《水处理基础知识培训教材.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水处理基础知识培训教材.doc（86页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、SKCC-007-T-0101第 1 页共90页水处理基础知识1供培训用许胜先孙可峰姜涛版次说 明编制人审核人批准人批准日期编制部门公用工程发布日期实施日期本文件知识产权属宁波禾元化学有限公司所有，未经授权许可或批准，不得对公司以外任何组织或个人提供；任何外部组织或个人擅自获取、使用、转让文件的行为均属侵权。目 录一系统简介1系统简介32系统设计基础33系统设计原则4二除盐水、凝结水站1水站概述52生产工艺原理63工艺流程说明244主要设备简介255主要控制回路简介316三废排放简介35三循环水场1循环水场概述362技术分类及特点403设计基础464生产工艺原理465工艺流程说明536主要设备
2、简介557主要控制回路简介56四污水处理场1污水场概述572生产工艺原理573工艺流程说明694工艺流程图885三废排放简介90一、一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、介十五、 一、系统简介1 系统简介禾元化学有限公司公用工程水处理系统为年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目的配套项目，装置内有除盐水、凝结水站、循环水场以及污水处理场。除盐水、凝结水站包括除盐水站、凝结水站、给水（及消防）加压站。除盐水站采用反渗透+两级混床处理工艺，水站设计能力为340 m3/h;凝结水站主要通过收集来自主装置的高温凝液，经换热降温后由活性炭+混床处理生产出合格的除盐水，设计能力 为
3、400 m3/h。除盐水站、凝结水站为主装置、高温高压锅炉及化验室提供除盐水，供水压力为0.81.2MPa,出水水质pH值78，电导率0.2s/cm，SiO20.02 mg/L，Na10ug/L,Fe30ug/L,Cu5ug/L,硬度0 mg/L，油0.3mg/L。给水（及消防）加压站为全厂提供生产、生活及消防用水。循环水场主要供给主装置、公用工程及各用户循环冷却用水，统计水量为65960 m3/h，设计规模为68000 m3/h，循环冷却水给水温度33，循环冷却水回水温度43，供水压力0.45MPa，回水压力0.25MPa。循环水系统中氯离子含量600 mg/L。污水处理场包括污水处理系统、
4、雨水系统（1#雨水泵站、2#雨水泵站、雨水检测排放池）污水处理系统处理来自主装置的生产废水,统计水量476.65 m3/h，全厂生活污水统计水量13 m3/h，污水处理厂规模按500 m3/h设计。全厂系统雨水管网采用暗管排水方式，雨水系统设2座雨水提升泵站。1雨水提升泵站设计规模14400 m3/h,2雨水提升泵站设计规模9000m3/h（其中雨水监控设施与2雨水提升泵站合建）.2系统设计基础本系统为宁波禾元化学有限公司年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目的配套的公用工程项目，本系统为项目提供全厂生产、生活用水和消防用水，循环冷却水以及全厂污水处理，其设计基础主要依据如下：2.1浙江天圣控股
5、集团有限公司宁波禾元化学有限公司年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目可行性研究报告委托书；2.2专利商提供相关技术资料；2.3宁波禾元化学有限公司提供的可行性研究报告基础资料及双方往来传真、会议纪要及电子邮件等。2.4宁波禾元化学有限公司提供的与该项目有关的基础资料。2.5国家、行业、地方有关的标准规范；2.6浙江天圣控股集团有限公司宁波禾元化学有限公司与中国石化洛阳石化工程公司签订的设计合同；2.7 相关会议纪要；3系统设计原则3.1严格遵循国家、行业、地方的法律法规、标准规范和相关规定。3.2给排水及消防设计采用国内外先进可靠的工艺技术，在技术经济上达到世界先进、国内一流的水平。3.3满足
