膜法水处理-预处理篇
- 格式:docx
- 大小:93.23 KB
- 文档页数:4
超纯水制备技术工艺及其原理全面解析对于超纯水的需求随着半导体工业的发展,对超纯水质量要求提高,从而大大的推动了纯水技术的发展,膜技术得到了广泛的应用,微滤,超滤,电渗析和反渗透技术先进的水处理技术得到了飞速的发展,膜法制备纯水取代了传统的离子交换器系统,解决了TOC问题,满足了电子行业对纯水质量的要求。
超纯水制备工艺1.传统超纯水制备工艺流程:原水—多介质过滤器—活性炭过滤器—一级除盐—混床—超纯水2.膜法超纯水制备工艺流程:原水—超滤—反渗透—EDI—超纯水在膜法工艺中,超滤,微滤替代澄清,石英砂过滤器,活性炭过滤器,除去水中的悬浮物胶体和有机物,降低浊度,SDI,COD等,可以实现反渗透装置对污水回用的安全,高效运行,以反渗透替代离子交换器脱盐,进一步除去有机物,胶体,细菌等杂志,可以保证反渗透出水满足EDI进水的要求,以EDI代替混床深度脱盐,利用电而不是酸碱对树脂再生,避免了二次污染。
原水水质概论水中的杂质按存在的形态的不同可以分为悬浮物,胶体和溶解性固体三种,其中固体含量用总固体量作为指标,把一定量水样在105-110°烘箱中烘干到恒重,所得的重量及为总固含量。
第一类是悬浮物物指悬浮于水中的物质,颗粒直径在10-4mm 以上,如泥沙,粘土,动植物残骸,微生物,有机物,藻类等第二类是胶体,指水中带电荷的胶体为例,颗粒直径在10-5mm之间,胶体颗粒是许多分子或离子集合体,这种细小颗粒具有较大的比表面积,从而使他具有特殊的吸附能力,而被吸附的物质往往是水中的离子,因此胶体颗粒带有一定的电荷,如硅铁铝化合物及一些高分子有机物如腐殖质等,也有一些在此粒径范围的细菌,病毒等。
第三类是溶解物,只被水所溶解的,分子或离子状态的溶质或气体如氯化物,硫酸盐等。
悬浮物和胶体是使天然水产生浑浊的主要原因。
原水的预处理反渗透因为膜材料及元件的关系,对进水水质有一定的要求,预处理解决的问题是赌赛,结构,污染和波坏,堵塞时指水中的颗粒,悬浮物,胶体,铁氧化物沉淀等堵塞膜元件的流道,结垢是指难溶盐在浓水侧浓缩厚结晶析出,可预先除去或加阻垢剂。
全膜法水处理技术在电厂的应用摘要:在电厂的生产过程中,锅炉补给水系统运行的稳定性和水质的质量,直接关系着电厂机组运行的安全性,本文对我厂MFF—UF—RO--EDI全膜法水处理技术工艺特性及运行情况,并就各系统的运行操作、进出水水质,流量、电导率进行了阐述,实践经验表明,采用UF—RO—EDI工艺出水水质完成符合电厂锅炉补给水处理系统水质标准,EDI系统运行稳定,能够保障机组供水的稳定可靠。
关键词:全膜法水处理技术;预处理、反渗透、EDI装置1 全膜法水处理技术认知及其系统工艺流程将超滤、反渗透及EDI电除盐等膜分离技术有机结合并应用于锅炉补给水系统中,以实现高效去除污染物与脱盐目的,即全膜法水处理技术。
它将成为全膜水处理膜技术应用的视觉亮点,具备技术的优点:不需要停运酸碱再生,无需废液排放,操作过程方便,出水电导可达18兆欧,出水品质优良,性能稳定,水的利用率高;同时系统占地面积小,系统构造简单,便于安装及保养,是较小的一次性投资, EDI技术在生产中这些突出的优势,将越来越多成为电厂生产过程中的首选技术。
其工艺流程采用了“预处理 + 一级反渗透 + 二级反渗透 + 电除盐”的流程:原水沉淀池→生水泵→双介质过滤器→ 超滤装置→ 超滤水箱→ 一级反渗透升压泵→ 保安过滤器→ 一级反渗透装置→ 一级反渗透产水箱→ 二级反渗透升压泵→ 保安过滤器→ 二级反渗透装置→ 二级反渗透产水箱→ EDI升压泵→ 保安过滤器→ EDI装置→ 除盐水箱→ 除盐水泵→ 锅炉用水 2、全膜法处理技术在锅炉补给水系统中的应用2.1 全膜法处理技术的预处理系统地下深井水进入工业蓄水池,在生水泵出口进入母管加入NaCLO,已去除水中的有机物,双介质过滤器产水量为75m3/h,过滤器选择程控自动运行方式,自上而下将通过滤料将水中的悬浮物,胶体物截留到滤料表面,达到过滤效果,随着过滤周期的增加,一产水量就会降低,满足反洗参数设定后自动进入反洗过程,反洗会因滤料压实的程度达不到反洗预期的效果,通过压缩空气进行空气或汽水混合反洗,将其截留污染物通过反排出水排除,完成反洗作业开始正洗程序。
制药行业全膜法水处理工艺制药行业全膜法水处理工艺随着人们健康意识的提高和生活水平的不断提高,药品市场需求不断增长。
而制药工业是一种高附加值、科技含量高的产业,其流程和工艺要求特别严格,更加重视原材料和环境的质量和安全。
