超滤反渗透操作维护手册汇总Word格式.docx
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产水量:
3×
100m3/h(套)(20℃、运行三年后)
SDI指数:
≤3(运行三年后)(指定滤膜)
水的回收率:
≥90%
(7)反渗透系统性能保证值
RO系统除盐率:
≥98%(运行第一年)
≥95%(运行三年后)
RO系统产水量:
≥76m3/h(套)(20℃)
RO系统≥70%(运行三年后)
(8)离子交换系统性能保证值
附表1-1设计水质:
经深度处理后再生水水质指标
序号
项目
单位
出水水质
1
pH
无量纲
6.5~9.0
2
浊度(NTU)
无
≤5
3
悬浮物(SS)
mg/L
≤20
4
五日生化需氧量(BOD5)
≤10
5
化学需氧量(CODcr)
≤60
6
铁
≤0.3
7
锰
≤0.2
8
Cl-
≤250
9
钙硬度(以CaCO3)
10
甲基橙碱度(以CaCO3)
≤200
11
氨氮
12
总磷(以P计)
≤1
13
溶解性总固体
≤1000
14
游离余氯
末端≤0.1~0.2
15
石油类
16
细菌总数
个/ML
17
粪大肠菌
个/L
≤2000
加热后水温:
25±
5℃
咸阳市东郊污水处理厂二级处理出水水质资料见报表2-1
表2-1咸阳市东郊污水处理厂二级处理出水水质资料
分析项目
mg/l
mmol/l
阳
离
子
K+
2.70
0.07
总硬度
5.20
Na+
286.24
12.45
永久硬度(非碳酸盐硬度)
0.00
Ca2+
42.08
2.10
暂时硬度(碳酸盐硬度)
Mg2+
37.66
3.10
负硬度
2.75
NH4+
2.39
0.13
总碱度
7.95
全Fe
0.18
0.01
酚酞碱度
全Cu
0.03
微
甲基橙碱度
Sr2+
酸度
Ba2+
7.45
Mn2+
阴
216.49
6.11
SO42-
180.80
3.76
固形物
1039.40
NO3-
0.35
溶解固形物
1028.8
NO2-
0.95
0.02
悬浮物
10.60
HCO3-
485.11
灼烧减少固体
171.40
OH-
灼烧残渣
857.40
CO32-
全硅(SiO2)
19.81
PO43-
0.24
活性硅(SiO2)
18.64
F-
0.78
0.04
胶硅(SiO2)
1.17
S2-
0.06
化学耗氧量(COD)Mn
6.27
单位电荷阳离子总和
371.28
17.86
化学耗氧量(COD)Cr
单位电荷阴离子总和
884.78
17.90
游离二氧化碳
外观
清亮
BOD5
气味
无臭
电导率(25℃)μs/cm
1720
浊度FTU
10.47
西郊水库水质全分析(地表水作为事故备用水源)
7.05
184.39
8.02
永久硬度
3.0
45.09
2.26
暂时硬度
4.05
58.32
4.80
0.61
0.20
3.85
1.44
0.065
8.39
0.012
193.29
4.02
337.16
7.02
1002.2
1.22
986.8
0.36
15.4
HCO3-
222.72
3.65
215.4
OH-
771.4
CO32-
0.4
4.32
0.26
2.68
0.97
0.05
1.64
0.16
6.10
15.16
7.00
15.18
<
清澈透明
1423
无嗅
15.62
1.2流程概述
本工程的主要工艺流程:
经污水处理厂深度处理的再生水原水箱原水泵换热器多介质过滤器超滤装置超滤产水箱清水泵保安过滤器高压泵反渗透装置淡水箱淡水泵阳离子交换器除二氧化碳器中间水箱中间水泵阴离子交换器混床除盐水箱除盐水泵主厂房
热网补水补充水取自反渗透装置出水。
热网补水补充水的流程为:
反渗透装置淡水箱热网补给水泵热网补充水系统。
