1簡介--石家莊反滲透設(shè)備

反滲透的基本工作原理是：運(yùn)用特制的高壓水泵，將原水加至6—20公斤壓力，使原水在壓力的作用下滲透過孔徑只有0.0001微米的反滲透膜。化學(xué)離子和細(xì)菌、真菌、病毒體不能通過，隨廢水排出，只允許體積小于0.0001微米的水分子和溶劑通過。

保安過濾器內(nèi)裝有過濾孔徑為5μm的濾芯。這些濾芯會(huì)過濾掉任何尺寸大于5μm的顆粒。對下游RO膜起到保護(hù)作用，否則RO膜表面極易結(jié)垢。較常用的滲透膜類別為聚酰胺膜，膜型式為卷式復(fù)合膜，該種型式的膜的除鹽率可達(dá)99.5%。

由于RO膜易受水中PH值、余氯及水溫的影響，故RO膜運(yùn)行前對進(jìn)水水質(zhì)有嚴(yán)格要求：

PH 值：3~10

余氯值：<0.1mg/L

SDI15值：<5.0

水 溫：<45 ℃

以上任一指標(biāo)超出范圍，均有可能使?jié)B透膜產(chǎn)生變形，從而影響出水水質(zhì)和縮短膜的使用壽命。并且膜的種類不同對進(jìn)水水質(zhì)要求也有所不同。在調(diào)試前可以根據(jù)RO膜廠家提供的說明進(jìn)行確認(rèn)。[1] 

2參數(shù)定義--石家莊反滲透設(shè)備

回收率：指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化為產(chǎn)水或透過液的百分率。膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的，設(shè)置在濃水管道上有濃水閥可以調(diào)節(jié)并設(shè)定回收率?；厥章食３ＯＭ鹺ui大化以便獲得zui大的產(chǎn)水量，但是應(yīng)該以膜秕內(nèi)不會(huì)因鹽類等雜質(zhì)的過飽和發(fā)生沉淀為它的限度值。

脫鹽率：通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中除去總可有溶性雜質(zhì)濃度的百分率，或通過納濾膜脫除特定組份如二價(jià)離子或有機(jī)物的百分?jǐn)?shù)。

透鹽率：脫鹽率的相反值，它是進(jìn)水中溶解性雜質(zhì)成分透過膜的百分率。

滲透液：經(jīng)過膜系統(tǒng)產(chǎn)生的凈化產(chǎn)水。

流量：流量是指進(jìn)入膜元件的進(jìn)水流率，常以每小時(shí)立方米（m³/h）或每分鐘加侖表示（gpm）。濃水流量是指離開膜元件系統(tǒng)的未透過膜的那部分的“進(jìn)水”流量。這部分濃水含有原水水源帶入的可溶性的組份，常以每小時(shí)立方米（m³/h）或每分鐘加侖表示（gpm）。

通量：以單位膜面積透過液的流率，通常以每小時(shí)每平方米升（l/㎡h）或每天每平方英尺加侖表示（gpm）。

稀溶液：凈化后的水溶液，為反滲透或納濾系統(tǒng)的產(chǎn)水

濃溶液：未透過膜的那部分溶液，如反滲透或納濾系統(tǒng)的濃縮水。

3預(yù)處理系統(tǒng)--

預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)置，目的在于改善供水條件，使之達(dá)到反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求，從而保護(hù)反滲透主機(jī)，并延長膜的使用壽命。在水處理系統(tǒng)中。常常需要針對不同的水質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理設(shè)計(jì)，zui常見的是多介質(zhì)過濾器（濾除直徑大于10um的懸浮顆粒）+活性碳（去除水中的異味、余氯、重金屬離子、有機(jī)致癌物等）+阻垢劑加藥裝置（或軟化裝置）（大大減少系統(tǒng)中鈣、鎂等結(jié)垢物質(zhì)形成垢）+精密過濾器（過濾精度為5um，進(jìn)一步脫除水中殘留的顆粒性物質(zhì)）組成預(yù)處理系統(tǒng)。[2] 