其中水处理技术是制药行业生产过程中不可或缺的一个环节。
本文便侧重介绍一种广泛应用于制药行业的全膜法水处理工艺的原理、特点、适用范围与优缺点。
一、全膜法水处理工艺的原理全膜法水处理工艺即采纳超滤、纳滤、反渗透等不同膜分别技术,依次通过一系列膜组分别污染物、去除颜色、溶质、无机物、有机物等杂质,使水的质量完全符合工艺要求和产品质量的水处理工艺。
该工艺的核心是多重膜组合使用,将一系列不同的过滤器和膜工艺串联,使水质从无机离子到有机物,从粗加工到精加工,从单级到多级,渐渐升级,最后达到国家规定的安全水质要求。
将膜构成一个完整的系统,一般地包括预处理系统、膜分别系统、后处理系统和可掌控设备系统。
1、预处理系统:将原材料水排出悬浮物、泥沙、生物质、腐蚀性物质等对膜有损害的物质。
2、膜分别系统:包括超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。
各种膜组合在一起,形成了一个高效的水质过滤和纯化系统。
3、后处理系统:通过加入消毒剂和处理药剂,提高水质的细菌杀灭率和化学成分完善等级。
4、可掌控设备:实现整个系统对水流量、膜压、膜流、清洗和消毒过程等的自动调整和掌控。
二、全膜法水处理工艺的特点1、技术先进:传统水处理工艺如混凝、澄清等需要使用大量化学药品,而全膜法水处理工艺只需要一个完整的组件,通过膜组分别技术实现水质的升级和纯化,干净、安全、牢靠。
2、系统化:全膜法水处理工艺是一种快速、高效、自动化的处理系统。
系统集成性强,可快捷适应不同的流程和工艺。
3、维护成本低:由于工艺设计的完整性和自动化程度高,使得安装和维护成本大大降低。
同时,原材料、水的使用也大大削减,削减了对环境的污染。
三、全膜法水处理工艺的适用范围全膜法水处理工艺重要适用于制药行业中的高药物、生化药品、生物制品等高级别的水质要求的生产工艺中的水处理。
膜法净水处理工艺
膜法净水处理工艺是一种通过使用膜技术进行水处理的方法。
膜是一种具有微孔结构的材料,可以通过选择性通透性来分离水中的杂质和颗粒物。
膜法净水处理工艺通常包括以下几个步骤:
1. 原水处理:原水通常需要进行预处理,包括去除颗粒物、悬浮物、溶解有机物和杀菌等步骤,以防止膜受到污染或堵塞。
2. 膜分离:将经过预处理的水通过一系列的膜装置,如微滤膜、超滤膜、纳滤膜或反渗透膜等进行分离。
不同类型的膜可以过滤不同大小的颗粒或溶质,从而实现对水中杂质的去除。
3. 膜清洗:膜在使用过程中会逐渐受到各种污染物的堵塞和污染,因此需要定期进行膜清洗以维持膜的通透性和效果。
膜清洗可以使用化学药剂、物理力、脉冲反冲洗等方法。
4. 后处理:对经过膜处理的水进行进一步的处理,如添加消毒剂、调节pH值等,以确保处理后的水达到安全、卫生的标准。
膜法净水处理工艺广泛应用于饮用水处理、工业水处理、海水淡化等领域,具有高效、节能、无化学添加剂和对水质高要求的优点。
制水工艺超滤+反渗透+混床生产水池自清洗过滤器超滤装置反渗透装置高压泵脱碳器中间水箱保安过滤器混床阻垢剂加药装置除盐水箱酸、碱再生清洗装置氯化法、氯碱项目、锅炉制水指标:序号项目指标备注1 电导率≤10μS/cm 25℃2 SIO2 ≤80μg/l3 硬度≈04 产水量600t/h 25℃5 送水压力0.6MPa6 PH 7.5-8.5水处理的预处理预处理的目的是使原水经过初步的处理,主要是去除水中各种悬浮物、胶体,以达到后续水处理设备的进水要求。
例如采用反渗透的除盐工艺预处理应做到如下要求: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。
防止膜表面上结垢。
反渗透装置运行中,由于水的浓缩,有难溶盐如 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。
确保膜免受机械和化学损伤,以使膜具有良好的性能和足够长的使用寿命。
目前常用的预处理工艺主要有:混凝沉淀、氧化杀菌、多介质过滤、活性炭过滤或超滤、离子交换软化或加药阻垢、温度与 pH 值的调节、还原剂处理、保安过滤。
特殊的预处理工艺还需降低水中金属离子的含量(如铁、锰、铜等)、微生物杀菌、去除二氧化硅等。
下面介绍几种常用的预处理技术。
一、水的过滤处理过滤设备称为滤池或滤床,装填粒状滤料的钢制设备称为过滤器,滤层由一定厚度的滤料构成。
