反渗透设备培训手册 ln

2×35m3h反渗透设备培训手册

2×35m3/h 反渗透设备

培训手册

及

操作规程

编制：

校核：

审定：

批准：

目录

第一章名詞定义 (4)

第二章反渗透原理 (7)

第一节基本概况7

第二节反渗透装置9

第三节CAP3反渗透膜的主要规格与性能10

第三章自备电站水处理系统的描述 (11)

第一节工艺概述11

第二节系统组成的说明15

第三节设备简介16

第四章水处理系统的操作（手动） (21)

第一节絮凝21

第二节阻垢剂

第三节双流细砂过滤器23

第四节活性炭过滤器29

第五节反渗透34

第六节反渗透（RO）清洗系统40

第七节混合离子交换器42

第八节除碳器48

第五章主要设备的维护和检修 (49)

第一节泵类的维护和检修50

第二节双流细砂过滤器53

第三节活性碳过滤器55

第四节反渗透装置的维护管理

第五节保安过滤器68

第六节混合离子交换器70

附录一污染指数（SDI）测定方法 (72)

附录二相关计算公式 (74)

第一章名詞定义

1、悬浮物：凡颗粒粒径在10-6mm以上的杂质称为悬浮物。天然水泥沙、

粘土是主要成份，其次，还有动植物及其遗骸、微生物和有机物等。

2、胶体：凡颗粒粒径在10-6~20-4㎜范围内的杂质称为胶体，胶体颗粒是

许多分子或离子的集合体，这种细小颗粒具有较大的比表面积，从而使它具有特殊的吸附能力，而被吸附的物质往往是水中的离子，因此，胶体微粒就带有一定的电荷。同种胶体带有相同的电荷，从而使它们之间产生了电斥力，这就使胶体微粒在水中不易聚沉。此外，带电的胶体微粒还会吸引极性水分子使其周围形成一层水化层，进一步阻止胶体微粒相互接触，使胶体在水中维持分散运动的稳定状态。天然水中的胶体主要为硅酸及铁、铝化合物，一些高分子化合物，如腐殖质等，也有一些在此粒径范围内的细菌、病毒等。天然水中的胶体一般均带负电荷。悬浮物和胶体是使天然水产生浑浊的主要原因。

