反渗透纯水设备系统
 

一、反渗透纯水设备系统工作原理概述

　　反渗透纯水设备系统采用世界上的反渗透膜元件，一是传统型的反渗透+混床除盐装置，二是改良型的反渗透+EDI连续电除盐装置,di二种采用反渗透作预处理再配上电去离子（EDI）装置，这是目前制取超纯水，zui环保的超纯水制备工艺，能生产符合或行业锅炉给水标准（GB1576－79、DL/T561-95）除盐超纯水。不需要用酸碱进行再---生便可连续制取超纯水，对环境没什么破坏性。其缺点在于初投资相对以上两种方式过于昂贵.适用于热电厂及大中型工矿企业锅炉补给水的处理 。

  反渗透技术是近几年来才在我国发展起来的一项现代。反渗透就是对溶液施加一个大于渗透压的压力，使水透过的半透膜，从溶液中分离出来。因为这个过程和渗透现象相反，所以称为反渗透。按各种物料的不同渗透压，就可以对某种溶液使用大于渗透压的反渗透方法，达到对溶液进行分离、提取、纯化和浓缩的目的。反渗透装置，主要是分离溶液中的离子范围，它无需加热，更没有相变过程，因此比传统的方法能耗低。反渗透装置体积小，操作简单，适用范围比较广。用反渗透装置，处理工业用水，不耗用大量酸碱，无二次污染，它的运行费用也比较低。反渗透膜分离技术，简称RO技术。我公司生产的RO纯水机可使回收率达到75%，脱盐率高达98%以上，而且关键部件反渗膜为进口产品，使出水水质得到保证且出水水质稳定。系统预处理部分的设备均采用进口多路阀控制，使整个系统操作简单，技术含量高，而且RO纯水机还可减少酸碱的排放量，有利于环境保护。反渗透纯水设备系统系统根据不同的源水水质采用不同的工艺。一般自来水经一级反渗透纯水设备系统系统处理后，产水电导率＜10μS/cm，经二级反渗透系统后产水电导率＜2μS/cm甚至更低，在反渗透系统后辅以离子交换设备或EDI设备可以制备超纯水，使电阻率达到18兆欧姆(电导率=1/电阻率)。

3吨/小时反渗透化水装置（出口迪拜）
 

二、反渗透化水装置工作原理 

　　渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一---定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一---定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。 如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透化水装置的原理。 反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一---定的压力。 简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。 在水中众多种杂质中,溶解性盐类是zui难清--除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
 

 反渗透纯水设备，反渗透设备工作原理图

反渗透化水装置工艺流程图

反渗透化水装置系统工艺流程图

 

2.反渗透化水装置，反渗透设备工艺说明

1、原水箱

1）作用：克服管网供水的不稳定性，保证整个系统的供水稳定连续；同时也给各设备长期性能可靠提供了保障。

2）选型：PE材质或不锈钢材质水箱。

3）控制：水箱配置高水位浮球阀和低水位液位开关。其具备了可靠性高,价格低廉,结构简单,安装方便等优点。当水位处于高位时，浮球阀关闭，停止进水。水位处于低水位时，高水位浮球阀打开，开始向水箱注水。同时，低水位液位开关断开，增压泵停止工作。

2、原水泵

1）作用：给预处理各设备提供必需的工作压力。

2）选型：根据预处理各设备设计压力降（每台过滤设备zui大压降0.05Mpa），以及高压泵前压力不能小于0.5Kg/cm2，确定增压泵的工作压力。

3）控制：泵后用调节阀调节压力及进水量。

3、机械过滤器（石英砂过滤器）

1）作用：原水首先经过机械过滤器，在过滤器中放置12-24目的精--致石英砂，使原水中的絮凝体、铁锈等悬浮杂质在此过程中被截留。由于机械过滤器在工作中截留了大量的悬浮杂质，为保证过滤器的正常工作，必--须对过滤器定期进行冲洗、反冲洗。

2）选型：选用FRP材质（玻璃钢材质）容器.

3）控制：机械过滤器的反洗操作采用手工控制器，过滤器应每天进行一次清洗，清洗时间为10-20分钟。

4、活性碳过滤器

1）作用：本工艺采用活性碳过滤器，作为反渗透装置的予处理，是非常重要的。反渗透系统要求进水指标SDI≤5，余氯<0.1mg/L。为满足其进水要求，需进一步纯化原水，使之达到反渗透的进水指标。在反渗透装置前设置碳滤器，主要有两个功能：
1、吸附水中部分有机物，吸附率为60%左右
２、吸附水中余氯。吸附粒度在10-20埃左右的无机胶体、有机胶体和溶解性有机高分子杂质以及在砂滤器中是难以去除的余氯。活性碳之所以能用来吸附粒度在几十埃左右的活性物，是由于其结构存在大量平均孔径在20-50埃的微孔和粒缝隙，活性碳的这个结构特点，使它的表面吸附面积能够达到500-2000m2/g，由于一般有机物的分子直径略小于20-50埃，因此活性碳对有机物具有很强的吸附作用。此外活性碳具有很强的脱氯能力，由于余氯具有很强的氧化性，余氯和碳起反应，生成二氧化碳和氯离子，因此只是损失了少量的碳，所以活性碳脱氯可以使用相当长的时间。活性碳不仅仅具有以上功能，还能够去除水中的异味、色素，提高水的澄明度，活性碳使用一段时间后，其吸附能力下降，需要进行再---生或更换。所以，原水通过碳滤器后，能大大提高水质，减少对反渗透膜的污染，经过处理后的水质都能达到反渗透装置进水水质要求（余氯<0.1mg/L）。