滤料有粒状、粉状、纤维状多种,常用粒状滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、石榴石、陶瓷、塑料球等。
过滤工艺主要有过滤和反洗两个过程。
目前在国内常用的过滤设备是让水经过一定大小、形状的颗粒物,水中的悬浮物、胶体等杂质被这些颗粒物质截留下来,再通过反洗将颗粒上的杂质冲洗带出过滤器以恢复其工作能力。
过滤在过滤器里,不同粒径的滤料由上到下、由大而小依次排列(当然多介质过滤器里是不同材料的滤料,通常是石英砂、无烟煤、锰砂等)。
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,受到吸附和机械截留作用被滤料的表层所截留。
离子交换膜法水处理的工艺流程引言离子交换膜法是一种常用的水处理技术,通过离子交换膜的选择性通透性,将水中的离子物质进行去除或分离,从而实现水质的净化和处理。
本文将介绍离子交换膜法水处理的工艺流程。
工艺流程1. 原水处理原水处理- 原水收集:从水源收集待处理的原水,可能是自来水、井水或河水等。
- 水质检测:对原水进行水质检测,包括测定水中悬浮物、溶解物质、有机物质和离子物质的浓度,以确定其污染程度和组成。
2. 预处理预处理- 澄清:使用澄清剂将原水中的悬浮物迅速沉淀,并去除悬浮物,以减少膜的污染和阻塞。
- 软化:通过加入适量的软化剂,将原水中的钙、镁离子等硬水离子转化为不易产生水垢的盐类。
- 过滤:利用滤芯将原水中的颗粒物、杂质等进行过滤,进一步净化水质。
3. 反渗透反渗透- 进料泵送:将预处理后的水送入反渗透设备,通过进料泵进行泵送。
- 压力增加:通过增加水压,使水分子逆向通过离子交换膜,而离子和溶解物质无法通过膜的选择性孔洞。
- 分离净化:离子交换膜将水中的大部分离子物质、溶解物质、有机物质、重金属离子等截留在一侧,而过滤出纯净水。
4. 净水质检净水质检- 检测:对净化后的水进行全面检测,包括测定PH值、溶解物质、微生物、有机物质、重金属离子等的含量,以确保水质达到要求。
- 二次处理:如果净化后的水不符合相关标准,需要进行二次处理,如再次过滤、加入消毒剂等。
5. 水质储存水质储存- 存储:将净化后的水储存到合适的中,以备使用。
结论离子交换膜法水处理工艺流程包括原水处理、预处理、反渗透、净水质检和水质储存等步骤。
通过该工艺流程,可以实现对水中离子物质的去除和分离,达到净化水质的目的。
然而,具体工艺流程可能因实际情况而有所不同,需根据实际需求及水质特征进行调整和优化。
膜法水处理技术膜法水处理技术**节概论膜,更精准而言是半渗透膜,它是一薄层物质,当肯定的推动力应用于膜两侧时,它能依照物质的物理化学性质使物质进行分别。
通常,膜是依照物质的分别范围和应用的推动力来分类。
在解决水资源缺乏的问题上,膜分别过程起到了特别紧要的作用。
在废水或污水排放之前,膜分别过程可以用于废水或污水处理;在废水进入污水系统之前,膜分别过程可以用于回收工业上有用的物质;当然膜分别过程也可以用于生产饮用水。
在生产饮用水方面,使用膜人们可以利用大量的海水资源;此外,在水与废水循环回用方面,膜的特别作用显得非常紧要。
膜分别技术在水处理中的应用,即可用于给水处理也可用于废水处理。
膜技术应用于水处理具有以下优点:1.处理各种滤液,能得到高质量的滤出水;2.膜过程可通过模拟装置加以实现,而且可以连续操作;3.对渗透液具有以肯定比例循环作为工艺用水或再利用的潜力。
膜技术应用于水处理具也存在以下缺点:1.膜的相容性与孔的大小、水的pH值以及水的温度等很多因素有关;2.在某些情况下易生成污垢,使得在一些特别应用中膜的寿命较短3.与传统的物理化学处理相比,一般投资费用较高。
膜的使用寿命,短的只有几个月,但通常是3—7年,有的管式膜系统可超过15年。
影响膜的使用寿命的因素很多,通常有加料贮槽和泵的匹配性能,预处理效果,渗透液的贮存装置以及膜的清洗系统和效果等。
21世纪膜分别的应用将持续增长,尤其是微滤/超滤、微滤/反渗透、微滤/超滤/反渗透或钠滤结合的膜处理过程。
增长的领域包括:1.饮用水处理2.工业废水的脱色3.垃圾填埋场渗滤液处理4.膜生物反应器的应用5.水的回收与循环利用等**节膜分别过程膜分别技术受到广泛的注意,进展快速,是由于膜分别对混合物中各组分的选择性很高,在分别过程中混合物主体没有相变,所用的设备装填密度大、效率高。
1.水处理和膜分别1)用水水的净化与纯化包括从水中去除悬浮物、**、病毒、无机物、农药、有机物和溶解气体,在这方面,膜分别技术发挥了其独特的作用。