1.3主要工艺设备描述
1.3.1预处理加药
此步骤的主要作用是消除原水中含有的悬浮物、胶体、颗粒及细菌,以及在初级处理中可能形成的藻类等微生物。
包括NaClO、PAC、两个加药系统,分述如下:
1.3.1.1氧化剂(次氯酸钠)加药装置
本系统中设置一套氧化剂加药装置,通过投加一定量的氧化剂NaClO(次氯酸钠),通过氧化性的NaClO,破坏或抑制进水中的有机物,以提高和保证多介质过滤器的处理效果,同时保证后级设备出水中有足够量的活性氯,减少超滤膜被污染的可能性。
为了达到以上目的,一般需加入3~5ppm的有效氯,计量泵的投药量是根据在线流量计输出的信号进行自动调节。
1.3.1.2PAM(聚合氯化铝)加药装置
该装置的作用是为系统投加适量的凝聚剂,将原水中的悬浮物、有机物、胶体等凝聚成大颗粒的矾花,以便在澄清池中更好去除。
由于系统进水为循环水排放水,其中含有较高的悬浮物、有机物和胶体等杂质,这些杂质往往有一定量的同性电荷,它们相互排斥,难以自动聚集成大颗粒。
PAC是长链的高分子聚合物,在水中可形成带电荷的Alx(OH)Y3X-Y长链多功能基团,具有压缩胶体双电层的作用,同时对异性电荷也可以起到中和的作用,而且每一个基团都可以吸附水中分散的悬浮物、有机物、胶体等小颗粒杂质,使其凝聚成大颗粒的矾花,以便通过澄清池后将其除去。
为了增加水中杂质颗粒到达凝聚剂Alx(OH)Y3X-Y基团表面而被吸附的机会,应适当进行搅动混合,因此本系统PAC的加入选择在澄清池的进水母管上,且随后装设静态管道混合器。
1.3.2多介质过滤器
1.3.1.1多介质过滤器的概述
多介质过滤器是采用无烟煤和石英砂垫层对原水进行过滤,采用逆粒径过滤原理,有效除去原水中的悬浮物、油脂、胶体等杂质。
1.3.1.2多介质过滤器结构
多介质过滤器为带有椭园形封头的园柱形筒体装置,筒体上部设有进水装置,下部设有排水装置,运行时,水经上部进入,流经过滤层,从底部流出。
多介质过滤器应定期进行反洗,以除去积附在表面的悬浮物及胶体等物质,反洗时,水从底部进入,自上部排出。
1.3.1.3多介质过滤器的运行与反洗
1、运行
(1)开过滤器空气门(D7)、入口手动门、入口气动门(D1)、进行罐充水。
待(D7)溢水后开正洗排水门(D5)、关(D7)进行正洗,正洗水澄清后开过滤器出口手动门,出口气动门(D2)、关(D5)、投入运行。
(2)正常运行每一小时记录一次流量、出入口压力,当压差超标或达设置的运行时间时,必须进行反洗。
2、反洗:
过滤器正常运行每24小时反洗一次,当出口水质超标时要立即反洗
①关闭出口气动门(D2)、入口气动门(D1)、停止运行。
②开启排气门(D7)、反洗排水门(D4)及正洗排水门(D5)排底水位至窥视孔中部,关闭(D5)。
③缓慢开启空气门(D6)进行空气擦洗2min后,关闭(D6),停罗茨风机。
④开启入口水门(D1)、待罐体内充满水后,关(D7)(D1)开启反洗入口水门(D3)、进行反洗排水澄清后。
⑤关闭反洗入口水门(D3)、反洗排水门(D4)、开排气门(D7)、入口气动门(D1),排净体内空气,关闭(D7)进行正洗。
3、正洗
开入口水门(D1)、排气门(D7)体内充满水后,关闭(D7)、开正洗排水门(D5)排水澄清后,关(D5)、开出水门(D2)投入运行或备用。
1.3.1.4多介质过滤器使用注意事项:
①过滤器出入口压差大于0.1MPa时,发出声光报警,由人为决定是否进行反洗,在进行反洗前要调整罗茨风机母管排气门开2-3圈,过滤器进气门开3-4圈,以不跑滤料为宜。
②反洗过程中要严格监视各步序及阀门开关是否正确,及时调整生水总门减小系统压力波动,发生异常立即按手动按钮,调整入口水手动门开度,防止滤料冲跑。
1.3.3超滤系统及其辅助系统
1.3.3.1超滤系统概述