3、溶解物：溶解物的粒径在10-6㎜以下，它是以分子或离子状态存在的。

又可分为盐类、气体和有机物三类。

4、悬浮固体：它是水中那些不溶于水的细微悬浮物质烘干后的重量。水

的总固体与溶解固体之差也等于悬浮固体。

5、淤积密度指数值(Silt density index. SDI)或污染指数值(Fouling

indes.FI)：FI或SDI是用“膜滤法”测定水中极细小微粒的方法，它是反渗透法处理水时，对进水水质要求的一项重要的水质控制指标。

6、离子：带电荷的原子、原子团和分子。

7、阴离子：带负电荷的离子。如CO32-、SO42-、HCO3-、NO3-等。

8、阳离子：带正电荷的离子。如Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+、K+等。

9、电导率：靠测量离解离子导电能力来测量盐水浓度的方法，称之为电

导率，通常用μs/cm来表示。

10、碱度：碱度是指水中含有能与强酸起中和反应的物质的含量，即是能

与氢离子相化合的物质的含量。主要有重碳酸盐碱度(HCO3-)、碳酸盐碱度(CO32-)和氢氧化物碱度(HO-)。

11、硬度：水中的硬度是水中钙、镁、铁、锰、锶等离子的总量之和。主

要是钙和镁的总和。

12、浓水(排放液)：残留于反渗透元件的螺旋槽内的进水的浓缩部分，一般

被排放掉。

13、进水：在高压力下，用泵将供水打入反渗透组件称为进水。

14、进水电导率：测量供给反渗透系统的水的电导率。

15、进水流量：流入反渗透系统的水流的计量方法。

16、进水PH值：测量进水中氢离子浓度的方法。

17、渗透：渗透是溶剂(如纯水)通过一张半透性的分离两种溶液的膜，从稀

的盐溶液中进入更浓的盐溶液中。

18、渗透平衡：由于膜两边的溶质的浓度平衡，此时，水不发生进一步迁

移，就达到了渗透平衡。

19、渗透压：渗透压头就是由水通过分隔两种不同浓度的溶液的膜的迁移

而导致的静压头。

20、回收率：进水变成产品水而被回收的比例。

回收率=(产品水流量)/（进水流量）×100%

21、产品水（淡水）：进水通过膜壁而渗透过的部分，其存入产品水集水管。

22、反渗透：压力在浓溶液侧超过渗透压的应用，这样引起较浓溶液中的

溶剂通过膜，流向较稀的溶液，称为反渗透。

23、淡水含盐量：通过膜而存在于淡水中的盐分的含量。

24、盐浓缩率：被膜阻挡的溶解固体的比例。

25、系统压力：为实现希望的产品水的数量和质量而加的压力。

26、总溶解固体：存在于反渗透水中的总的溶解的无机物和有机物（TDS）。

27、除盐水：通过反渗透工艺系统处理，去除悬浮物和无机的阳、阴离子

等水中杂质后，所得到的成品水的统称。

28、絮凝：完成凝聚的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，以形成

较大絮状颗粒的过程。

第二章反渗透原理

第一节基本概况

反渗透（Reverse Osmosis；RO）是60年代发展起来的一项膜分离技术。此技术发展迅速，现己广泛用于水的淡化除盐，制取高纯水和纯净的饮用水等多方面。反渗透膜的孔径大都≤10×10－10m（10埃），它的分离对象是溶

液中的离子范围和分子量几百的有机物。

（一）、渗透和反渗透

如果将淡水和盐水用一种能透过水而不能透过溶质的半透膜至盐水一侧，这种现象称为渗透。当渗透进行到盐水一侧的液面达到某一高度而产生压头H，从而抑制了淡水进一步向盐水一侧渗透，渗透的自然趋势被压头H 所抵消而达到平衡，这一平衡压力称为渗透压。在这种情况下，如果在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水分就会从盐水一侧透过半透膜渗透至淡水一侧（盐水一侧浓度就增大，即浓缩）。这一现象就称为反渗透。

渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度。例如，在25℃时：1000mg/L Nacl水溶液的渗透压为77kpa （0.77kg/cm2）；

1000mg/L NaHCO3水溶液的渗透压为91kpa （0.91kg/cm2）；

1000mg/L NaSO4水溶液的渗透压为42kpa （0.42kg/cm2）等等。

（二）、反渗透膜的脱盐原理

反渗透膜的脱盐原理主要是“选择吸附——毛细管流动理论”和“筛分理论”。

当含盐的水溶液与多孔的半透膜表面接触时，则在膜的溶液界面上选择吸附一层水分子，在反渗透压力的作用下，通过膜的毛细管作用流出纯水，并连续地形成和流出这个界面纯水层。

半透膜有对各种含盐的水溶液脱除离子的性能。该机理阐明：在半透膜的表皮上布满了许多极细的膜孔，在膜的表面选择吸附了一层水分子，盐类溶质则被膜排斥，化合价愈高的离子被排斥的愈远，膜孔周围的水分子在反

渗透压力的推动下，通过膜孔流出纯水，因而达到除盐的目的。当膜孔大于反渗透膜孔范围时，盐的水溶液泄漏过膜，其中一价盐泄漏较多，二价盐次之，三价盐更次之。至于对于有机物的去除，纯属筛分机理。反渗透膜能滤除各种细菌，如最小的细菌之一绿脓杆菌（3000×10-10m）；也能滤除各种病毒，如流感病毒（800×10-10m）；脑膜炎病毒（200×10-10m）；还能滤除热原（10~500×10-10m）。

