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綠健水處理設(shè)備

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超濾UF(微濾 MF)處理
 近年來(lái),隨著超濾/微濾系統(tǒng)性價(jià)比的提高,其價(jià)格逐漸向傳統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)靠攏,UF/MF 已經(jīng)越來(lái)越廣泛用于地表水、污染地表水、市政廢水回用、工業(yè)廢水回用等方向作為RO的預(yù)處理。UF/MF 的主要作用是去除水中的膠體類(lèi)大小的物質(zhì),諸如硅膠體、其他膠體、顆粒、藻類(lèi)、菌類(lèi)、大腸桿菌、病毒、熱原體、原生動(dòng)物、油脂、蛋白質(zhì)及其他高分子有機(jī)物 等等;并協(xié)同絮凝劑等對(duì) TOC、色素等有降低作用;但是對(duì)鹽分、汽油、糖、酒精、小分子物質(zhì)(有機(jī)和無(wú)機(jī))等無(wú)去除作用。
  超濾膜是一層極薄而致密的薄膜,在原水和產(chǎn)水之間形成一種非常有效的屏障,過(guò)濾機(jī)理有三種: 

● 表面過(guò)濾---可去除比孔徑大的一切雜質(zhì)。
● 深層過(guò)濾---可去除部分比孔徑小的物質(zhì)。
● 吸附過(guò)程---大分子物質(zhì)粘附在膜表面而被去除。
與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比, 中空纖維超濾膜有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì),如下所述。
①、穩(wěn)定的產(chǎn)水品質(zhì),不因進(jìn)水水質(zhì)而變化。即便在進(jìn)水濁度達(dá)到250NTU時(shí),出水濁度仍然 可以達(dá)到0.1 NTU。因此,可處理水源水質(zhì)變化范圍允許較大。如下圖所示,不管進(jìn)水濁度如何劇烈變化,其產(chǎn)品水濁度始終維持在0.1NTU以內(nèi),且其產(chǎn)水SDI15能做到絕大多數(shù)情況下小于3.0,這對(duì)RO系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是十分好的進(jìn)水水質(zhì)。具體來(lái)講,UF產(chǎn)水呈現(xiàn)如下分布規(guī)律:如果進(jìn)水為井水,那么UF出水SDI15 多數(shù)情況下能<1.0;如果進(jìn)水為地表水,那么UF出水SDI15 多數(shù)情況下能<2.0;如果進(jìn)水為市政廢水或工業(yè)廢水,那么UF出水SDI15多數(shù)情況下能<3.0。UF的產(chǎn)水量一直維持穩(wěn)定,并不隨時(shí)間衰減。水量不夠,提壓補(bǔ)償即可。

②、廢水排放更少。UFMF的反洗/快沖/清洗廢液、及其運(yùn)行濃水等均可回到預(yù)處理的絮凝澄清 池進(jìn)一步處理回用,因此其運(yùn)行過(guò)程中水的損耗是非常小的。UF的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能誘人,可用于工藝廢水的循環(huán)處理,是零排放工廠的重要選擇。 

③、大大改善下游系統(tǒng)的工作情況 (RO, IX)。反滲透通量可適當(dāng)提高10-30%;同時(shí)可提高反滲 透膜壽命,因?yàn)榍逑搭l率減少,化學(xué)藥品的消耗也減少了。離子交換樹(shù)脂的污染減少了,其動(dòng)力學(xué)性能受到很好的保護(hù),其更換周期也相應(yīng)地延長(zhǎng)。

④、UF可設(shè)計(jì)成全自動(dòng)的系統(tǒng),因此只需更少的人力來(lái)運(yùn)行、管理、維護(hù)、清洗等。 

⑤、UF系統(tǒng)可簡(jiǎn)易擴(kuò)容的模塊化設(shè)計(jì)使得其在擴(kuò)建時(shí)變得極為容易。因此,其擴(kuò)建成本低、周 期短,是一種很方便的技術(shù)。 