6、安全、卫生、环保的要求，落实环境影响报告书及其批文对环保的要求；遵循项目业主的投资效益和当地的社会效益协调统一、经济效益和环境效益协调统一的原则。在做好主装置设计的同时，注重节能、环保、安全、消防、抗震、劳动安全及工业卫生的配套设计。“三废”排放必须符合国家有关标准的要求。3.4坚持工厂设计模式改革，优化工艺方案，合理设置操作岗位，尽量做到节约占地，节省工程投资、减少定员。3.5采用集中管理监视、分散控制的控制手段，提高自动化水平，降低劳动强度.3.6力求运行可靠，操作简单，维修方便。3.7优化用水工艺，一水多用、重复利用。如采用酸性水汽提净化水替代新鲜水，用作装置注水和洗涤水等。并采用污水回
7、用技术，节约淡水资源，减少排污。3.8设备、材料选型可靠，降低能耗，降低生产成本，节省能源。3.9充分依托利用宁波化学工业区公用工程及辅助设施，以节省工程投资、提高经济效益。3.10“预防为主，防消结合”的消防工作方针，依托工业园区现有消防站 二、除盐水、凝结水站1水站概述1.1简介除盐水、凝结水站为宁波禾元化学有限公司年产30万吨聚丙烯50万吨乙二醇项目配套的除盐水系统，由中国石化集团洛阳石油化工工程公司设计。站内包括除盐水站、凝结水站，给水（及消防）加压站。除盐水、凝结水站为DMTO等主装置、高温高压锅炉及化验室提供除盐水，给水（及消防）加压站为全厂提供生产生活用水及全厂的消防用水。1.2
8、设计能力1.2.1除盐水站除盐水站设计能力为340m3/h,主要由预处理系统、反渗透装置及二级混床离子交换系统及配套的加药装置以及化学清洗装置组成;其中预处理系统有多介质过滤器、活性炭过滤器、自清洗过滤器组成。本站原水是宁波碧海公司供给的工业水，在原水进入预处理系统前管道中加入絮凝剂，在管道混合器中均匀混合后，水中的胶状物凝聚，降低了悬浮物含量，提高了过滤效果，减轻了反渗透膜污染。预处理出水在列管式换热器中与蒸汽换热后由反渗透高压泵进入反渗透膜除去大部分盐类。反渗透产水在脱碳塔中去除水中的二氧化碳后至中间水池，然后由中间水泵升压至二级混合离子交换器深度除盐后送达除盐水箱。除盐水站内预处理出水水
9、质：SDI4，浊度1NTU,余氯0.1mg/L,Fe0.05 mg/L;混床出水水质：pH 7-8，Cond0.2s/cm, SiO20.02 mg/L，铜5g/L,Fe0.03 mg/L。1.2.2凝结水站凝结水站的设计能力为400m3/h,来自主装置的高温凝液在换热器中与送往用户的二级除盐水换热后，进入凝液缓冲水箱，然后通过凝液提升泵经过除铁过滤器去除水中的水中悬浮物及氧化铁颗粒物质，然后再经过活性碳过滤器，混合离子交换器，到除盐水箱，凝结水站来水指标：总铁250 mg/L，Cond10s /cm，SiO20.1 mg/L，COD10 mg/L，SS5 mg/L；凝结水站产水指标：Cond
10、0.2s/cm, SiO20.02 mg/L，铜5g/L,Fe0.03 mg/L 。 1.2.3给水（及消防）加压站 给水站内生产给水设计规模1850m3/h，正常用水量为1025 m3/h，最大用量为1802 m3/h，生产给水泵的能力为620 m3/h（三用一备）生产水泵0515-P-04AD基本参数：流量Q：620m3/h，扬程H：40m，电机功率：110KW。消防供水系统采用独立的稳高压环状供水系统，系统压力为0.7 1.2Mpa，消防水设计规模450L/S，厂区最大一处消防火灾时用水量450L/S，消防系统保有水量12000 m3，消防水泵设置为一台电动消防泵，两台柴油泵，两台稳压泵
11、，在平时由消防稳压泵维持消防管网压力。本消防水给水泵由1台电动消防给水泵、2台柴油机消防给水泵、2台消防稳压泵组成，基本参数如下：序号位号名称型号单位数量10515-P-01电动消防泵Q=225L/S，H=120m，N=400KW台120515-P-02A/B柴油机消防泵Q=225L/S ，H=120mN=450KW台230515-P-03A/B消防稳压泵Q= 15L/S，H=80m， N=22KW台2生活用水有两台无负压增压泵（一用一备）供给。生活水泵0515-MP-01基本参数：流量Q：40m3/h，扬程H：40m，电机功率：7.5KW。2生产工艺原理2.1除盐水处理单元2.1.1多介质过