本系统预处理采用了先进的超滤过滤技术。
这是因为随着超滤膜制造技术的提高和应用工艺的不断完善,与传统工艺相比,其性能可靠、抗污染能力强、透水性强、占地面积小、操作简便、出水水质优异、使用寿命长的特点,使超滤膜在水处理领域应用的范围逐渐受到青睐。
反渗透系统的主要特点是对进水水质要求较严格,主要反映在反渗透膜污堵指标的淤泥密度指数SDI值上。
通过实践证明,只有在采用膜过滤技术的前提下才有可能长期稳定的保持SDI=2的状况,所以超滤过滤技术作为RO的预处理在国内外已得到越来越广泛的应用。
1.3.2.2OMEXELL公司超滤膜组件
A.OMEXELL超滤膜组件概述
超滤设备的中心部分为进口的超滤膜元件,本工艺采用OMEXELL公司生产SFR-2860的膜组件。
该超滤膜由亲水性的聚醚砜与聚乙烯砒硌酮共聚物合成的中空纤维组成的,每一根超滤膜元件由上千根中空纤维组成的纤维束,膜元件长度为1.5米,其有效过滤面积为52m2,截留分子量为150,000道尔顿,原水是在中空纤维的外部从一端流向另一端,而产水则是在原水流经膜的过程中逐渐由外壁向内壁透过(称为外压式)收集后从产水端排出。
B.OMEXELL超滤的主要技术特征
1)耐氧化、抗污染的聚偏氟乙烯(PVDF)材料-产品寿命更长
目前全球超滤主流产品分为聚偏氟乙烯(PVDF)和聚醚砜(PES)两大类主体材料。
PVDF的重要优点是其化学稳定性远远优于聚醚砜材料,特别是耐受氧化剂清洗的能力更强。
而氧化剂清洗是解决有机物污堵超滤膜的主要手段,因此PVDF材料的超滤膜更耐久,长期通量更稳定。
2)采用专利的共混配方-强度更高
专利的共混配方使得该超滤膜的抗拉和抗压强度大大提高,从而更好地适应用于污水或者废水时的恶劣运行状况和清洗条件,解决了其它PVDF膜抗拉和抗压强度低的缺陷。
3)适应范围更宽的外压式结构-纳污量大、易清洗
在超滤元件中,中空纤维膜丝内腔空间是固定的,而膜丝之间存在着自由活动的空间。
因此采用外压式进水方式,对于进水最大颗粒尺寸的限制以及进中空纤维膜海绵状多孔支撑层膜丝断面
C.超滤装置特性
1)超滤膜元件自带专用外壳垂直排列并联的形式安装在一个组架上,占地面积小,装膜、换膜容易,更换成本低。
参见图1:
UF膜元件及组装方式。
图1UF膜元件及组装方式
2)它的过滤过程类似常规过滤的微孔过滤,过滤时为全量过滤或称死端过滤,而不是横流过滤,即在过滤过程中无浓水排放,且能耗较低。
参见图2:
错流过滤与全流过滤形式的区别。
错流
全流
图2
错流过滤与全流过滤形式的区别
全流过滤系统的工作原理类似咖啡过滤机,水中的固体悬浮物沉降在膜的表面。
这部分固体通常被成为“污垢”,只要水中含有固体悬浮物,就必然会有“污垢”产生。
为保证膜的产水量保持不变,膜过滤压力必然不断增加,因此运行一段时间后需要从与过滤相反的方向对膜进行清洗,因此有时我们也称为“半全流过滤”。
沉积在膜表面的固体被清洗排出,从而膜又恢复了最初设计的性能。
虽然反冲洗能够去除系统中大部分的膜污染,但有时仍然需要更有效的办法对膜进行彻底清洗。
因为许多物质黏附在膜表面,仅通过机械力无法将其去除。
这部分物质通常为有机物或微生物有机物,经过较长时间的运行,这部分物质会堵塞膜孔。
这种膜污染的主要通过化学增强反洗去除。
3)带化学药品反洗,比停车清洗更易实现自动化,清洗效果更彻底,系统需停车时间更短。
4)系统管路简单,方便处理。
D超滤系统与传统工艺的比较
超滤系统与传统工艺(化学加药+多介质过滤器+活性碳过滤器)相比具有以下优点:
*出水水质大幅度提高,可以去除绝大部分悬浮物及大分子有机物。
一般超滤系统出水的污染指数SDI=2,而传统预处理产水SDI<
5。
*出水水质稳定,不随时间及进水水质的变化而变化。
*可有效去除原水中的悬浮物、有机物及胶体等杂质,延长后级反渗透系统的使用寿命。