（三）、反渗透的特点和应用

反渗透法具有设备构型紧凑，占地面积小、单位体积产水量高及能量消耗少等优点。它是在没有相变的情况下，依靠大于渗透压的压力推动，通过膜的毛细管作用流出淡化了的水，而且它还具有膜的筛分作用，能除去极小的细菌、病毒和热原。因此，自从反渗透技术开发以来发展迅速，不仅用于海水或苦咸水的淡化，也作为锅炉补给水的预脱盐和制取超纯水、离子交换前的预除盐。

第二节反渗透装置

反渗透膜的品种有许多种。主要有醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜和复合膜。反渗透器主要有四种型式，即板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式。

在本培训教材中主要针对本工程所使用的来介绍全交联芳香聚酰胺膜的反渗透器。

全交联芳香聚酰胺膜的反渗透器的膜元件的结构，是用两层反渗透膜中间夹入一层产水（即淡水）导网组成。这个导网为多孔支撑材料，这种材料

既支撑着膜承受的工作压力，又为产品水提供了流动通路，再用胶密封膜的三面边缘使进水原液与透过膜的淡化水隔开，然后在膜的下面铺上一层进水原液隔网，再沿着有钻孔眼的集水中心管卷绕。这依次叠好的多层材料（膜/产水导网/膜/进水原液隔网），就形成一个卷式反渗透膜元件。进水原液隔网隔开每组膜的表面并在进水通过组件时，使进水呈湍流状。

将卷式膜元件6只装入压力容器中，进水原液（生水）是通过进水隔网的空隙沿着膜表面流动，在此过程中，透过膜的淡化水再经过产品水导网螺旋形地流向中心管，然后将产出的淡水导出系统外。这就组成了螺旋卷式反渗透器。

螺旋卷式反渗透器的优点：单位体积内的膜堆面积大，结构紧凑，占地面积小。缺点：比较容易堵塞。因此对进水原液的预处理要求较严格。

本工程中，对生水进行过滤、加阻垢剂和精密过滤的目的，就是要保证膜元件的安全使用，保证原水不产生结垢现象和除去水中的悬浮物、胶体及有机物。

第三节TM720-400反渗透膜的主要规格与性能

型号TM720-400

规格外径/长度-mm φ201.9/1016.0 湿润态重量-kg 15.0（平均）有效膜面积-ft2430

性

能脱盐率-％平均99.5 最低99.0

透过水量gpd 8800

膜材质芳香族聚酰胺复合材料

测试条件

测试溶液2000ppm NaCL溶液操作压力-psi（MPa）225(1.6) 测试液温度-℃25

单只膜元件水回收率-％15

测试液pH 7.0

使用条件

最高操作压力-psi（MPa）600（4.14）

最高进水温度-℃45

进水pH范围 2.0~10.0

进水最高SDI（15分钟）＜5

最高进水自由氯浓度-ppm ＜0.1

单只膜元件最高压力损失20psi（0.14MPa）

单只膜组件最高压力损失60psi（0.4MPa）第三章自备电站水处理系统的描述

本套反渗透+混合离子交换器水处理系统是自备电站水处理站70吨/小

时除盐水及40吨/小时软化水工程而设计建造的。该热电站需纯水量设计为70吨/小时。热网补水及工艺用水软化水40吨/小时。

第一节工艺概述

（一）、原水条件

1、原水水源：地下水

2、原水水质：见下表

设计水质全分析表

取样地点：取样日期：样品性质：地下水

编号项目单位数据（）

1 1 K+mg/l 2.62

2Na+mg/l 10.8 3Ca2+mg/l 31.06 4Mg2+mg/l 7.9 5Fe3+mg/l 0.007 6Al3+mg/l 0.004 7Cu2+mg/l 0.013 8∑阳离子