12、滤器多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤两种滤料去除原水中的悬浮物，滤料高度为1200mm属于普通快滤设备。主要用于滤除原水中的细小颗粒、悬浮物、胶体、有机物等杂质，保证预处理出水浊度1NTU，保证RO系统进水的污染指数(SDI)4。含有悬浮物颗粒的水在管道混合器中与絮凝剂充分混合，使水中形成胶体颗粒的双电层被压缩。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，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水
13、进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤 。当胶体颗粒流过多介质过滤器的滤料层时，滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于截留在滤料表面。当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜，随时间推移过滤器的前后压差将会很快升高，直至失效。此时需要利用逆向水流反洗滤料，使过滤器内石英砂及无烟煤层悬浮松动，从而使粘附于石英砂及无烟煤表面的截留物剥离并被水流带走，恢复过滤功能。正常情况下，当进出口压差达到一
14、定值时停止运行进行反冲洗，反洗后再通过正洗投入运行，反洗采用反渗透浓水，反洗时，在进水同时送入压缩空气，擦洗滤料，压缩空气强度为1825升/秒米保证了多介质过滤器的反洗质量，有利于排除滤层中的沉渣、悬浮物等，并防止滤料板结，使其充分恢复截污能力。过滤器底部布水装置采用多孔板水帽，内装填料，使用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤，下部为大比重的小颗粒石英砂。石英砂滤层高度800mm，无烟煤滤层高400mm，这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力保证良好的过滤效果，且不会在反洗过程中出现乱层现象。本装置选用7台多介质过滤器（6用1备），单台正常出力80m3/h，平均运行流速7.0
15、m/h。2.1.2活性碳过滤器活性炭可以吸附水中的有机物、余氯和少量油污，降低COD含量，去除水中的臭味、色度以及残留的浊度，防止余氯对复合膜的氧化。活性碳过滤器运行一段时间后活性炭表面被吸附质所占据，吸附量就达到了极限状态，以后吸附量就不在随吸附质浓度的提高而增加了,这时将通过逆流反洗和气水擦洗的方式把吸附在活性炭表面的，反洗水也是采用反渗透浓水，本装置由5台活性炭过滤器（4用1备），单台正常出力120m3/h，平均运行流速12.0m/h。2.1.2.1 吸附的机理溶质从水中移向固体颗粒表面，发生吸附，是水、溶质和固体颗粒三者相互作用的结果。引起吸附的主要原因在于溶质对水的疏水特性和溶质对固
16、体颗粒的高度亲合力。溶质的溶解程度是确定第一种原因的重要因素。溶质的溶解度越大，则向表面运动的可能性越小。相反，溶质的憎水性越大，向吸附界面移动的可能性越大。吸附作用的第二种原因主要由溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或键力所引起。与此相对应，可将吸附分为三种基本类型：交换吸附、物理吸附、化学吸附。在实际的吸附过程中，上述几类吸附往往同时存在，难于区分。2.1.2.2 影响吸附的因素 影响吸附的因素是多方面的，吸附剂结构、吸附剂性质、吸附过程的操作条件等都影响吸附效果。2.1.2.2.1吸附剂的性质由于吸附现象发生在吸附剂的表面上，所以吸附剂的比表面积越大，吸附能力就越强，吸附容量也就越大