双膜法预脱盐水处理系统设计随着全球水资源的日益紧缺,海水淡化技术成为了解决淡水资源不足的重要手段之一。
而海水淡化技术中的逆渗透膜技术因其高效、节能、环保等特点,成为了当今海水淡化技术中的主流技术之一。
在逆渗透膜技术中,双膜法预脱盐水处理系统因其高效的脱盐效果和低能耗的优点,被广泛应用于海水淡化厂、工业废水处理厂等领域。
双膜法预脱盐水处理系统是一种结合了两种不同的逆渗透膜的脱盐系统。
通过前置一组低压膜和一组高压膜,可以有效减少高压膜的进水浓度,提高处理水的脱盐效率,减少系统的能耗,从而降低海水淡化和废水处理的成本。
下面将从系统设计的角度,简要介绍双膜法预脱盐水处理系统的设计方法和关键技术。
一、预处理系统设计双膜法预脱盐水处理系统的预处理系统设计非常重要,好的预处理系统可以有效保护逆渗透膜,延长逆渗透膜的使用寿命,降低系统的运行成本。
预处理系统通常包括粗滤、活性炭吸附、软化处理、超滤等工艺。
粗滤用于去除水中的大颗粒杂质,活性炭吸附用于去除有机物和氯味,软化处理用于去除水中的硬度成分,超滤用于去除水中的胶体和大分子有机物。
预处理系统的设计应根据原水水质情况来确定,同时要做好预处理设施的布置、操作参数的调整和运行维护等工作。
二、高压膜组件设计高压膜组件是双膜法预脱盐水处理系统的关键设备,其性能和质量直接影响整个系统的脱盐效果和运行稳定性。
高压膜组件的设计应考虑以下几个方面:首先是膜元件的材质选择,要选用高品质的聚醚砜膜、聚酯膜等材质,以确保膜的抗压性和耐腐蚀性。
其次是膜元件的结构设计,要合理配置膜元件,优化膜面积和流道设计,以充分利用设备的空间,提高处理水量和降低阻力。
最后是膜元件的组装工艺,要确保膜元件的组装质量,提高膜元件的使用寿命。
三、逆渗透装置设计逆渗透装置是双膜法预脱盐水处理系统的核心设备,其设计和选型直接关系到系统的脱盐效果和能耗消耗。
逆渗透装置的设计应考虑以下几个方面:首先是逆渗透膜的选型,应选择具有高截留率、高通水量和低能耗的逆渗透膜。
第4部分水化学与预处理4-1 序言为了提高反渗透和纳滤膜系统效率,必须对原水进行有效地预处理。
针对原水水质情况和系统回收率等主要设计参数要求,选择适宜的预处理工艺,就可以减少污堵、结垢和膜降解,从而大幅度提高系统效能,实现系统产水量、脱盐率、回收率和运行费用的最优化。
【污堵】定义为有机物和胶体在膜面上的沉积。
【结垢】定义为部分盐类的浓度超过其溶度积在膜面上的沉淀,例如碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硫酸锶、氟化钙和磷酸钙等。
【膜降解】定义为膜元件性能的衰减。
预处理必须考虑全系统连续可靠运行的需要,例如,若混凝澄清池设计或操作不合理时,会对砂滤器或多介质滤器产生超过其极限的负荷。
这样的不合理预处理常常造成膜的频繁清洗,其结果是清洗费用、停机时间和系统性能的衰减将会十分明显。
适宜的预处理方案取决于水源、原水组成和应用条件,而且主要取决于原水的水源,例如对井水、地表水和市政废水要区别对待。
通常情况下,井水水质稳定,污染可能性低,仅需简单的预处理,如设置加酸或加阻垢剂和5µm保安滤器即可。
相反,地表水是一种直接受季节影响的水源,有发生微生物和胶体两方面高度污染的可能性。
所需的预处理应比井水复杂,需要其它的预处理步骤包括氯消毒、絮凝/助凝、澄清、多介质过滤、脱氯、加酸或加阻垢剂等。
工业和市政废水含有更加复杂的有机和无机成份,某些有机物可能会严重影响RO/NF膜,引起产水量严重下降或膜的降解,因而必须有设计更加周全的预处理。
一旦确定了所选用的进水水源,就须进行全面而准确的原水全分析。
它是确立合适预处理方案和RO/NF系统排列设计最关键的依据。
最后,行业的不同也往往决定了RO/NF预处理的类型或复杂程度,例如在电子行业,其预处理要比以市政膜法水处理行业复杂和严格得多。
4-2 原水类型和水质分析进入RO/NF预处理系统的原水类型可按总含盐量(TDS)和总有机物含量(TOC)来划分:来自一级RO产水的低盐度高纯度产水或超纯水系统中的抛光阶段的给水,总可溶性固体含量TDS最高为50mg/L;TDS小于500mg/L的低盐度自来水;天然有机物(NOM)含量低,TDS小于5,000mg/L的中等含盐量地下水;TDS小于5,000mg/L的中等含盐量苦咸水;TOC和BOD含量高,TDS小于5,000mg/L的中等含盐量三级废水;TDS介于5,000~15,000mg/L的高含盐量苦咸水;TDS在35,000mg/L左右的海水。
