脱盐水处理装置

氧化剂使用不当
残余氯或其它氧化剂与膜接触时， 会引起反渗透膜的退化。水中少量 漏进的氧化剂，首先与第一个膜接触，引起该膜性能改变，脱盐率下 降。
EDI
EDI工作原理： EDI技术是将电渗析和离子交换相互结合在一起的工艺。 利用混合离子交换树脂吸附水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离 子又在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被除去， 这一过程中离子交换树脂被电连续再生，不需要进行酸、碱再生。 可以生产出电阻率高达18MΩ〃cm的纯水。
超滤
超滤是一种以膜两侧压差为推动力，以筛分原理为基础理论的溶液分离过程。在 压力的作用下超滤膜截留水中胶体颗粒，而水和小的溶质透过膜。
超滤
在超滤分离过程中，相对分子质量小于300～500 的溶质易透过膜， 有 时膜孔径既比溶剂分子大，又比溶质分子大，本不应具有截留功能，但 却仍有明显的分离效果，主要是膜的化学性质。
浓差极化
在超滤分离法中， 原水带到膜表面的溶质，被膜截留而增多，在膜表面处 的溶质浓度变得比原水浓度高得多，这种现象称为浓差极化，当膜面上溶 质浓度增加到一定值时，在膜面上会形成一层称为凝胶层的非动层，这个 凝胶层对膜的透过通量有很大阻力，使膜的通量急剧下降。 在超滤过程中，进水溶液中的大分子不断在膜表面被截留，加之这些大分 子在水溶液中的扩散系数较小，在膜表面大分子溶质累积速度就加快，所 以在膜表面处的溶质浓度变得比进水溶质浓度高，导致浓差极化现象加剧 。 防止浓差极化主要是控制运行条件。常用的方法有以下几中： *加快平行 于膜面的水流速度。开大错流量。 *适当提高进水温度。高温下运行有利于降低粘度，提高凝胶物质的再扩散 速度，还能提高积聚物的临界凝胶浓度。工作温度自15℃提高到25℃，水 通量几乎增大1倍 *定期清洗超滤膜。
脱 盐 水 处 理
（工艺篇）
动力车间
主要内容
地表水
水厂预处理
多介质过滤
脱盐水系统
超滤
一级RO
二级RO
EDI
脱盐水
水的物化性质
物理： 水常温下是无色、无味的透明液体 1. 沸点：100℃（一个标准大气压时）；凝固点：0℃；三相点： 0.01℃ 2. 密度：3.98℃，为1g/ml；20℃，0.9982g/ml 水的密度在3.98℃时最大，温度高于3.98℃时，水的密度随温度升高 而减小；在0～3.98℃时，水热缩冷涨，密度随温度的升高而增加。 化学： 水的分子式为H2O， 相对分子质量为18 1.电导 水是一种很弱的电解质，能电离出少量的氢和氢氧根离子，所以即使 理想的纯水也有一定的导电能力，导电能力常用电导率来表示，25℃ 时水的理论电阻率为18.2MΩ·cm（电导率0.055μS/cm） 2.水的化学性质 水能与金属和非金属作用放出氢 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 与许多金属和非金属的氧化物反应生成碱或酸 CaO+H2O=Ca(OH)2 SO3+H2O=H2SO4
直流电是使离子从淡水室进入浓水室的推动力
离子交换膜用竖线 表示，并标明它们 允许通过的离子种 类。这些离子交换 膜是不允许水穿过 的， 因此， 它们 可以隔绝淡水和浓 水水流。
EDI工作原理
离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近,可以使特定的离子迁移。 阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子透过。 在一对阴阳离子交换膜之间充填混合离子交换树脂就形成了一个 EDI单 元。阴阳离子交换膜之间由混合离子交换树脂占据的空间被称为淡水 室。将一定数量的EDI单元罗列在一起，使阴离子交换膜和阳离子交换 膜交替排列，并使用网状物将每个EDI单元隔开，形成浓水室。在给定 的直流电压的推动下，在淡水室中，离子交换树脂中的阴阳离子分别 在电场作用下向正负极迁移，并透过阴阳离子交换膜进入浓水室，同 时给水中的离子被离子交换树脂吸附而占据由于离子电迁移而留下的 空位。 通过这样的过程，给水中的离子穿过离子交换膜进入到浓水室被去除 而成为除盐水。
渗透与反渗透
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，含盐量少的一侧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。渗透直到两侧的液位差（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。如果在浓溶液侧施加一个压力，那么浓 溶液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，叫反渗透

当RO的标准系统脱盐率下降时， 采取如下步骤： 校正仪表， 以 避免因仪表原因而误认为膜性能的变化；查出脱盐率下降的部位； 根据查出的原因，采取相应的措施。
系统脱盐率下降
系统回收率过高