17、，因此比表面积是吸附作用的基础，在能满足吸附质分子扩散的条件下，吸附剂比表面积越大越好。例如，粉状活性炭比粒状活性炭性能好，主要原因就在于它的比表面积比粒状活性炭的大。吸附剂的种类不同，吸附效果就不同。一般来说，极性分子型吸附剂易吸附极性分子型吸附质，非极性分子型吸附剂易吸附非极性的吸附质。另外，吸附剂的颗粒大小、孔隙结构及表面化学性质对吸附也有很大影响。2.1.2.2.2吸附质的性质某种吸附剂对不同的吸附质的吸附能力是不同的。吸附质在水中的溶解度对吸附有较大影响。一般吸附质的溶解度越低，越容易被吸附，而不易被解吸。通常有机物在水中的溶解度是随着链长的增长而减小的，而活性炭的吸附容量却随着有机
18、物在水中溶解度的减少而增加，因此活性炭在原水中对有机物的吸附容量随着同系物分子量的增大而增加。如活性炭从水中吸附有机酸的吸附容量的次序是：甲酸乙酸丙酸丁酸。吸附质分子大小和不饱和度对吸附也有影响。用活性炭处理原水时，对大分子有机化合物的吸附效果较小分子的有机化合物好。吸附质的浓度对吸附也有影响。当原水中吸附质的浓度很低时，随着浓度的增大，吸附量也增大，但浓度增大到一定程度后，再增加浓度，吸附量所有增加，但很慢，这说明吸附剂表面已大部分被吸附质所占据。当全部吸附剂表面被吸附质所占据时，吸附量就达到了极限状态，以后吸附量就不在随吸附质浓度的提高而增加了。2.1.2.2.3吸附操作条件的影响在原水处
19、理中，进水水质和选用的吸附剂确定后，吸附效果主要取决于吸附过程的操作条件，如温度、吸附接触时间、原水的pH值等。原水处理的吸附过程主要是物理吸附，是放热反应，温度高则不利于吸附过程，而温度低则有利于吸附，所以往往是常温吸附、升温解吸。在吸附过程中，应保证吸附质与吸附剂有一定的接触时间，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。吸附平衡所需的时间取决于吸附速率，吸附速率越高，达到吸附平衡所需的时间越短。在实际操作中要控制进水的流速不宜过大或过小。流速过大，不利于两相充分接触，流速过小，影响设备的生产能力。原水处理中，pH值对吸附的影响主要由于pH值对吸附质在水中的存在形式（分子、离子、络合物）有影响，进
20、而影响吸附效果。吸附剂及其再生a吸附剂从广义而言，一切固体物质的表面都有吸附作用，但实际上，只有多孔物质由于具有很大的比表面积，才能有明显的吸附能力，才作为吸附剂。原水处理过程中应用的吸附剂主要是活性炭。活性炭是一种非极性吸附剂，是由含碳为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。其外观为暗黑色，有粒状和粉状两种，目前工业上大量采用的是粒状活性炭。活性炭主要成分除碳以外，还有少量的氧、氢、硫等元素，以及含有水分、灰分。它具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。b吸附剂的再生吸附剂达到一定的吸附饱和度之后，必须进行再生，以达到重复使用
21、的目的。所以再生是吸附的逆过程。目前，吸附剂的再生方法有热处理、化学氧化、溶剂法等。在水处理中，应用较多的是热处理法。热处理再生活性炭一般分三个步骤进行：(1) 干燥加热到100150，将吸附在活性炭细孔中的水分（含水率将近40%50%）蒸发出来，同时部分低沸点的有机物也随着挥发出来。(2) 炭化水分蒸发后，继续加热到700，这时，低沸点有机物全部脱附。高沸点的有机物由于热分解，一部分成为低沸点的有机物被脱附，另一部分被炭化，残留在活性炭微孔中。（3）活化将炭化后留在活性炭微孔中的残留碳通入活化气体（如水蒸气、二氧化碳及氧）进行气化，达到重新造孔的目的。活化温度一般为7001000。 2.1.
22、3自清洗过滤器系统在长期运行过滤过程中，有可能出现机械杂质等物质，直接进入保安过滤器，粘附在滤芯表面，增加了滤芯过滤阻力，并影响反渗透正常进行。活性碳过滤器出出水首先经过自清洗过滤器粗滤网滤掉较大颗粒的杂质，然后到达细滤网。在过滤过程中，细滤网逐渐累积水中的脏物、杂质，形成过滤杂质层，由于杂质层堆积在细滤网的内侧，因此在细滤网的内、外两侧就形成了一个压差。当过滤器的压差达到预设值时，将开始自动清洗过程，此间净水供应不断流，清洗阀打开，清洗室及吸污器内水压大幅度下降，通过滤筒与吸污管的压力差，吸污管与清洗室之间通过吸嘴产生一个吸力，形成一个吸污过程。同时，电力马达带动吸污管沿轴向做螺旋运动，吸污
