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1 工藝流程說明

 

1.1 綜述

   系統工藝流程如下:原水池(用戶提供)→原水泵→高壓泵→反滲透系統→中間水箱→中間水泵→混合離子交換器(二套一備一用)→產品水。

 

原水經原水泵提升到換熱器將水加熱到25℃,絮凝劑(PAC)、助凝劑(PAM)采用在線式進行加藥,經過管道混合后經過多介質過濾器進行懸浮物和膠體的過濾,再進入活性炭過濾其進行有機物和色度等有害物質的吸附、過濾和去除。當出水的濁度達到<0.5NTU、SDI值<5時,進入反滲透系統進行預脫鹽處理,然后進入混床進行最終脫鹽。

系統可分為三個相關聯的子系統:預處理系統、反滲透系統、精處理系統。

 

1.2 預處理系統

 

本子系統包括原水泵、多介質過濾器、活性炭過濾器;其作用是去除進水中含有的膠體顆粒、懸浮物、有機物、余氯、硬度等,從而滿足反滲透系統進水要求。

為保證本子系統的處理效果,配有相應的投藥裝置:

1)消毒劑注入系統:

         消毒劑計量箱→消毒劑計量泵→進水母管

2)絮凝劑注入系統:

         絮凝劑計量箱→絮凝劑劑量泵→進水母管

3)助絮凝劑注入系統:

         助絮凝劑計量箱→助絮凝劑劑量泵→進水母管

4)還原劑注入系統:

         還原劑計量箱→還原劑計量泵→活性炭過濾器進水母管

1.3 反滲透系統

    本子系統主要由保安過濾器、高壓泵、反滲透組件組成;其作用是去除水中的有機物和溶解鹽分,鹽分去除率高達99%,它對水中所含雜質的去除是離子級的,反滲透產品水中含有極少量的離子。

為防止反滲透膜的結垢,配有阻垢劑注入系統:

    阻垢劑計量箱→阻垢劑計量泵→反滲透進水母管

1.4精處理系統

 

本子系統主要是指中間水泵和混床;混床能夠將剩下的1%的離子完全去除,從而使出水達到較高的電阻值,達到要求的水質條件。

  

2 生產原理

 

2.1 預處理系統工作原理

2.1.1 多介質過濾器

多介質過濾器是通過一定厚度、不同粒狀的石英砂和無煙煤。多介質過濾器配有多層濾料,采用壓力過濾,過濾是水中雜質顆粒便被濾料黏附。它具有截污能力大,濾速高,出水水質好,過濾周期長的優點。隨著過濾時間的延續,濾料層中所截留的雜質顆粒越來越多,其孔隙率越來越小,水頭損失便越來越大。到過濾周期末,水頭損失達到極限值,此時便需停止過濾進行反沖洗。全過程采用PLC控制自動閥門的自控技術,自動閥機械性能好、耐磨損,多層過濾,反洗流量大,可實現自動和手動雙控制。包括有以下三種作用,過濾過程中能是一種單獨作用或幾種作用的綜合。

過濾主要取決于所要截留的所用濾料的性質及過水斷面的水流狀態。


過濾機理概述


1)械篩濾作用

     當含有懸浮雜質的水從上部進入濾層使,某些粒狀徑大于濾料層孔隙的懸浮物由于吸附和機載篩除作用,被層表面截留下來。此時被截留的懸浮顆粒之間會發生彼此重迭和架橋作用,過了一段時間后,在率層表面好像形成了一層附加的濾膜,在以后的過濾過程中,這層濾膜起主要的過濾作用,稱為表面過濾,在非顆粒狀濾料中,這種作用占主導作用。

2)慣性沉淀作用

      水中的懸浮顆粒由于自身的重力作用或水流繞過濾料時懸浮顆粒的慣性作用,會脫離流線而被拋到濾料表面。

3)接觸絮凝作用

當含有懸浮顆粒的水流經濾層中孔道中,在水流狀態和布朗運動等因素作用下,有更多的機會與砂料接觸,彼此在范德華力、靜電力及某種吸附力的作用下相互吸附而黏附,恰如在濾料層中進行了深度的混凝過程。

隨著過濾時間的延續,濾料層中所截留的雜質顆粒越來越多,其孔隙率越來越小,水頭損失便越來越大。到過濾周期末,水頭損失達到極限值,或者濾層的截污能力達到最大,再繼續過濾將使出水水質惡化。此時便不得不停止過濾進行反沖洗。

 

2.1.2 活性炭過濾器

 