如果未按预定的回收率运行， 可能会造成严重的后果。假定流量表不准， 本来浓水流量应为25m3/h，给水流量为100m3/h，结果浓水流量仅有12.5m3/h ，这样系统回收率由75%增至87.5%，浓缩系统由4 倍升为7 倍。浓水浓度 越高， 结垢倾向越大；同时，较低的浓水流速，降低水的紊动状态，增加 浓差极化，这又反过来增加结垢倾向。浓水浓度过高，会导致一种或几种难 溶盐过饱和， 从而在膜上结垢析出。
超滤膜
超滤膜组件是超滤装置基本工作单元。 超滤膜是多孔膜 ，过滤过程是种动态过程。在超滤进行时，由水泵提供推 动力，在膜表面产生两个分力：一个是垂直于膜面的切向力，使水分子透 过膜面；另一个是与膜面平行的切向力，把膜面截留物冲掉。在超滤膜表 面不易产生浓差极化和结垢，透水速率衰减较慢，运行周期相对较长。一 般当超滤膜透水速率下降时，只要减低膜面的垂直方向应力，增加切向流 速， 进行短时间冲洗（ 3～5min），即可恢复。
相关概念
水的硬度（H） 水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由 于蒸发浓缩，容易形成水垢，附着在受热面上而影响热传导，把水中这些金 属离子的总浓度称为水的硬度。通常就把钙镁的总硬度看做水的硬度。用 mmol/L表示。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度，单位为 mg/LCaCO3。 水的碱度（B） 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 数量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/LCaCO3。 pH值 水的pH值以水中氢离子浓度的负对数值表示，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。对应pH 表示即为当pH为7时，水呈中性。当pH为0-7时，水呈酸性，为7-14时，水呈 碱性。
系统污染或结垢
结垢是难溶盐在膜表面上的沉积； 污染是悬浮物和有机物等在膜表面上 聚集。严重的结垢和污染会导致脱盐率下降， 而这又最可能发生在系统 最后一个膜元件上， 因为该处水浓度最高。结垢和污染减少膜元件的水 流空间， 因而降低水流紊动效果， 导致浓差极化的增加。膜表面浓度越 大， 渗透水浓度越高。
原水预处理
预处理目的：去除原水中各种悬浮物、胶体，以达到后续水处理设备的 进水要求。预处理效果的好坏直接影响设备的长周期的运行。 混凝-砂滤处理（水厂预处理） 原理：水中的悬浮物和胶体物质的粒径不同，沉降速度相差很大。大颗 粒悬浮物在重力作用下容易沉降，而微小粒径的以及胶体杂质能在水中 长期保持分散悬浮状态。为了除去水中微小粒径的悬浮物及胶体，需要 对原水进行混凝处理，通过在原水中投加絮凝剂，使之与水中悬浮物及 胶体生成较大絮凝体，快速沉降下来，然后通过后继过滤设施过滤去除 。水中的胶体是一些低分子物质的聚合体，小粒径、大比表面积。胶体 颗粒表面通常带有负电荷，混凝处理是向水中投加混凝剂（阳离子聚会 物），使胶体失稳而聚集在一起沉降下来，同样也吸附胶体，通过聚会 物的长链将胶体聚集在一起，在沉降过程中悬浮于水中的胶体颗粒因吸 附而随这些沉淀物一起沉降。
反渗透出水量与相关物理量的关 系
反渗透膜出水量与温度关系 一般地说温度每升高一摄氏 度，同样的反渗透膜在压力 不变的情况下，出水量将增 加3～4%。 25℃时产水率为 1.0，12 ℃时为0.66。换句话说，同 样数量的反渗透膜，在 12℃时出水量是20吨，在 25℃时出水量将为约30吨。
反渗透出水量与相关物理量的关 系
相关概念
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。 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 水中含有的物质的多少通常采用克来表示。由于一升水的质量通常为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。 含盐量 水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类质的数量。由于溶解盐类在水 中一般以离子的形式存在，也可表示为水中各种阳离子和阴离子的量的和，其 单位是mg/L。 电导率 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。（S/m，西门子/米） 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。 浑浊度的单位是用“度”来表示的，相当于1L的水中含有1mg的SiO2时，所产 生的浑浊程度，为1度。
影响超滤过程的因素
操作压力、流速 浓差极化在膜面上形成的边界层（ 或凝胶层）， 使液体阻 力增加，提高料液流速对防止浓差极化、提高设备处理能力 有利。但增大压力使工艺过程耗能增加， 结果导致费用增 大。一般湍流体系中流速为1～3m/s，在层流体系中通常流 速小于1m/s。 温度 高温可以减少料液的粘度，从而增加传质效率，提高透过通 量。 操作时间 随着超滤过程的进行，浓度极化在膜表面上形成了浓缩的凝 胶层，使超滤透过通量下降。 浓度 预处理