23、器轴向运动与旋转运动的结合将整个滤网内表面完全清洗干净。系统在长期运行过滤过程中，有可能出现机械杂质等物质，直接进入保安过滤器，粘附在滤芯表面，增加了滤芯过滤阻力，并影响后续工艺的正常进行。可保证整个工艺能连续正常运行，确保万无一失。2.1.4保安过滤器保安过滤器学名精密过滤器，因为精密过滤器一般放在其他过滤设备后面保障系统安全防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒及铁锈等进入反渗透系统是原水进入反渗透前去除颗粒的最后保障。反渗透膜的厚度约为10m 左右，如颗粒浓度过高，容易堵塞反渗透膜；如颗粒粒径过大，在颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成漏盐，同时划伤高压泵的叶轮。滤芯采用大流
24、量折叠滤芯过滤精度为5m。2.1.5除二氧化碳器（脱碳塔）CO2的存在会增加离子交换特别是阴离子交换的负担，缩短阴离子交换的再生周期，增加运行成本，影响产水水质。因此，利用脱碳器去除水中的游离CO2是十分必要的。采用大气式脱碳器，即来水从上部进入，经布水装置淋下，通过填料层后，从下部排入中间水池。用来除CO2的空气是由鼓风机从脱碳器底部送入，通过填料层后由顶部排出。在脱碳器中，由于填料的阻挡作用，从上面流下来的水被分散成许多小股水流、水滴或水膜，以增加空气与水的接触面积。由于空气中的CO2的的量很少，它的分压约为大气压的0.03%，所以当空气和水接触时，水中CO2便会析出被空气带走，排至大气。
25、脱气后，出水的CO2含量可降低到5mg/L以下，脱气水流入塔底的储水池中，由泵提升进入至混床。2.1.6反渗透装置 2.1.6.1反渗透简介反渗透是二十世纪后期迅速发展起来的膜法水处理方式，它是苦咸水处理、海水淡化、除盐水、纯水、高纯水等制备的最有效方法之一。它中心技术是反渗透膜，该膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能够在外加压力的作用下使水溶液中的某些组分选择性透过，从而达到水体淡化、净化的目的。早在1748年就法国人Abble Nellet就发现了渗透现象。1950美国人Hassler提出了利用与渗透相反的过程进行海水淡化的设想。但是，只有当1960年洛布(Loeb
26、)与素里拉简(Sourirtajan)用醋酸纤维素作材料、研制成第一张高分离效率和高透水量的反渗透膜以后，反渗透技术才从可能变为现实。1960年世界第一张不对称醋酸纤维膜的出现使反渗透膜应用于工业上制水成为可能。初期是板式膜、管式膜，在六十年代中、后期出现了卷式、中空纤维膜，七十年代初期又研制出海水淡化膜。在1972至1977的五年间，世界范围内的反渗透装置数量增加了15倍，制水容量增加了41倍，直至八十年代以后仍以14-30%的速度递增。反渗透除在苦咸水、海水淡化中使用外，还广泛应用于纯水制备、废水处理以及饮用水、饮料和化工产品的浓缩、回收工艺等多种领域。反渗透水处理工艺基本上属于物理方法，
27、他在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点： 反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法得以使水淡化、纯化，产水中的二氧化硅 少，去除率可达99.5%，有机物、胶体等物质，去除率可达到95%； 依靠水的压力作为动力，其能耗在众多处理方法中最低； 化学药剂量少。无需酸、碱再生处理； 无化学废液及废酸、碱排放，无酸碱中和处理过程，无环境污染； 系统简单、操作方便，产水水质稳定； 适应于较大范围的原水水质，即适用于苦咸水、海水以至污水的处理，也适用于低含盐量 的淡水处理。 设备占地面积少，需要的空间也小； 运行维护和设备维修工作量少。2.1.6.2反渗透原理2.1.6.2.1半透膜半透膜是广泛