反滲透裝置（純水裝置）
　　1）作用：反滲透裝置是純化水生產(chǎn)線的主要部分。本裝置選用日本日東電工集團(tuán)美國海德能公司生產(chǎn)的節(jié)能型復(fù)合膜ESPA型反滲透膜元件。ESPA系列為高脫鹽率苦咸水淡化膜?？稍谳^低操作壓力下，獲取高水通量，其平均脫鹽率99.5%。由于ESPA膜具有上述的優(yōu)點(diǎn)，從而為水泵、壓力容器、管道、閥門等配套設(shè)備的選擇提供了更為廣泛的空間。而且使用功率更小的電機(jī)即可滿足工作的需要。同時(shí)，ESPA膜的高水通量、高脫鹽率的特性，這些都使設(shè)備制造成本和系統(tǒng)設(shè)備投資費(fèi)用大為降低，并且可大量的節(jié)省能源，降低了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，提高水質(zhì)。[1] 2）選型：美國海德能ESPAI-4040/8040。反滲透裝置所設(shè)計(jì)的產(chǎn)水溫度25℃，水的利用率為70%。
　　增壓泵
　　　1）作用：給后級混床提供必需的工作壓力。
　　2）控制：泵后用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力及進(jìn)水量（手工操作）。

4反滲透系統(tǒng)

主要包括系統(tǒng)泵、反滲透裝置（反滲透膜及膜殼、機(jī)架、電控箱）、沖洗/清洗裝置及中間水箱。

5反滲透機(jī)理模型

有幾個(gè)經(jīng)典模型差異特點(diǎn)：

1.優(yōu)先吸附毛細(xì)孔模型：弱點(diǎn)干態(tài)電鏡下，沒發(fā)現(xiàn)孔。濕態(tài)膜標(biāo)本不是電鏡的樣品。

2.溶解擴(kuò)散模型：不認(rèn)為有孔。

3.干閉濕開模型：上個(gè)世紀(jì)80，90年代，國人鄧宇等提出的，能夠解釋1和2模型的統(tǒng)一的現(xiàn)代zui貼切的逆滲透機(jī)理模型。既“干閉濕開”反滲透模型，統(tǒng)一了兩個(gè)zui經(jīng)典的反滲透機(jī)制模型，細(xì)孔模型，溶解擴(kuò)散模型。

這個(gè)問題太深?yuàn)W了，至今科學(xué)家們都無法*明確解釋。其實(shí)把反滲透現(xiàn)象理解清楚就可以。學(xué)界對于反滲透分離機(jī)理的解釋主要流行以下三種理論：

1、溶解-擴(kuò)散模型

Lonsdale等人提出解釋反滲透現(xiàn)象的溶解-擴(kuò)散模型。他將反滲透的活性表面皮層看作為致密無孔的膜，并假設(shè)溶質(zhì)和溶劑都能溶于均質(zhì)的非多孔膜表面層內(nèi)，各自在濃度或壓力造成的化學(xué)勢推動(dòng)下擴(kuò)散通過膜。溶解度的差異及溶質(zhì)和溶劑在膜相中擴(kuò)散性的差異影響著他們通過膜的能量大小。其具體過程分為：*步，溶質(zhì)和溶劑在膜的料液側(cè)表面外吸附和溶解；第二步，溶質(zhì)和溶劑之間沒有相互作用，他們在各自化學(xué)位差的推動(dòng)下以分子擴(kuò)散方式通過反滲透膜的活性層；第三步，溶質(zhì)和溶劑在膜的透過液側(cè)表面解吸。

在以上溶質(zhì)和溶劑透過膜的過程中，一般假設(shè)*步、第三步進(jìn)行的很快，此時(shí)透過速率取決于第二步，即溶質(zhì)和溶劑在化學(xué)位差的推動(dòng)下以分子擴(kuò)散方式通過膜。由于

膜的選擇性，使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質(zhì)的滲透能力，不僅取決于擴(kuò)散系數(shù)，并且決定于其在膜中的溶解度。

2、 優(yōu)先吸附—毛細(xì)孔流理論

當(dāng)液體中溶有不同種類物質(zhì)時(shí)，其表面張力將發(fā)生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有機(jī)物質(zhì)，可使其表面張力減小，但溶入某些無機(jī)鹽類，反而使其表面張力稍有增加，這是因?yàn)槿苜|(zhì)的分散是不均勻的，即溶質(zhì)在溶液表面層中的濃度和溶液內(nèi)部濃度不同，這就是溶液的表面吸附現(xiàn)象。當(dāng)水溶液與高分子多孔膜接觸時(shí)，若膜的化學(xué)性質(zhì)使膜對溶質(zhì)負(fù)吸附，對水是優(yōu)先的正吸附，則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下，將通過膜表面的毛細(xì)孔，從而可獲取純水。

