透膜产生损害的游离氯。活性炭是一种非极性吸附剂，外观为暗黑色，粒状。主要成分炭、氧、硫、氢，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以而强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压的作用，不易破碎。活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。具有巨大的比表面积和发达的微孔，微孔直径为20～30埃。此外，活性炭的表面有大量的羟基和羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。因此，可以脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。活性炭过滤器在运行过程中需要定期反冲洗，以恢复一定的过滤能力。运行较长时间时，会有部分滤料形成的粉末被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充滤料。运行更长时间（视原水水质而定，一般为2-3年）后，活性炭滤料会部分或全部失效，此时需进行再生处理或彻底更换滤料。第二节软化过滤技术软水器采用强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经该设备流出的水而为硬度极低的软化水。其化学反应为：2RNa+Ca2+(Mg2)=R2Ca(Mg)+2Na+。当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生-用饱和盐水浸泡树脂把树脂里的钙、镁离子等硬度置换出来，恢复树脂的软化交换能力，并将废液排出。其化学反应为：R2Ga=2RNa+Ca2+。整个再生过程包括：反洗-松动树脂层，吸盐慢洗-发生交换反应，冲洗（正洗）-将化学反应交换下来的钙、镁离子冲净，注水-为了下次再生。６第三章反渗透技术简介反渗透是60年代发展起来的一项新的薄膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。渗透是一种物理现象，当两种含有不同盐类浓度的溶液用一张半透膜隔开时会发现，含盐量少的一边的溶剂会自发地向含盐量高的一侧流动，这个过程叫做渗透。渗透直至两侧的液位差（即压力差）达到一个定值时，渗透停止，此时的压力差叫渗透压。渗透压越高。渗透平衡时，如果在浓溶液侧施加一个压力，那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透，这个渗透由于与自然渗透相反，故叫反渗透（Reverse0smosis）（参见渗透净水过程示意图）。利用反渗透技术，我们可以用压力使溶质与溶剂分离。反渗透技术起源于美国，最初目的是为载人航天飞机提供人体废水净化后循环使用的净化设备。这项技术在美国航天器中的应用得到了令人满意的成功。在此以后，美国原子能研究中心和净水工业界对该项净水技术的其它应用投入大量人力和资金，进行了广泛的研究。至90年代，反渗透技术在海水淡化、电厂锅炉补水、电子工业生产用高纯水、科学研究用高纯水、医疗用高纯水和饮用水等生产方面都得到了广泛的应用。（一）反渗透技术基础（1）主要膜分离过程膜的种类膜的功能分离驱动力透过物质被截留物质微滤多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子压力差水、溶剂、溶解物悬浮物、细菌类、微粒子超滤脱除溶液中的胶体、各类大分子压力差溶剂、离子和小分子蛋白质、各类酶、细菌、病毒、孔胶、微粒子反渗透和纳滤脱除溶液中的盐类及低分子物压力差水、溶剂无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等透析脱除溶液中的盐类及低分子物浓度差离子、低分子物、酸、碱无机盐、尿素、尿酸、糖类、氨基酸电渗析脱除溶液的离子电位差离子无机、有机离子渗透气化溶液中的低分子及溶剂间的分离压力差、浓度差蒸汽液体、无机盐、乙醇溶液气体分离气体、气体与蒸汽分离浓度差易透过气体不易透过气体７（2）按孔径分类的分离膜８（3）反渗透膜原理（4）膜透过操作方式（5）反