28、存在于自然界动植物体器官上的一种选择透过性膜。严格地说，是只能透过溶剂（通常指水）而不能透过溶质的膜。工业使用的半透膜多是高分子合成的聚合物产品。2.1.6.2.2渗透、渗透压当把溶剂和溶液（或把两种不同浓度的溶液）分别置于此膜的两侧时，溶剂将自发地穿过半透膜向溶液（或从低浓度溶液向高浓度溶液）侧流动，这种现象叫渗透，如果上述过程中溶剂是纯水，溶质是盐份，当用理想半透膜将他们分隔开时，纯水侧会自发地通过半透膜流入盐水侧， 纯水侧的水流入盐水侧，盐水侧的液位上升，当上升到一定程度后，水通过膜的净流量等于零，此时该过程达到平衡，与该液位高度差对应的压力称为渗透压。一般来说，渗透压的大小取决也溶液的
29、种类、浓度和温度而与半透膜本身无关。通常可用下式计算渗透压。CRT 渗透压 R 气体常数C 浓度差 T 温度2.1.6.2.3反渗透系统流量和物料守衡在反渗透系统中，水体流量和水体中的各项物质的量总是保持不变的，它存在着两个平衡方程：原水Q1反渗透装置置产水Q2浓水Q3Q1=Q2+Q3（1） Q1C1=Q2C2+Q3C3 （2）Q1原水流量 Q2产水流量 Q3浓水流量C1原水中物质浓度 C2产水中物质浓度 C3浓水中物质浓度从平衡方程（1）我们可以看出，在保持原水水量恒定的话，要提高产水，可以通过减少浓水来实现，反之亦然；同理，在流量不变的情况下，由平衡方程（2）可以看出，产水水质越好，浓水的
30、水质就越差。2.1.6.2.4反渗透膜膜的分离透过特性指标包括脱盐率、回收率、水流通量及流量衰减系数（或膜通量保留系数）脱盐率（Salt Rejection）指给水中总溶解固体物（TDS）中未透过膜部分的百分数。脱盐率=（1-产品水总溶解固形物/给水总溶解固形物）X100%回收率（Recovery）指产水流量与给水流量之比，以百分数表示。回收率=（产品水流量/给水流量）X100%一般影响回收率的因素，主要有进水水质，浓水的渗透压、易结垢物质的浓度、污染膜物质等因素。 水通量（Flux）为单位面积膜的产水流量，与进水类型有关。膜的水通量和脱盐率是反渗透过程的关键的运行参数。这两个参数将受到以下因
31、素的影响，主要有：压力给水压力升高，水通量增大，产品水含盐量（TDG）下降，脱盐率提高。温度在提高给水温度而其它运行参数不变时，产品水通量和盐透过量均增加。温度升高，水的粘度减小，一般产水量可增大2-3%；但同时温度升高，膜的盐透过率系数Ks变大，因而盐透过量有所增加。膜生产厂家提供的膜水通量参数,是在水温25条件下测定.而RO膜的水通量与进水水温关系极大,水温每下降1,水通量下降3%.回收率增大回收率，产品水通量下降，是因为浓水盐含量增大，导致渗透压升高，在给水压力不变的情况下，P-变小，因而Qw减小。同时，与与浓水盐浓度升高，使C增大，故盐透过量Qs增大，产品水含盐量升高。给水含盐量给水含
32、盐量增加，产品水通量和脱盐率都下降。由于给水TDS增加，C增加，故Qs增加，即盐透过量增加；而且，渗透压也增加，在给水压力不变的情况下，P-变小，故Qw减小。溶解扩散理论在反渗透水处理中是把膜视作无孔的，按溶解扩散方程计算的。这一理论是将膜当作溶解扩散场，认为水分子、溶质都可溶于膜内，并在推动力下进行扩散，淡水分子和盐分的溶解和扩散速度不同，因而表现了不同的透过性。定量的描述反渗透过程中的产水量和盐透过量是剂压差（P）和浓度差（C）为扩散传质作为推动力。其扩散方程是： QW =KW(P-)A/式中：Qw-产水量，Kw-系数，P-膜两侧的压差，-渗透压A-膜的面积，-膜的厚度Kw与膜的性质和水温
33、有关，Kw越大，说明膜的渗水性能越好。2.1.6.2.5反渗透装置反渗透系统主要配置有非氧化性杀菌剂装置、还原剂加药装置、阻垢剂加药装置、保安过滤器、高压泵、反渗透装置，配套清洗、冲洗装置。整个高压泵采用格兰富立式多级离心泵，过流件材质为316不锈钢，该泵为反渗透装置专用泵，具有绝缘等级高、运行效率高的特点。反渗透系统由四套反渗透装置组成，每套产水量为90100m3/h，回收率为75%，脱盐率98%。反渗透主体设备采用美国DOW公司生产的BW30系列低压芳香聚酰胺复合膜，该膜由三层薄膜复合，表面层为芳香聚酰胺材质，厚度为200埃，并由一层微孔聚砜层支撑，可承受高压力，对机械张力及化学侵蚀具有较