2）选型：选用玻璃钢材质容器，膨胀率40%。

3）控制：活性碳过滤器的控制採用手工控制器，由于活性碳过滤器在工作中吸附了大量的悬浮杂质，为保证系统正常工作，每天必--须进行冲洗、反冲洗，冲洗过程由清洗时间为15-30分钟。

5、全自动软化水器或加药装置

1）作用：除去水中硬度（Ca²⁺ 、Mg²⁺）的过程称为软化。本设备装填001×7强酸型Na离子交换树脂，用钠离子置换原水中的钙、镁离子，使原水中的残余硬度低于0.03mmol/L。软化的目的是防止反渗透膜表面结垢，以延长反渗透膜的使用寿命和处理效率。

2）选型：软水器为玻璃钢材质容器，

3）控制：控制系统采用自动控制阀型。按已设定的时间/流量，控制阀头可自动再---生树脂，完成吸盐/反洗，正冲/注水过程。软水器配备一个再---生箱，应每日检查盐箱的盐量及水量，并及时补充盐（禁止使用加碘盐及其他有添加物的盐）。

6、精密过滤器

1）作用：精密过滤又称为保安过滤器。它是原水进入反渗透膜装置前的一道处理工艺。PP过滤芯具有过滤流量大，纳污量大，压力损耗小的特点，可阻截不同粒径的杂质颗粒，集表面过滤与深层过滤于一体。精密过滤器使用一---定时期后也有堵塞现象，因此，一---定时期后PP熔喷滤芯必--须更换，更换依据：精密过滤前后的压力差在0.05-0.1Mpa时更换。

2）选型：选用不锈钢材质容器.

7、高压泵

1）作用：高压泵是提供给反渗透系统所需产水流量及水质的工作压力。使过滤水经过泵体后达到10公斤左右的压力，以满足膜体的进水压力，保证纯水的出水量。

2）选型：根据反渗透膜所需的工作压力，采用格兰富立式多级高压泵。

3）控制：当原水压力表指针达到2KG时，按下产水开关，高压泵启动，开始产水。高压泵前设有压力保护开关，当进水压力低于1KG时，压力保护开关关闭，高压泵停止工作。

8、反渗透化水装置（纯水装置）

1）作用：反渗透装置是纯化水生产线的主要部分。本装置选用日本日东电工集团海德能公司生产的节能型复合膜ESPA型反渗透膜元件。ESPA系列为高脱盐率苦咸水淡化膜。可在较低操作压力下，获取高水通量，其平均脱盐率99.5%。

由于ESPA膜具有上述的优点，从而为水泵、压力容器、管道、阀门等配套设备的选择提供了更为广泛的空间。而且使用功率更小的电机即可满足工作的需要。同时，ESPA膜的高水通量、高脱盐率的特性，这些都使设备制造成本和系统设备投资费用大为降低，并且可大量的节省能源，降低了系统的运行费用，提高水质。

选型：海德能ESPAI-4040/8040。反渗透装置所设计的产水温度25℃，水的利用率为70%。

9、水 箱（原水箱）

作用：储备反渗透产品水，并为下一级系统工作提供稳定的供水。

控制：水箱内设有高，低液位开关，控制高压泵和增压泵。当平衡水箱处于低水位时，增压泵自动启动，开始产水。当水箱处于高水位时，高压泵停止工作。

10、增压泵

1）作用：给后级混床提供必需的工作压力。

2）控制：泵后用调节阀调节压力及进水量（手工操作）。

11、纯化水箱（成品水箱）

1）作用：混床出水，进入纯化水箱，再通过纯化水箱送至各用水点。

2）控制：纯化水箱内设有高，低液位开关，控制混床的给水泵。当纯化水箱处于低水位时，混床给水泵开始工作，向纯化水箱注水；高水位时，混床给水泵停止工作。

12、精过滤处理器

1）作用：选用1μm聚丙烯材料滤芯，可有效截留管道内的极微小颗粒及杀灭的细菌尸体。其寿命长，流量大，过滤精度高，保证了生产线的无菌供水。精过滤处理器使用一---定时期后，由于污堵产水量下降必--须更换滤芯，更换依据：过滤前后的压力差在0.05-0.1Mpa时更换。

13、检测仪器仪表

1）反渗透主机设有膜前压力表和膜后压力表，对膜的工作压力进行检测，并设有系统路径运行显示，淡水流量计和浓水流量计检测浓、淡水流量。

2）反渗透主机还设有电导率仪，电阻率仪。在线检测淡水水质，既直观又方便，可随时观测产品水的水质变化。

3）预处理设有压力表，随时观察设备运行状况，并可进行分析设备运行状况。

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