反滲透設備系統給水要求及污染物的處理方法

為了保持膜組件良好的設計性能和安全的運行，保證膜的使用壽命，必須對原水進行適當的預處理。必須根據水質條件、膜組件的特性和對給水的質量要求，選擇合適的預處理方式。

2014-06-23 09:22:42廣州漢源水處理設備有限公司34

　　一、反滲透設備系統給水的一般要求

　　反滲透給水的水質要求如表6-1所示

給水水質	醋酸纖維素膜	芳香聚酰胺復合膜
PH值	4~6	2~11
溫度（℃）	5~30	1~45
濁度（NTU）	＜1.0	＜1.0
淤泥密度指數（SDI）	＜5	＜5
總有機碳（TOC）(mg/L)	＜3	＜3
氯(mg/L)	＜1	＜0.1
鐵含量（mg/L)	給水中溶氧＞5 mg/L時，Fe＜0.05
SiO2(mg/L)	濃水中SiO2＜100
Ca,Sr,Ba	硫酸鹽離子積＜0.8Ksp
LSI	PHb-pHs為負值

　　二、反滲透給水預處理的必要性

　　(一)不同原水水源的水源對象

　　不同原水水源由于組成與雜質成分的不同其預處理對象區別如下：

　　(1)地下水是從井中公元前出的地下砂層的水，水中的混濁物質、有機物含量少，因此深井水的污染指數幾乎少于1.0，一般少于2.0，故預處理系統相對比較簡單。

　　(2)地表水溶量氧大，在陽光下具有生物生存的條件，因而水中往往有微生物存在，且很少存在還原性物質。一般地表水含有以硅、鋁為主的懸浮物、膠體物及有機物形成的膠體物質。

　　(3)海水中則可能含有微生物、有機物、膠體和懸浮物顆粒。

　　(二)促使膜性能降低的膜污染因素

　　(1)使膜本身發生化學變化。包括使芳香聚酰胺膜的胺基受氯和其他氧化性因素的作用而破壞;醋酸纖維素膜的酯基受溫度和pH值影響而水解;膜受強酸、強堿的溶解等。

　　(2)使膜表面或膜內受水中懸浮物、膠體顆粒的覆蓋和污堵。

　　(3)膜表面微溶鹽的結垢。

　　(4)膜受水中微生物、菌藻類的黏附、污堵、侵蝕和生物降解。

　　(5)水中有機大分子對膜的污堵或小分子有機物對膜的吸附污染。

　　三、反滲透設備給水處理方法概要

　　膜的污染、堵塞和侵蝕性因素包括結垢物、金屬氧化物、懸浮物和膠體、有機物、生物污染等，所采取的措施主要是經典常規的水處理方式，但要求比較嚴格。反滲透給水預處理方法概要如表6-2所示。

　　表6-3為膜的污染因素的處理方法匯總，亦可組合數種方法一起使用。

被處理的有害物質	預處理方法提要
CaCO3、CaSO4、BaSO4、 SrSO4結垢物質	CaCO3結垢可通過濃水LSI的計算，LSI為負值時水質穩定，否則應處理。CaSO4、BaSO4、SrSO4可通過IPb的計算，其值小于0.8Ksp時穩定，否則應處理。可根據情況選擇合理的處理措施，如：①鈉離子交換軟化，加六偏磷酸鈉或有機阻垢劑;②氫離子交換后脫CO2;③加酸穩定，加石灰進行沉淀處理。
水中顆粒物質	砂、黏泥、SiO2、等粒徑大于2um可通過過濾方式處理，小于2um可通過凝聚、雙濾料過濾（由于膠體帶有與膜表面相反的電荷，水中小于0.1um的真正的膠體并不一定易于引起膜的污染，令人擔心的卻可能是于其聚集后所形成的0.3~0.5um的顆粒）。在進入給水泵前設置5um保安過濾器。在保安過濾器前必須設置機械過濾器。
鐵、錳、硫化物	水中溶有的鐵、錳或硫化物，遇到空氣或Cl2可能氧化或沉淀。膜所允許的鐵濃度，由于pH值、溶氧的不同而變化很大，一般為0.1~0.05mg/L，加酸至pH=5.5，對膜無污染。給水中最大允許含鐵量與含氧量和pH值的關系大致是： O2(mg/L) Ph 允許Fe2+( mg/L) ＜0.5 ＜6.0 4.0 0.5~10 6~7 0.5 5~10 ＞7 0.05 降低原水中大量鐵、可采用曝氣-錳砂過濾器井水中存在H2S時，如被氧化成硫磺，會污染膜表面。可采用陽光曝氣氧化、過濾脫硫。重金屬經氧化或空氣氧化后，通過過濾或直流混凝過濾除去
管道、泵等設備銹蝕產物	采用耐腐蝕材料的管道和設備，低壓部分采用塑料，高壓部分部分采用316S.S，或內襯耐蝕聚合材料，注意管道系統的嚴密性，以防止空氣進入系統使鐵氧化。采取過濾方式，過濾前須加凝聚劑。為了防垢的加酸系統及加酸后的水系統都要采用防腐材料。
膠體物質	地面水含膠體物較多，主要是鋁類的黏土，這類膠體顆粒大小在0.3~1.0um范圍，帶負電荷，單用過濾無法除去，故采用凝聚、過濾、直流混凝方法，使膠體顆粒增大至10~20um過濾除去。當懸浮物、膠體含量過多時，還需凝聚、澄清、過濾。凝聚劑的使用要注意膜的性質，聚酰胺復合膜帶負電荷，因此不可采用陽離子型的聚合物。有效的混凝-過濾配合采用聚合鋁和雙濾料（0.6mm石英砂1.2mm無煙煤）及加凝聚劑混凝后再經細砂（0.3~0.5mm濾層800mm）過濾。
有機物	有機物對膜污染是復雜的，凝聚澄清和活性碳炭過濾都只能除去部分有機物。也可采用超濾除去有機物。
細菌	細菌會以醋酸纖維為食物，因而醋酸膜易受細菌的侵蝕；對于復合膜，雖不易被細菌侵害，但細菌黏膜會造成膜的污堵。殺菌一般采用氯： Cl2+H2O=HClO+H++Cl- 加入水中的氯只有1/2變成HClO，另外的1/2在水中產生Cl-，不起殺菌作用（反應產物的比例取決水的pH值和溫度）。采用NaClO時： NaClO+ H2O= HClO+NaCl 從以上兩式的比較中可以看出一個NaClO相當于一個Cl2。
氯	醋酸纖維膜要求給水含有殘余氯，以防細菌滋生，而氯含量過高又會破壞膜，最大允許連續余氯的含量為1mg/L。復合膜抗氯性差，不允許含有余氯。采取加氯殺菌后需加亞硫酸鈉或經活性炭過濾來消除余氯。
油和脂	進入膜組件的水不允許含有油和脂。處理油和脂一般采用活性炭過濾，也可采用超濾。
SiO2	膜元件在運行中濃水不允許析出SiO2，過飽和SiO2-可能聚合而形成不溶解的膠體硅，硅膠會引結垢。防止SiO2結垢的措施：控制回收率，這是一種容易的防硅垢的方法，靠降低系統回收率使水中的濃度降低到符合溶解度（對給定的ph值和溫度）的要求。可采用石灰軟化，一般可降低給水中50%的硅，或在澄清時加入氧化鎂、氯化鐵和鋁酸鈉。無定形硅的溶解度取決于溫度，提高水的溫度可以防止結垢，也可以將提高溫度與降低系統回收率結合使用。發現硅的濃度過高時，必須立即清洗，硅垢一旦形成，就非常難于去除。