34、好抵抗性，该组件具有较大的膜面积，较大的产水量，对NaCl、CaCl2、MgCl2、SiO2具有99%的脱除率。反渗透膜主机包括膜元件、以一定方式排列的元件压力外壳、给膜压力外壳供水的高压泵、仪表、管道、阀门和装置支架等。系统设计还应包括设置就地清洗系统，对膜进行化学清洗。如下清洗膜面的示意图：进水经过阀进入膜系统，首先流过保安滤器，然后进入高压泵，通过高压泵升压后，再进入膜组件的入口，产品水离开膜组件时，为防止产水背压造成膜元件的损坏，产水压力不应高于0.3bar。但是现实情况往往要求较高产水压力，例如需要将产水输送到后处理部分或不想再通过安装水泵向用水点供水等等，此时，必须增加高压泵出口压
35、力以补充向后输送产水所需的压力，但需要注意高压泵出口压力不得高于膜元件最大允许进水压力，还应采取特别有效的措施在任何时刻（哪怕是瞬间）尤其是紧急停机时，产水压力超过进水压力的差值（产水背压）均不得大于0.3bar。浓水离开组件浓水端出口的压力几乎与进水压力相当，新系统从进水到浓水出口之间的压差通常在0.32bar之间，它取决于元件数量、进水流速和水温。浓水控制阀控制浓水流量和系统的回收率，系统回收率不得超过设计规定值。2.1.7加药与化学清洗装置2.1.7.1絮凝剂加药装置为了保证预处理的效果，在多介质过滤器前投加絮凝剂，使水中悬浮物、胶体、有机物等颗粒形成絮凝体，在多介质过滤器上被截留去除。
36、它的作用原理是通过吸附架桥作用使胶体形成大颗粒絮体，从而达到除胶的目的。建议加药量为10-20ppm，加药点设置在多介质过滤器进水母管，计量泵的投药量是根据在线流量计输出的信号进行自动调节。2.1.7.2杀菌剂加药装置本系统中设置一套氧化剂加药装置，通过投加一定量的氧化剂NaClO（次氯酸钠），通过NaClO 这种强氧化剂的氧化、杀菌、消毒，尽可能控制生物及藻类的滋长处于低水平，同时打断有机物的长链，去除部分COD，在整个预处理阶段，游离余氯和化合氯维持一定水平，对提高和保证机械过滤器的处理效果，同时保证后级设备出水中有足够量的活性氯，减少反渗透系统被污染的可能性。为了达到以上目的，一般需加入
37、35ppm 的有效氯，计量泵的投药量是根据在线流量计输出的信号进行自动调节。2.1.7.3非氧化性杀菌剂非氧化性杀菌灭藻剂不是以氧化作用杀死微生物，而是以致毒作用于微生物的特殊部位，因而，它不受水中还原物质的影响。非氧化性杀菌灭藻剂通常是氯酚类、季铵盐类的非氧化性化合物。非氧化性杀菌灭藻剂的杀生作用有一定的持久性，对沉积物或黏泥有渗透、剥离作用，受硫化氢、氨等还原物质的影响较小，受水中PH值影响较小。但处理费用相对氧化性杀菌灭藻剂较高，容易引起环境污染，水中的微生物易产生抗药剂型。常见非氧化性杀菌剂有以下几种：JC-412 十二烷基苄基季铵盐（1427）、JC-411 十二烷基二甲基苄基氯化铵
38、（1427）、JC-402 高效杀菌剂（异塞脞磷酮）、双氯酚、二氧氰基甲烷等。2.1.7.4还原剂加药还原剂NaHSO3(亚硫酸氢钠)的作用是还原前级处理工艺中存在的余氯。因为反渗透复合膜对余氯十分敏感，总累积承受力仅为1000ppm 小时，所以，必须投加过量的NaHSO3，以防止氧化剂对膜产水通量造成的衰减，导致反渗透膜脱盐率的下降。计量泵与进水在线流量计信号联锁的控制方法达到自动调节加药量的目的。2.1.7.5阻垢剂加药装置阻垢剂加药装置的作用是在经过预处理后的原水进入反渗透系统之前，加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分