活性炭可以吸附溶液中的有機物和余氯等,降低水的COD值,防止水中的游離氯對離子交換樹脂及反滲透膜的氧化性破環,對某些陽離子也有一定的吸附能力。除去水中的有機物,如腐植物酸等,以減輕有機物對強堿性陰樹脂的污染和對反滲透膜組件的阻塞。通過活性炭的過濾處理,可除去水中的60%~80%的膠體物,50%左右的鐵和50%~60%的有機物。

當過濾到達一定時間或活性炭過濾器進水壓力的差值大于0.05-0.1MPa時,需進行反洗,當高質量椰殼活性炭吸附量達到飽和時,需要換活性炭,活性炭的操作過程亦采用PLC控制自動閥門的自控技術。在系統發生故障時,把單個的罐體切換到手動狀態進行調節,這樣可以不要全套系統停止進行維修。

活性炭過濾器可以除去水中的有機物和殘余氯?;钚蕴窟^濾器除去水中的游離氯能進行得很徹底?;钚蕴棵撀炔皇菃渭兊奈锢砦阶饔?,而是其表面發生催化作用,促使游離氯通過活性炭濾層時,很快水解并分解出原子氧,其反應如下:

 

Cl2+H2O ? HCL+HOCL    HOCLHCL+[O]

原子氧與碳原子由吸附狀態迅速地轉變化合狀態:

C+2[O]CO2

綜上所述,氯與活性炭的反應可如下式:

C+2CL2+2H2OHCL+CO2

從此反應式可看出,活性炭脫氧并不存在吸附飽和問題,只是損失活性碳而已,因此,活性炭用于脫氯時,可以運行很長時間。

活性炭過濾器采用椰殼活性炭濾料,以壓力過濾。待原水從過濾器上部進入,自上而下穿過濾料層之后,水中有機物等便被活性炭顆粒所吸附,從而使其從水中分離出來,水則進一步得到澄清。隨著過濾時間的延續,吸附層中所截留的雜質越來越多,其孔隙率越來越小,水頭損失便越來越大。到過濾周期末,水頭損失達到極限值,或者吸附層的截污能力達到最大,繼續過濾將使出水水質惡化。此時便需停止過濾進行反沖洗。

 

2.2反滲透系統工作原理

2.2. 1  反滲透膜技術基礎:

 

主要膜分離技術

 

膜的種類

膜的功能

分離驅動力

透過物質

被截留物質

微濾

多孔膜、溶液的微濾、脫微離子

壓力差

水、溶劑、溶解物

懸浮物、細菌類、微粒子

超濾

脫除溶液中的膠體、各類大分子

壓力差

溶劑、離子和小分子

蛋白質、各種酶、細菌、病毒、乳膠、微粒子

反滲透和納濾

脫除溶液中的鹽類及低分子物

壓力差

水、溶劑

無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD

透析

脫除溶液中的鹽類及低分子物

濃度差

離子、低分子物、酸、堿

無機鹽、尿素、尿酸、糖類、氨基酸

電透析

脫除溶液中的離子

電位差

離子

無機、有機離子

滲透氣化

溶液中的低分子及溶劑間的分離

壓力差、濃度差

蒸汽

液體、無機鹽、乙醇溶液

氣體分離

氣體、氣體與蒸汽分離

濃度差

易透過氣體

不易透過氣體

 

按孔徑分類的分離膜

 

2.2.2反滲透膜工作原理:

 

 

簡單地說,反滲透被認為是分子級的過濾過程,這種“過濾作用”能夠從水中除去99%溶解性礦物質,95-97%大多數不溶解性有機物和98%以上的生物和膠體物質。利用半透膜可以達到這樣高度分離的效果,這種膜僅能讓某些物質(如水)容易通過而其它物質(如溶解鹽)則不讓通過。如果純水與鹽溶液被一張半透膜隔開,純水就會通過膜進入鹽溶液。如上圖:

 

反滲透就是與自然滲透流向相反的一個過程,通過向濃溶液端施加足夠的壓力克服稀溶液(純水)的自然滲透壓使其反向流動。如上圖。

 

膜透過操作方式

 

 

每種溶液都有特定的滲透壓力,其大小決定與水中溶解物的種類和濃度,這個壓力就是引起流過半透膜的驅動力。

  在實際應用中,需要的與自然滲透流動反方向的力是由高壓泵提供的。水通過高壓泵被泵入裝有半透膜的濾筒(壓力容器),在反滲透壓下產品水從系統中流出,被膜截留的溶解性固體通過調節閥不斷從系統中沖走,這就是濃縮水流。如上圖:


膜分離進水方位:

膜組件的組成件:

 

2.3精處理系統工作原理

 

2.3.1 混床工作原理

 

         混床離子交換法,就是陰、陽離子交換樹脂放在同一個交換床中,并在運行前混合均勻?;齑部梢钥醋鍪怯稍S多陰、陽離子交錯排列而組成的多級式復床。

         在混床中,由于陰、陽離子樹脂是相互混合的,所以陰、陽離子交換反應幾乎是同時進行的?;蛘哒f,水的陽離子交換和陰離子交換是多次交換進行的,即經H型離子交換所產生的H+,和經OH型離子交換所產生的OH-不能積累起來,立即生成離解度很低的水。

         這樣就是基本上消除了反離子的影響,其離子交換反應可以進行的很徹底,所以其出水水質很好。

         混床的離交換反應可以用下面的一個式子來表示出來:

 

 

  關于在混合床中陰、陽樹脂的配比,應從影響出水水質和一個周期中交換器的出水量兩方面來考慮決定。由于各種陰、陽樹脂交換容量的不同和各系統中混合床進水的成分有差別,所以此配比值應根據具體情況選取。關于出水水質,實驗表明,除了陽樹脂明顯多于陰樹脂的情況外,改變兩種樹脂比影響不大;當陰樹脂多于陽樹脂時,處理效果比陽樹脂多于陰樹脂的好。目前國內采用的樹脂體積比通常為陰:陽=21。

 

3 安全生產

   人和設備的安全是生產正常運行的前提和保證。由于本系統中不但有運行于管道中的高壓流體、高溫高壓蒸汽,而且系統中大量的用到化學藥品,尤其是強腐蝕性的酸和堿;因此系統操作人員應該嚴格遵守相關的操作規程及以下相關規定:

 

1 系統操作人員操作前務必認真閱讀相應的設備說明書及操作規程;

2 儀表、設備所有參數均由優水坊專業調試工程師預設置,能正常運行后交付使用;在未經許可的情況下,請勿擅自更改。

3 請保存電氣設備的干燥、整潔;

4 請勿擅自更改管道、電氣連接;

5 建立運行檔案,詳細記錄運行時間,流量計流量,各壓力表壓力,淡水電導率和水溫等參數,以便于維護;

6 請仔細閱讀下列(酸堿安全使用規則)。

 

 

酸堿安全使用規則:

(相關裝備、設施請自行配備)

 

  使用酸或堿時,操作者應戴上護目鏡和標準長度的面罩、有邊氈帽或纖維帽、安全橡膠鞋、橡膠圍裙或標準長度的橡膠外套和長筒橡膠手套。


了解安全沖洗器地點

  快速安全沖洗器應該安裝在離用酸、堿調節地點最近的地方。

安全洗眼液應在最近處

  與水混合一定要把酸或堿加到足量的水中

  決不能使用相反的操作,否則混合液會沸騰、飛濺和大量噴出會造成嚴重的安全事故。

  酸和堿應慢慢地加入水中并且要適度攪拌,混合過程會發熱但不能讓溫度升得過高,這對于操作者的安全和保護設備都是重要的。使用固體燒堿時,不允許還有未溶解物大量沉在桶底。

        

  搶救


——如果酸液濺到人體

         用大量水沖洗,然后使用小蘇打粉或碳酸鈉沖洗,蘇打、小蘇打粉稀溶液,一加侖水加一杯碳酸鈉。如果酸液進入眼睛,就立即用緩慢的水流沖洗眼睛15分鐘。如有必要再沖洗15分鐘。如果酸進入體內會引起嚴重燒傷,個人有所感覺就應大量喝水。

——如果酸濺到衣物

         先用稀氨水洗,然后再用水沖洗。

——如果堿濺到人體

         先用大量水沖洗,然后用大量的醋或1%的醋酸溶液洗。注意醋酸的濃度不能大于1%,大于1%就有刺激性。如果堿進入眼睛,用大量的清水緩和地洗并立即找醫生不要延誤。吞服蘇打堿需要立即服食解毒藥,不能延誤,服用大量的水加1%的醋酸、醋、果酸、5%檸檬酸,隨后服用牛奶或蛋清水,并盡快找醫生。

——如果堿濺到衣物

         用大量的流水沖洗,然后用大量的醋或者1%醋酸溶液中和余堿。

4 正常生產工藝條件

         另見《工藝條件》、《電氣條件》及《操作規程》相關條款

         另附:工藝流程圖

2016年07月26日

夏天啦,又到了玩水的季節

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脫鹽水生產工藝規程

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