*操作强度大大减轻,易实现全自动控制。
*大大节省占地面积。
E超滤进水泵及反洗水泵
超滤装置主要运行方式两个泵交替提供压力,一个泵----超滤进水泵(P01)提供入水过滤时需要的压力,另外一个泵----超滤反洗水泵(P02)用于反洗和化学加强反洗。
超滤出水同时用于反洗和化学加强反洗。
系统需要一个或多个加药泵(P03)在反洗水中加入化学清洗剂进行化学加强反洗。
另外系统还需配备自动控制阀,来保证过滤、反洗的不同水流向。
因为采用了全流过滤的设计,所以运行能耗非常低,通常为0.1kWh/m3。
下面给出了各种运行的图示。
过滤状态:
反洗状态:
化学增强反洗(CEB)
因为许多物质黏附在膜表面,仅通过机械力无法将其去除,这部分物质通常为有机物或微生物有机物,经过较长时间的运行,这部分物质会堵塞膜孔,这时就需要通过更为有效的化学增强反洗(CEB)而将其去除。
F超滤系统主要设备配置
根据需方提供的原水水质,本系统设置3套净出力为100m3/h的超滤装置。
每套超滤配置36根直径8”且1.5m长的膜组件,它们装在一组架上。
根据超滤膜元件的运行特性,本系统选用以下相关的设备与超滤设备配套:
(1)100μm管道过滤器
精度为100μm,每套超滤配置一个。
防止大颗粒杂质进入超滤系统。
(2)超滤反冲洗泵(变频控制)
本超滤系统采用反冲洗方法来达到去除膜表面的沉积污垢,该反洗方式在压力一定的情况下,反洗开始时膜组件的污堵最严重,反洗流量不高,随着时间增加反洗流量不断地增加,故若需保持反洗流量恒定,可采取改变水泵扬程的方式,本反洗系统采用反洗泵变频控制的方式,以达到调节反洗进水压力保持反洗进水流量恒定的目的,见图2。
图2反洗变频控制示意图
超滤反冲洗泵提供2~3倍正常运行流量能力的反冲洗用水,3套UF装置共用2台变频反冲洗泵。
每台反洗泵的出力为反冲洗所需水量的100%。
当进行常规反冲洗时1用1备,提供所需要的反洗水流量和压力。
当进行加药反冲洗(即化学清洗)时所需水量约为常规反冲洗水量的50%。
(4)热工仪表及程控系统
每套UF设备都配有相应的流量变送器,压力变送器,共用系统PLC控制系统。
(5)化学加药增强反冲洗系统
化学药剂直接加入至反冲洗母管中,再通过静态混合器混合后,进行化学反冲洗。
化学反冲洗投加NaClO/NaOH。
次氯酸钠溶液(NaClO)/氢氧化钠溶液(NaOH)
次氯酸钠溶液的投加量约为15mg/L。
要求提供的浓度为8~12%。
氢氧化钠溶液的投加量约为500mg/L。
要求提供的浓度为>30%。
化学药品的实际加药量通过调试最终确定,方案中的用量为设计值。
1.3.2.3超滤设备技术参数
(1)设备参数
a、装置套数:
3套
b、出力:
100m3/h·
套
膜元件
a、型式:
内压式中空纤维膜
b、型号:
SFR-2860
c、膜材料:
PVDF
d、膜元件总有效面积:
52m2
e、单支膜工作流量:
2.78m3/h
f、单支膜最大工作流量:
5.2m3/h
g、使用年限:
大于5年
h、年更换率:
小于20%
g、每套膜数量:
36支/套
膜元件规格
a、膜内径/外径:
0.8/1.2mm
b、膜公称孔径:
0.01-0.05um
c、膜材质:
d、壳体材料:
玻璃钢
e、过滤方式全流过滤
f、最高工作压力:
0.35MPa
g、最高膜内外压差:
0.10MPa
h、制造商:
OMEXELL
装置荷重
a、空载荷重:
3500kg
b、充水荷重:
5000vkg
c、运行荷重:
6500kg
超滤装置运行工况
a、出力:
100m3/h·
b、回收率:
90%
c、进水条件
水温5-45℃
水压小于0.4MPa
浊度≤15NTU
残余氯≤0.01mg/l
pH2-12
1.3.3超滤产水储存与提升系统
1.3.3.1超滤水箱
超滤产水带有一定的压力,可以自行进入超滤水箱暂存。