乳品废水膜处理的预处理方法乳品废水是指在乳品加工过程中产生的含有乳脂、乳糖、蛋白质等有机物质的废水。
由于乳品废水的复杂性和高浓度,直接排放会对环境造成严重污染。
因此,对乳品废水进行预处理是必要的,其中膜处理是一种常用的预处理方法。
乳品废水膜处理的预处理方法主要包括压力过滤、沉淀池和调节pH 值等步骤。
采用压力过滤是乳品废水预处理的第一步。
通过压力过滤器,将乳品废水中的固体颗粒物、悬浮物和微生物等大颗粒物质去除。
这样可以减少后续处理过程中的污染物负荷,提高后续处理的效果。
在乳品废水预处理中,沉淀池也是一种常用的方法。
通过沉淀池,可以使废水中的悬浮物和胶体物质沉淀下来,从而净化废水。
沉淀池的设计应考虑到沉淀物的沉降速度和沉降效果,以及废水的流速等因素。
通过合理的沉淀池设计,可以有效地去除废水中的悬浮物质,达到预处理的目的。
调节乳品废水的pH值也是一种常用的预处理方法。
乳品废水的pH 值通常偏酸性,这会对后续处理过程产生不利影响。
因此,通过调节废水的pH值,使其接近中性,可以提高后续处理过程中的效果。
调节pH值的方法主要有酸碱中和和添加碱性物质等。
通过这些方法,可以有效地调节废水的pH值,使其适合后续处理。
还可以使用膜处理技术对乳品废水进行预处理。
膜处理技术通过特殊的膜过滤器,将废水中的溶解性有机物质、离子等去除,从而净化废水。
膜处理技术具有高效、节能、运行稳定等优点,可以有效地去除废水中的有机物质,提高废水的处理效果。
乳品废水膜处理的预处理方法还包括其他一些辅助措施。
例如,可以使用化学药剂对废水中的污染物进行氧化、还原等反应,从而使其易于去除。
此外,还可以通过调节废水的温度、溶解氧浓度等因素,提高废水的处理效果。
乳品废水膜处理的预处理方法主要包括压力过滤、沉淀池、调节pH 值和膜处理等步骤。
通过这些预处理方法,可以有效地去除乳品废水中的固体颗粒物、悬浮物和溶解性有机物质,提高后续处理过程中的效果。
预处理的目的是净化乳品废水,降低其对环境的污染,实现乳品废水的资源化利用。
第四章膜法水处理膜分离法是利用选择性透过膜为分离介质.当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差)时,使溶剂(通常是水)与溶质或微粒分离的方法。
一般包括电渗析、反渗透、超滤、扩散渗析等,其中的反渗透、超滤相当于过滤技术。
用选择性透过膜进行分离时,使溶质通过膜的方法称为渗析;而使溶剂通过膜的方法则称为渗透。
电渗析法是以电位差为推动力的膜分离法,用于从水溶液中脱除离子,主要用于苦咸水脱盐或海水淡化。
其膜是导电膜,即阳离子交换膜和阴离子交换膜。
以压力差为推动力的膜分离法,根据溶质粒子的大小及膜的结构性质(超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等),又可分为超滤、纳滤、反渗透等。
反渗透法可用于溶剂的纯化和溶液浓缩。
反渗透法大部分应用于水的纯化.主要是苦咸水脱盐或海水淡化。
反渗透法的另一个重要应用为制备高纯水。
膜是分离技术的核心。
膜材料的化学性能、结构对膜分离法起着决定性的作用;一般是高分子材料制成的膜,有纤维素膜、芳香聚酰胺类膜、杂环类膜、聚砜类膜、聚烯烃类膜和含氟高分子膜等。
膜分离法的特点:①不发生相变、常温进行、适用范围广(有机物、无机物等)、装置简单、易操作和易控制等。
②膜法水处理具有适应性强、效率高、占地面积小、运行经济的特点。
所以,国内外已把电渗析法、反渗透法或膜分离法与离子交换相结合的方法应用于锅炉水处理。
第一节电渗析电渗析是膜分离技术的一种,它是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的淡化、浓缩、精制或纯化的目的。
电渗析的进展:对电渗析基本概念的研究始于20世纪初,采用动物皮、膀胱膜或人造纤维、羊皮纸等进行实验室研究,但无工业应用价值;随着合成树脂的发展,1950年,朱达试制出具有高选择性的阴、阳离子交换膜后,才奠定了电渗析技术的实用基础;1954年美、英等国将电渗析首先用于生产实践中,淡化苦咸水、制备工业用水和饮用水。
此后,电渗析技术逐步引入中东和北非。
膜法水处理的预处理由于超滤(UF )、纳滤(NF )和反渗透(RO )膜绝大多数膜法水处理原件都是由高分子材料制成,其对进水水质有比较严格的要求,合理的预处理是保障系统正常运行和降低运行成本的关键环节。