軟化處理-Softening
  通過(guò)物理或化學(xué)的方法去除水中硬度而獲得軟化水的過(guò)程成為軟化處理。
  軟化處理的物理方法主要是指納濾膜軟化、熱軟化。膜軟化是利用納濾膜對(duì)水中二價(jià)硬度離 子和一價(jià)陽(yáng)離子的脫除率不同而實(shí)現(xiàn)軟化目的,并且隨著納濾膜本身標(biāo)稱(chēng)脫鹽率的分級(jí)不同,其軟化效果也有別。膜軟化的好處是不論是碳酸鹽還是非碳酸鹽硬度, 都能一并去除。目前膜軟化 主要用于中國(guó)北方高硬飲用水處理、海島苦咸水處理、海水淡化的預(yù)處理等等。下面是一個(gè)國(guó)內(nèi)膜軟化的例子,硬度離子的脫除率高達(dá)96-98%。

離子

NF進(jìn)水(mg/l)

產(chǎn)品水(mg/l)

脫除率%

Na+

330.1

112.3

66.0

Ca2+

402

8.3

97.9

Mg2+

94

1.6

98.3

HCO3-

165.9

16.8

89.9

Cl-

897.3

147.5

83.6

SO42-

368.2

6.3

98.3

NO3-

82.7

38.5

53.4

SiO32-

17.5

2.3

86.9

TDS

2365

335

85.8

總硬度

1392.9

27.2

98.0

熱軟化主要是水中含有重碳酸鹽硬度時(shí),利用碳酸氫鈣加熱會(huì)分解成碳酸鈣沉淀的現(xiàn)象,從 而降低水中重碳酸鹽硬度的方法,實(shí)際上燒開(kāi)水時(shí)就是一個(gè)典型的熱軟化過(guò)程。
 軟化處理的化學(xué)方法主要是指石灰軟化、Na離子交換樹(shù)脂軟化。石灰軟化可參考前面的論述。下面主要討論一下 Na 型離子交換樹(shù)脂軟化。當(dāng)含鈣鎂硬度離子的原水經(jīng)過(guò) Na 床時(shí),會(huì)發(fā)生如下 反應(yīng):
  2RNa+Ca2+ → R2Ca+2Na+
  2RNa+Mg2+ → R2Mg+2Na+
  當(dāng)交換柱運(yùn)行到 Na 型樹(shù)脂大都轉(zhuǎn)變成Ca型,以致影響出水水質(zhì)時(shí),為了恢復(fù)陽(yáng)樹(shù)脂的交換能力,必須進(jìn)行再生,使它重新轉(zhuǎn)變成Na型。再生藥品使用NaCl,其原理如下反應(yīng):
  R2Ca+2Na+ → 2RNa+Ca2+
  R2Mg+2Na+ → 2RNa+Mg2+
 Na 型樹(shù)脂軟化的應(yīng)用目前主要用于小型RO系統(tǒng)的預(yù)處理、低參數(shù)鍋爐的給水處理等。但由 于其再生過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量高含鹽量難于排放的廢水,Na型樹(shù)脂軟化應(yīng)用在高參數(shù)的鍋爐上正變得 越來(lái)越不被接受。
脫堿處理-Dealkalization
 將水中堿度去掉的過(guò)程稱(chēng)為脫堿處理。脫堿過(guò)程主要利用H型離子交換樹(shù)脂來(lái)處理,脫堿的 同時(shí)還在進(jìn)行軟化。當(dāng) H 型樹(shù)脂將原水軟化后,其出水成酸性,因此緊接著需要借助除碳器將CO2去掉,從而實(shí)現(xiàn)脫堿的目的。脫堿工藝可大體分為兩類(lèi):H型弱酸樹(shù)脂+除碳器;H-Na離子聯(lián)合系統(tǒng)+除碳器。
 A、H型弱酸樹(shù)脂的脫堿時(shí),只能去除碳酸鹽硬度,原理如下:
    2RCOOH + Ca(HCO3)2 → (RCOO)2Ca + 2H2CO3
    2RCOOH + Mg(HCO3)2 → (RCOO)2Mg + 2H2CO3
    除碳器吹脫:       H2CO3 → 2H2O+2CO2↑
pH 調(diào)節(jié)(RO前、RO后)
pH值調(diào)節(jié)處理可分為RO前和RO后兩個(gè)環(huán)節(jié)。下面分別加以論述。
 RO前的pH調(diào)節(jié)有3種主要作用。一、原水pH過(guò)高時(shí),通過(guò)給水加酸以控制碳酸鈣、氫氧化鎂結(jié)垢;二、原水pH過(guò)低時(shí),通過(guò)加堿以提高系統(tǒng)脫鹽率或者控制SiO2結(jié)垢;三、特種分離體系,通過(guò)加酸/堿調(diào)節(jié)pH以使特定組分(比如氨基酸的分離)的脫除率提高或降低,從而達(dá)到分離和濃縮的目的。下面重點(diǎn)討論一下,加酸抑制碳酸鈣/氫氧化鎂垢、加堿抑制SiO2垢的原理。