9Cl-mg/l 30.0 10SO42-mg/l 17.06 11HCO3-mg/l 73.22 12NO3-mg/l 18.0 13SiO2mg/l 36.95 14∑阴离子

15总固体mg/l 198.8 16溶解性固体mg/l 196.8

17悬浮性固体mg/l 2.0 18电导率(25℃)() μS/cm 340 19硬度m mol/L 2.2 20永久硬度m mol/L 1.0 21暂时硬度m mol/L 1.2 22游离二氧化碳0 23全硅mg/l 36.95 24胶体硅mg/l 7.08 25pH值 6.65 26耗氧量MgO2/l 0.2

3、产水要求：

锅炉补给除盐水处理系统出水水质如下

硬度：?0μmol/L

导电度：≤0.2μs/cm

二氧化硅≤20μg/L

PH值8.5-9.2

软化水系统出水水质如下

硬度：≤0.04mmol/L

PH值7-8

（二）、工艺流程描述

本除盐水系统的工艺流程如下：

厂外来水双流过滤器活性炭过滤器保安过滤器絮凝剂阻垢剂

反渗透装置除碳器中间水箱混合离子交换器给水泵

清洗系统

混合离子交换器除盐水箱除盐水泵主厂房

本软化水系统的工艺流程如下：

厂外来水双流过滤器全自动钠离子交换器

絮凝剂

软化水箱软化水泵主厂房

第二节系统组成的说明

本系统分为预处理装置、一级反渗透+混合离子交换器的二级除盐装置、软化水和除盐水三部分。

除盐水系统：化水站供原水为车间工艺设备冷却出水Q=400m3/h,P=0.25MPa,t=30℃，先经管道增压泵加压至0.5MPa，送至双流细砂过滤器，除去水中的悬浮物、颗粒物及胶体等，再进入活性炭过滤器，去除水中的氯及有机物等杂质，以减少对反渗透膜表面的污染，降低SDI值，使原水的SDI值能达到RO系统的进水要求，再经过保安过滤器、高压泵进入反渗透装置，去除水中大部分的无机盐类及低分子有机物、微生物等。水的利用率为75%。出水进入CO2脱气塔，除去水中的碳酸根离子及水中的各种溶解

气体，提高预处理系统出水水质。最后进入混合离子交换器，除去剩余离子，加氨调节PH值，满足锅炉补给除盐水的水质要求。

软化水系统：原水经过双流细砂过滤器处理后进入自动软水器，除去硬度后，其出水加氨调节PH值，使之达到软化水的水质要求。

第三节设备简介

1、双流细砂过滤器：

本系统中设置三台直径为2500mm立式双流细砂过滤器（两用一备），产水量每台70m3/h，工作流速7.2m/h，过滤器内装填石英砂滤料，颗粒直径0.5～1mm，设备反洗以设备前后压差来控制反洗周期。

双流细砂过滤器产水SDI≤4。

2、活性炭过滤器：

本系统中设置三台直径为2500mm立式活性炭过滤器（两用一备），产水量每台45m3/h，工作流速9.2m/h，过滤器内装填活性炭滤料，每两天反洗活性炭一次，反洗时间以反洗出水干净为止。其活性炭的吸附能力不能用反洗来恢复，因此需要每年更换一次活性炭。

3、反渗透（一级除盐）系统：

本系统由保安过滤器、高压泵、RO装置、RO加药装置、RO清洗装置、控制及仪表等组成。本系统设置产水量35m3/h的装置两套，RO膜元件采用日本东丽公司产品，选用膜规格：TM720-400，膜壳：804030S-6。