一旦预处理系统出现问题,污染物可能会在膜表面堆积,给膜系统带来不可逆转的危害。
微生物造成很难逆转的污染细菌、真菌和藻类进入膜系统后,会粘附在膜表面时生长繁殖,微生物及其代谢产物可能使膜孔完全堵塞,甚至使中空纤维内腔完全堵塞,对无论是超滤膜,还是纳滤和反渗透膜都会造成不可逆转的污染。
水处理工程中通常加入次氯酸难(NaClO )、臭氧(O3)等氧化剂,也可以配合紫外杀菌。
这些措施只是防止微生物滋生,但并不能从水中去除微生物,杀灭不彻底的微生物还会复活。
尤其是芽孢,由于耐受一定的杀菌剂,成为膜生物污染的潜在威胁。
适当的预处理不仅能够提高杀菌剂的效果,比如介质过滤,同时也可以滤除一部分微生物甚至芽孢,降低膜的微生物污染。
浑浊度降低产水率:当水中含有悬浮物、胶体、微生物和其他杂质时,都会使水产生一定程度的混浊。
由于浊度是测量被水中颗粒物反射的光线强度得来的,所以原水的颜色、不透明性、颗粒的大小、数量和形状均影响测量结果。
因此,浊度与悬浮物的关系是随机的。
对于较小的微粒,浊度并不能反映。
在膜法处理中,用浊度来反映浑浊度明显是不精确的,实践中使用SDI 来预测颗粒物的污染倾向。
降低浑浊度传统采用的方法是絮凝加介质过滤器,由于介质过滤器过滤效果受水质波动影响较大,近年来广泛使用超滤或者微滤取代介质过滤器作为膜法水处理工艺的预处理设备。
为了滤除细小的颗粒,一般需要向原水中添加一定量的絮凝剂来提高去除效率。
在絮凝剂加入的同时,可加入助聚剂,如pH 调节剂(石灰、碳酸钠)、氧化剂(氯和漂白粉),加助聚剂(聚丙稀酰胺)等,提高混凝效果。
溶解性有机物的去除溶解性有机物用絮凝沉降、多介质过滤以及超滤均无法彻底去除。
目前多采用氧化法或者吸咐法。
附件五:膜生物反应器法污水处理工程技术规范(征求意见稿)编制说明《膜生物反应器法污水处理工程技术规范》编制组2010年目 次1 任务来源 (1)2 标准制定必要性 (1)3 主要工作过程 (1)4 国内外相关标准研究 (2)5 同类工程现状调研 (4)6 主要技术内容及说明 (8)7 标准实施的环境效益与经济技术分析 (13)8 标准实施建议 (14)1 任务来源2008年,环境保护部下达了《关于开展2008年度国家环境保护标准制修订项目工作的通知》(环办函(2008)44号),其中提出了制定《污水好氧生物处理工程技术规范—膜生物反应器法》(项目编号369号)行业标准的任务。
中国环境保护产业协会承担该标准的编制工作。
参编单位有中国环境保护产业协会水污染治理委员会、江西金达莱环保研发中心有限公司、北京碧水源科技股份有限公司、惠州雄越保环科技有限公司。
2 标准制定必要性环境保护标准化是我国环境保护的一项重要发展战略,建立与国际接轨的环境工程服务技术标准体系和环境技术评估体系,是当前加快环境保护标准化步伐的重要任务。
对于提升我国环境工程服务业的国际竞争能力,规范环境工程服务业市场,保证环境工程建设和运行管理质量,为环境管理提供技术支撑和保障具有重要意义。
环境工程服务技术标准包括工程类技术标准和产品类技术标准两个大类,是环境工程立项、科研、招投标、设计、建设施工、验收、运行全过程服务的技术依据。
在工程类技术标准方面,目前只有行业管理部门制定了20余项与城市污水、垃圾等相关的工程建设设计规范,整体上我国环境服务业领域标准化工作仍是薄弱环节。
膜生物反应器工艺在我国城镇污水和有机工业废水处理工程实践中已得到广泛应用。
但是尚缺乏可操作性的技术标准,指导膜生物反应器法污水处理设施的建设与运行。
由于缺乏标准的规范与指导,无论是工程建设还是设施运行管理方面都存在一些问题,影响了污水处理设施充分发挥效能。
因而,总结国内外膜生物反应器工艺技术发展与应用的经验,编制膜生物反应器法污水处理工程技术规范,对正确应用和科学管理膜生物反应器工艺的污水处理设施具有积极的意义。
水处理原理传统的水处理流程主要分为预处理、混凝沉淀、过滤和消毒四个步骤。
具体流程如下:1. 预处理预处理主要包括过水格栅、细格栅、沙沉箱等。
过水格栅的作用是过滤掉较大的杂物和废物,避免堵塞管道和设备。
细格栅是用来过滤小于网眼的杂物和废物,比如细小的砂石、树叶等。
沙沉箱则用来沉淀比较大而重的泥沙,使其在水面上漂浮减少,以便下一步处理。
2. 混凝沉淀混凝沉淀是指通过化学反应,在水中添加混凝剂,使泥沙、胶体、悬浮物等变成大颗粒体,如羟化铝、氯化铁、硫酸铝等。
然后,将较大的颗粒沉淀到底部中。
这一步的目的是去除杂质及降低浑浊度。