39、子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，即原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水中Ca2+ 、Mg2+、 Ba2+、 Sr2+、 HCO3-、 SO42-、SiO2 等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢现象。阻垢剂在防止难溶盐在反渗透膜上析出是非常有效的，它们通过延缓晶体成长来推迟沉淀的过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来，
40、它们还有一些分散剂的作用，防止颗粒聚集成足以沉积下来的大颗粒。这样阻止碳酸盐或硫酸盐在反渗透膜上的沉积，使得系统水的回收率和除盐率不会下降，同时延长反渗透膜的使用寿命。它主要功能概括：1) 抑制析出作用；2) 分散作用；3) 晶格扭曲作用；4)络合作用。2.1.7.6 RO化学清洗装置（共用一套）本系统RO 装置配备自动低压冲洗系统和一套化学清洗装置。由于原水中高价离子的含量比较高，因此当停机时，膜浓水侧的污染物会沉淀在RO 膜表面，并且由于RO 膜浓水侧的含盐量很高，RO 膜会失去与之平衡的反渗透压，RO 膜透过水侧的淡水会吸干而造成对膜的严重损害。因此，在高压泵停止运行的同时应开启冲洗装置
41、，由进水置换RO 膜内的药品及污物，从而保护膜，本操作过程由控制系统程序控制，自动执行。化学清洗装置用于RO 膜的定期化学清洗，以延长RO 膜的使用寿命（厂家维护）。它由化学清洗箱、清洗水泵和5m保安过滤器组成，以达到最佳清洗效果。5m 过滤器可截留清洗液的杂质，防止对膜产生新的污染。（a）运行方式：当反渗透装置压差上升、产水量或脱盐率下降至一定数值时时，该套反渗透装置需进行化学清洗，程序如下： 根据污染情况，配制清洗溶液； 利用化学清洗泵将清洗溶液打入反渗透装置浸泡和循环清洗； 循环清洗结束，进行正冲洗； 正冲结束，反渗透膜性能恢复，又可投入运行。本系统共用一套化学清洗装置，当反渗透膜元件受
42、到给水污染、系统性能指标下降到一定程度时可对反渗透装置进行化学清洗，以恢复其应有的优良脱盐、产水性能。2.18离子交换深度除盐系统为达到工艺用水要求反渗透产水后设置除二氧化碳器（脱碳塔）、两级混合离子交换器，这样可确保系统产水符合用户需求。两级离子交换深度脱盐系统包括除二氧化碳器（脱碳塔）、中间水箱、中间水泵、一级混床、二级混床及酸碱再生装置等设备组成。反渗透出水经2台除二氧化碳器（脱碳塔）至中间水池，之后经水泵提升进入一级混床，一级混床选用3台混离子交换器（2用1备），单台正常出力180m3/h，平均运行流速34m/h；二级混床选用3台混离子交换器（2用1备），单台正常出力180m3/h，平
43、均运行流速40m/h。1 台树脂清洗罐，定期将除盐系统树脂传送至树脂清洗罐进行清洗，清洗后将树脂再传送回树脂床内。预计每三个月进行一次清洗作业，清洗水经排水沟排入中和池。离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和原水中的离子进行交换反应而除去原水中有害离子的方法。离子交换过程是一种特殊的吸附过程，所以在许多方面与吸附相似。但与吸附比较，离子交换过程的特点在于：它主要吸附水中的离子化合物质，并进行等物质的量的离子交换。在水处理中，离子交换法主要去除原水中钠、钾、钙、镁、铁、锰、铜、铝等阳离子；碳酸氢根、碳酸根、硫酸根、氯离子、硅酸等阴离子。离子交换交换法的优点是离子去除率高，设备较简单，操作易于
44、控制混合离子交换器(以下简称混床)是将阳、阴两种树脂(通常为强型树脂)按一定比例（体积比例一般为1：2）装入同一个交换器中，在两种树脂混合状态下，同时进行阳、阴离子交换。水通过混床，同时完成阳、阴离子交换，即： RH+ROH+NaCl RNa+RCl+H2O消除了逆反应的影响，使交换进行得更为彻底。在混床运行中，阳阴树脂均匀混合，树脂颗粒互相紧密排列，在具有一定床层高度的条件下，相当于很多级阳阴离子交换串联运行,阴阳离子交换是同时进行的，反应产物是基本不解离的水，因此有利于交换反应的平衡，不仅反应速度快，而且交换反应进行得比较彻底，故可在高流速条件下得到高品质的水。混合床的作用:除了原水水质中含盐量很低(小于200mg/L)及设备出力非常小的情况，很少用混床单独处理原水，