抑制碳酸鈣垢:
  當(dāng)RO濃水中的Ca2+和CO32-的溶度積超過(guò)溶度積常數(shù)時(shí),便有生成CaCO3沉淀的趨向;同樣地,當(dāng)Mg2+和OH-的溶度積超過(guò)溶度積常數(shù)時(shí),便有生成Mg(OH)2 沉淀的趨向。如下式所示。
  Ca2+ + CO32- → CaCO3↓
     Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓
當(dāng)向給水加酸時(shí),便有如下反應(yīng)發(fā)生,從而抑制垢的生成。
 CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
  Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O
      宏觀上,人們習(xí)慣用拉格朗日飽和(Langelier Saturated Index,簡(jiǎn)稱(chēng) LSI)指數(shù)來(lái)描述水的結(jié) 垢趨向。
      當(dāng) LSI=0 時(shí),理論上認(rèn)為水是穩(wěn)定的,不會(huì)結(jié)垢;
      當(dāng) LSI>0 時(shí),理論上認(rèn)為水中碳酸鈣呈過(guò)飽和狀態(tài),有結(jié)垢傾向;
      當(dāng) LSI<0 時(shí),理論上認(rèn)為水中碳酸鈣呈溶解傾向,不會(huì)結(jié)垢,但水的腐蝕性會(huì)增強(qiáng)。
      下面是一個(gè)加酸調(diào)節(jié)RO進(jìn)水及其濃水的LSI的例子。系統(tǒng)的運(yùn)行回收率為71.4%,水溫21℃。 很明顯,當(dāng)用HCl將原水pH從8.7降到7.5后,RO濃水LSI從極為危險(xiǎn)的3.27 降到了2.04,位于高效阻垢劑的安全范圍內(nèi)。

指標(biāo)

原水

RO進(jìn)水

RO濃水

調(diào)節(jié)PH后RO進(jìn)水

調(diào)節(jié)PH后RO濃水

Ca2+

175.2

175.2

609.2

175.2

609.2

Mg2+

42.2

42.2

146.7

42.2

146.7

Na+

48.1

48.1

165.8

48.1

165.8

K+

6.41

6.41

22.03

6.41

22.02

NH4+

0.88

0.88

2.97

0.88

2.97

HCO3-

217.8

217.8

723.5

203.02

703.05

SO42-

91.7

91.7

319.3

91.7

319.3

Cl-

317.9

317.9

1104.4

326.6

1134.2

NO3-

4.92

4.92

16.9

4.92

16.9

F-

0.16

0.16

0.56

0.16

0.56

SiO2

9.2

9.2

31.9

9.2

31.9

CO2

0.75

0.75

0.72

11.02

11.02

PH

8.7

8.7

9.24

7.5

8.04

LSI

1.6

1.6

3.27

0.37

2.04

抑制SiO2垢: 當(dāng)向原水中加入堿時(shí),SiO2的溶解度會(huì)隨著pH值的升高而增大,從而抑制硅垢的生成。反應(yīng)原理如下。

      SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O --東莞RO反滲透水處理設(shè)備,


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