3. 过滤混凝后还有些残留的颗粒体没有沉淀,还需要通过过滤来去除这些颗粒。
常用的过滤方法包括石英砂过滤、炭滤器、膜过滤等。
石英砂过滤是一种常见的物理过滤方法,通过石英砂作为过滤介质来过滤水中的杂质和一些细菌。
炭滤器则是利用炭的吸附性来除去水中有机物、异味、色度、化学污染物等。
膜过滤则是通过超滤、微滤、纳滤、反渗透等膜来过滤水中的杂质和有害物质。
4. 消毒在经过以上几个步骤的处理之后,虽然水的外观变得清澈透明,但还存在着一些会对人体健康产生影响的细菌、病毒等微生物。
为了消除潜在的健康威胁,需要进行消毒。
最常见的消毒方法是加氯消毒,即将含有氯的消毒剂加入水中,在适当的时间和剂量下杀死水中的病毒、细菌等。
近年来,紫外线消毒、臭氧消毒也逐渐被应用于水处理中。
水处理的过程是一系列复杂而又严密的步骤,需要合理配合使用不同的处理方法,才能够达到净化水质、保障人们生活用水的目的。
除了传统水处理方法,还有许多新型的水处理技术。
1. 生物处理生物处理是指利用生物体对污染物进行降解和转化。
这种方法一般是用于废水处理,包括生物接触氧化、生物膜法、生物反应器等。
生物接触氧化是指通过生物微生物将硝化物和生物膜附着在填料上,形成膜层使有机物得到降解。
生物膜法则是通过生物体在生物膜上进行生物降解,水通过生物膜过滤器被处理净化。
膜法处理污水回用过程中如何防治膜污染膜污染是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜的物理、化学或生物作用,引起物质在膜表面或膜孔内吸附、沉积,造成膜孔径减小或堵塞,使膜通量变小且分离性能降低的现象。
由于膜污染限制了膜的渗透通量,降低了膜的使用寿命和膜的分离效率,严重制约着膜技术的应用和发展。
因此,关于膜法处理废水过程中的膜污染的研究一直备受关注。
要预防和控制膜污染,首先要了解各种膜过程的过滤机理。
一般来说,微/超滤过程主要遵循筛分机理,反渗透过程遵循溶解-扩散机理。
相应地,反渗透膜的污染一般为膜面污染,而微/超滤膜的污染一般为表面凝胶层污染和孔内吸附及孔堵塞引起的膜污染。
表面污染一般为可逆膜污染,而孔内堵塞和吸附一般为不可逆膜污染。
在明确了各种膜过程的过滤机理以后,可以从以下几个方面来预防和控制膜污染。
预处理工艺的选择预处理是指在原料液过滤前加入适当的药剂,以改变料液或溶质的性质,或对料液进行絮凝、过滤,去除较大的悬浮粒子或胶状物质,或调整料液的pH以去除膜污染物,从而减轻膜的负荷和污染。
在选择预处理工艺之前,首先要明确预处理的目的。
膜前进行预处理主要是为了防止或减少膜污染,将膜污染降低到最低水平。
因此,可以根据不同膜过程的需求和进水要求选择合适的预处理工艺。
首先,需在实验室确定各种膜过程中的关键污染物,去除或减少对膜污染起主要作用的关键组分。
预处理的目的并不是去除所有污染物,而是去除对膜有污染或损害的关键污染物,因此处理要适度,过度的预处理反而会引起新的膜污染。
1、污水中无机结垢物质引起的膜污染的预处理工艺选择在双膜系统运行过程中,结垢主要发生在反渗透膜元件上,如果超滤进水中的硬度和碱度过高,则容易在反渗透膜段发生结垢,引起反渗透产水通量快速下降。
因此,要减少反渗透膜段的结垢污染,需要对污水进行膜前预处理。
防止反渗透膜结垢的预处理方式主要有以下几种:添加阻垢剂、调酸、除硬等。
添加阻垢剂可以控制碳酸盐垢、硫酸盐垢以及氟化钙垢,还可以抑制硅垢。
膜法水处理-预处理篇
预处理的作用及目标
1.预处理系统的重要性
反渗透系统包括原水的预处理、反渗透装置、后处理三部分。
RO系统对原水的预处理有它特定的要求。
由于原水的种类繁多,其成分也非常复杂,针对原水水质情况及RO系统回收率等主要工艺设计参数的要求,选择合适的预处理工艺系统,减少对RO膜的污堵、结垢,防止RO膜脱盐率、产水率的降低,尤其是针对目前水源日趋匮乏、水质日趋恶化,选择一个正确的预处理系统,将直接影响整个水处理系统的功能。
众所周知,RO系统运行失败,多数情况是由于预处理系统功能不完善造成的。
为了确保反渗透过程的正常进行,必须对原水进行严格的预处理。
2.反渗透系统的水源
反渗透原水的种类很多,有各种天然水、市政水和工业废水等。
天然水包括地表水和地下水两种。
地表水的范围很广,包括江河、湖泊、水库、海洋等。
地下水则存在于土壤和岩石内,由雨水和地表水经过地层的渗流而形成。
市政二级污水、电厂冷却排污水等工业水源将成新的途径。
水源的选择将直接影响到水处理工艺的确定和水处理成本。