超滤水箱用于贮存超滤设备的产水,其目的是为了保证反渗透供水水量的稳定。
系统设置2台超滤水箱(业主自备),采用钢制结构,内采用玻璃钢防腐。
1.3.3.1反渗透给水泵
反渗透给水泵的作用是为反渗透系统提供稳定的压力和水量。
本系统中设置3台反渗透给水泵,其中2用1备,每台出力为160m3/h,扬程为40m。
1.3.4反渗透给水加药系统
1.3.4.1NaHSO3(亚硫酸氢钠)加药装置
NaHSO3的作用是还原水中的游离氯,防止游离氯氧化反渗透膜。
1.3.4.2阻垢剂加药装置
阻垢剂加药装置的作用是在经过预处理后的原水进入反渗透系统前,加入高效率的专用阻垢剂,以防止反渗透浓水侧产生结垢。
反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端,水分子透过膜表面,从原水侧到达另一侧,而无机盐离子就留在原来的一侧。
随着原水的流程逐渐增长,水分子不断从原水中取走,留在原水中的含盐量逐步增大,即原水逐步得到浓缩,而最终成为浓水,从装置中排出。
浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。
自然水源中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数,所以不会有结垢出现,但经浓缩后,各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数,因此会产生严重的结垢。
判断不结垢的标准是:
a)对于碳酸盐垢以朗格利尔指数(LSI)为基准;
当LSI<0时不结垢,LSI>0时结垢;
b)对于硫酸盐垢,是以饱和指数来确定的,水中阳、阴离子的浓度积与饱和平衡常数的比值即为饱和指数。
当饱和指数小于1时不结垢,反之就会出现结垢。
推荐本系统选用进口复合阻垢剂,它可以提高水中的难溶物质的饱和度,它主要具有以下功能:
1)抑制析出作用;
2)分散作用;
3)晶格扭曲作用;
4)络合作用。
采用该种阻垢剂后,具体阻垢能力表现如下:
*LSI可以由负值提高至2.6
*BaSO4的饱和指数可达160倍
*SrSO4的饱和指数可达12倍
*CaF2的饱和指数可达120倍
*SiO2的饱和指数最大可达2倍
另一种好处是经常受到人们忽视的:
即此阻垢剂是非磷系有机复合物,排放之后,不会对自然水体产生富营养化的影响,是绿色环保型产品。
1.3.4.3盐酸加药系统
由于系统进水的硬度、碱度和PH值较高,仅投加阻垢剂还不能很好的防止反渗透膜浓水端的结垢趋势。
所以,在投加阻垢剂的同时,在向水中投加适量盐酸,使反渗透进水的PH值降至7.0-7.5左右,这样,反渗透系统的结垢趋势才得以更有效防止。
1.3.5反渗透本体系统
本系统的主要作用是把经预处理的水进行膜分离脱盐。
它包括下列单元设备:
*5μm保安过滤器
*高压泵
*反渗透本体装置
*反渗透清洗和冲洗系统
1.3.5.15μm保安过滤器
5μm保安过滤器的作用是截留原水带来的大于5μm的颗粒,以防止其进入反渗透系统。
这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件,造成大量漏盐的情况,同时划伤高压泵的叶轮。
过滤器中的滤元为可更换卡式滤棒,当过滤器进出口压差大于设定的值(通常为0.07MPa-0.1MPa)时,应当更换,其正常的使用寿命为3-6个月。
保安过滤器采用耐腐蚀的304不锈钢材质外壳。
滤棒是由聚丙烯熔喷制成,其特点:
1)孔形呈锥形结构;
2)过滤能进入深处,形成深层过滤;
3)纳污量大、寿命长;
4)便于快速更换。
1.3.5.2高压泵
高压泵的作用是为反
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