（1）、过滤器：保安过滤器由不锈钢滤筒和滤芯等组成。保安过滤器（精密过滤器）设置在机械过滤器之后，以除去浊度1度以下的细小微粒，来满足反渗透装置的进水要求。本系统中采用5μm的溶喷式滤芯，以保证反渗透装置的膜元件的安全运行。保安过滤器在运行一段时间之后，由于对微细颗粒的截留，就要对过滤器进行清洗，是否清洗的判断，要看进、出水端的压力差，当进、出水端的压力差达0.07~0.10Mpa时，就需清洗。清洗时，以进水口进水，打开排污阀，对滤芯进行清洗。如清洗效果不明显，可拆开过滤器的上盖，抽出滤芯，用5%的柠檬酸溶液进行清洗后再装入滤筒使用。滤芯如污染严重，就要更换新的滤芯。

（2）、高压泵：高压泵的作用是将低压水流增压给反渗透膜提供良好的运行条件，提高给水压力，以克服进水的渗透压，达到渗出淡水的目的。

（3）、RO装置：RO装置的结构，主要是由机架、反渗透膜组件（压力容器）、淡水、浓水管路、清洗管路及测量仪表等组成。

①机架：主要是起支撑作用。它将反渗透膜组件、管路、阀门、仪

表等部件组合连接成一体。

②反渗透膜组件：是将若干个膜元件装于一根压力容器内。压力容

器是由玻璃钢制成。在本水站的反渗透装置中的一根压力容器内装有6支8″×40″的膜元件，每套装置共有压力容器6根，分为二段排列。

第一段为4支压力容器，第二段有2根压力容器，各组件通过串、并联排列，组成了整机系统。

③管路系统：各个组件连接是通过进水管路、淡水管路、浓水管路

同组件的连接在一起。

（4）、装置包括加注絮凝剂装置一套和加阻垢剂装置一套。

①加注絮凝剂装置：由于原水中存在的胶体颗粒一般均带负电荷，

它们之间既互相排斥，又在水中不断地作布朗运动极为稳定，不易下沉，一般不易去除。本水站在生水泵出水母管上加了一套絮凝系统，加注PAC，经过生水管路及过滤器罐体内一段时间的反应达到絮凝的效果。

②加阻垢剂装置：为防止膜元件浓水侧发生结垢现象，本系统中设

置RO加药装置一套。需要定量向进入反渗透装置的水中加入RO专用阻垢分散剂，以降低RO系统的设备投资和运行费用，并提高RO 膜的工作效率。

（5）、RO清洗装置：为了防止反渗透的膜表面受外来物质的污染而被堵塞，本系统中设置RO清洗装置一套。根据反渗透的运行情况对RO 系统进行清洗。本装置由清洗水箱、清洗水泵、保安过滤器及清洗管

道、阀门等组成。主要是在反渗透膜装置运行一段时间之后，膜元件受到污染时，在清洗水箱中配制化学药品，通过清洗水泵将清洗液在膜组件循环，达到对膜元件清洗的目的。

（6）、控制及仪表：在装置上的仪表主要有压力表、流量计、电导率表等仪表。主要是对反渗透装置在运行过程中的压力、流量、进水、出水水质等进行监测。

其中控制盘仪表包括：

①总进水、RO产水、RO浓水、软化泵出口、除盐水泵、出口流量计集中指示。

②.温度表(RO总进水)、电导率表(RO产水/总进水)、电阻率表(混合离子交换器出水)集中指示。

③.PH表(软化泵出水/除盐水出水/中和池)集中指示。

④.高低液位开关(中间水箱/软化水箱/除盐水箱)集中指示、报警。

就地仪表包括：

①.来水、管道增压泵出口、双流过滤器进口、双流过滤器出口、活性炭过滤器进口、活性炭过滤器出口、保安过滤器进口、保安过滤器出口、RO高压泵出口、RO浓水、RO产水、RO清洗保安过滤器进口、RO清洗保安过滤器出口、中间水泵出口、混合离子交换器进口、混合离子交换器出口、除盐水泵出口、再生水泵出口、酸碱泵出口、软化器进口、软化器出口、软化水泵出口、罗茨风机出口压力表就地指示。