3.预处理的目的
使反渗透膜性能降低的主要因素有:
(1)膜发生化学降解,如芳香族聚酰胺受氯等氧化剂及强酸强碱的破坏;
(2)膜表面难溶盐结垢;
(3)膜受进水悬浮物、胶体污堵;
(4)膜受微生物、菌藻等黏附、侵蚀后造成污堵与膜降解;
(5)大分子有机物对膜污堵以及小分子有机物被膜吸附。
反渗透效率与寿命与原水预处理效果密切相关,预处理的目的就是要把进水对膜的污染、结垢、损伤等降到最低,从而使系统产水量、脱盐率、回收率及运行成本最优化。
因此,良好的预处理对RO装置长期安全运行是十分重要的。
其目的细分为:
(1)除去悬浮固体,降低浊度;
(2)控制微生物的生长;
(3)抑制与控制微溶盐的沉积;
(4)进水温度和pH的调整;
(5)有机物的去除;
(6)金属氧化物和硅的沉淀控制。
4.预处理的目标
为了保证反渗透系统的水回收率、透过水质量、透过水流量的稳定、运行费用的最低化、膜使用寿命的最佳化等,必须进行完善的预处理。
具体的目标为:
(1)防止膜表面发生污染,即必须尽量去除悬浮固体、微生物、胶体物质及有机物,从而防止这些物质在膜表面沉积或污堵在膜元件水流通道;
(2)防止膜表面发生结垢,即必须尽量抑制难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2以及铁、锰、铝、硅化合物等在膜表面的沉积;
(3)防止膜承受物理和化学损伤,即必须尽量避免高温、极端的酸性水或碱性水、氧化剂等对膜的影响。
5.反渗透系统进水指标
原水水质指标的全分析,对于反渗透系统工程是最基础也是最重要的工作,也是确定预处理工艺流程最重要的化学指标根据。
(1)SDI
反渗透预处理中采用污泥密度指数(SDI),有时也称为污染指数(FI)来判断进水中胶体和颗粒物质的污染程度。
这个方法比浊度测定更能反映水质情况,它已经被反渗透行业普遍接收和认可,是反渗透预处理系统中必须检测的重要指标。
在RO系统日常运行
中,建议每天测定3次结果供分析。
东丽的设计导则要求进水的SDI≤5。
而一般干净的井水的SDI<1,则不必进行去除胶体的预处理。
SDI是在2.1Kg/c㎡(30psi)的给水压力下,单位时间与单位面积内0.45μm特定滤膜被污堵的百分率。
测试方法如下:
(a)将SDI测试装置如右图组装;
(b)将SDI测试装置与测试点连接(测试点通常选在压力稳定的RO低压进水口前);
(c)将微滤膜片装入测试过滤器并将给水的压力稳定在2.1Kg/cm2(30psi)之内,注意:将膜片正向平展置于测试仪内,用少量净水将膜片完全湿融,不容许有气泡存在于膜片与测试仪之间,以免影向测试效果。
(d)在过滤器下放置一只500ml量筒,准备收集过滤水;
(e)开阀门,测定收集500ml水样所需时间Ti,并使水继续流;
(f)15分钟后,再测定收集500ml水样所需时间Tf;如果收集100ml水样的时间超60秒,则表明膜面被污堵,无需再继续进行测试;
(g)关闭阀门,将测试过滤器中的膜片取出以便进一步的分析;
(2)温度、pH
进水的温度是影响反渗透系统产水量的重要因素,对于温度较低或较高的原水可根据膜元件的温度使用要求采取适当的措施予以调节。
另外调节pH是控制碳酸钙结垢的最简单的方法,通过测定及计算浓水的拉格朗日饱和指数(LSI)或史蒂夫戴维斯稳定指数(S&DSI),可以判断碳酸钙结垢的可能性。
但是过低或过高pH值可能会造成膜损伤,请参考膜元件技术规范书有关pH的范围要求。
(3)生物污染评估
进水是生物污染来源之一,微生物进入反渗透系统时会在膜表面吸附或繁殖,特别是在浓缩侧由于有机物等营养物的大量积蓄而发生微生物污染的现象。
浓水中总细菌数的迅
速增加是微生物污染的特征之一,对膜元件进行解剖,分析细菌数量、品种以及TOC、蛋白、ATP等可证实微生物污染的存在。
(4)氧化剂
由于聚酰胺反渗透膜材质本身不能承受氧化剂,所以进水中必须去除游离氯、高锰酸盐、过硫酸盐、六价铬、过氧化物、臭氧等氧化剂。
(5)油分及有机溶剂
反渗透的进水中不得含有油分和有机溶剂。
油分会附着在膜表面造成透过水量降低,有机溶剂会在膜表面发生相分离而破坏机能层。
(6)化学污染物
反渗透的进水中不得含有阳离子高分子絮凝剂、阳离子界面活性剂、环氧树脂涂料及阴离子交换树脂的溶出物,这些化学物质会在膜表面形成化学污染,造成透过水量的降低。
膜表面虽然与新膜看上去很接近,但ppb单位的极微量的原因物质也会引起透过水量的降低,而且一般的化学清洗也无法使膜恢复性能。