3、 氫鍵理論

在醋酸纖維素中，由于氫鍵和范德華力的作用，膜中存在晶相區(qū)域和非晶相區(qū)域兩部分。大分子之間存在牢固結(jié)合并平行排列的為晶相區(qū)域，而大分子之間*無序的為非晶相區(qū)域，水和溶質(zhì)不能進(jìn)入晶相區(qū)域。在接近醋酸纖維素分子的地方，水與醋酸纖維素羰基上的氧原子會(huì)形成氫鍵并構(gòu)成所謂的結(jié)合水。當(dāng)醋酸纖維素吸附了*層水分子后，會(huì)引起水分子熵值的極大下降，形成類似于冰的結(jié)構(gòu)。在非晶相區(qū)域較大的孔空間里，結(jié)合水的占有率很低，在孔的中央存在普通結(jié)構(gòu)的水，不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進(jìn)入結(jié)合水，并以有序擴(kuò)散方式遷移，通過不斷的改變和醋酸纖維素形成氫鍵的位置來通過膜。

在壓力作用下，溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化點(diǎn)——羰基上的氧原子形成氫鍵，而原來水分子形成的氫鍵被斷開，水分子解離出來并隨之移到下一個(gè)活化點(diǎn)并形成新的氫鍵，于是通過一連串的氫鍵形成與斷開，使水分子離開膜表面的致密活性層而進(jìn)入膜的多孔層。由于多孔層含有大量的毛細(xì)管水，水分子能夠暢通流出膜外。

6故障排除

反滲透系統(tǒng)的故障現(xiàn)象主要有三類：透水量減少、鹽透過率增大以及壓降增大，反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致脫鹽率的下降和產(chǎn)品水量的降低，如果二者或其中之一緩慢地降低，則可能是污垢或水垢產(chǎn)生的常見現(xiàn)象，可以通過清洗反滲透系統(tǒng)來解決問題。

1．評估反滲透系統(tǒng)機(jī)械和化學(xué)問題

反滲透系統(tǒng)機(jī)械問題主要是O形圈的損壞、鹽水密封的損壞、泵的損壞、管道和閥門的損壞、不精確的儀表等。反滲透系統(tǒng)化學(xué)問題一是酸添加的不適當(dāng)，高劑量的酸會(huì)損壞膜或引起基于硫酸鹽的結(jié)垢，低劑量會(huì)導(dǎo)致碳酸鹽或基于金屬氫氧化物的垢或污染；二是阻垢劑添加的不適當(dāng)，高劑量可能導(dǎo)致污染，低劑量可能導(dǎo)致結(jié)垢。

2．鑒定反滲透系統(tǒng)污染物

一是分析進(jìn)料液、鹽水和產(chǎn)品液的無機(jī)成分，總有機(jī)碳(TOC)、濁度、pH值、TDS、總懸浮固體(TSS)、SDI和溫度，其中SDI、TSS和濁度的測定能提供微粒物質(zhì)污染的依據(jù)，TOC的測定可預(yù)示有機(jī)物的污染傾向；二是浸漬和分析反滲透系統(tǒng)進(jìn)料液筒過濾器或SDI過濾器濾墊。

3．反滲透系統(tǒng)核實(shí)儀表操作

包括壓力表、流量計(jì)、pH計(jì)、電導(dǎo)率計(jì)、溫度計(jì)等，必要時(shí)重新校正。

4．分析反滲透系統(tǒng)進(jìn)料水化學(xué)條件的變化

將現(xiàn)行的進(jìn)料水分析和設(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，進(jìn)料水化學(xué)條件的變化會(huì)產(chǎn)生增添預(yù)處理或更新原有預(yù)處理設(shè)備的需求。

5．重新檢查反滲透系統(tǒng)的操作數(shù)據(jù)

檢驗(yàn)操作記錄、通量及脫鹽率的變化，考慮溫度、壓力、給水濃度、膜的年齡等對產(chǎn)量和脫鹽率的影響。

6．選擇反滲透系統(tǒng)合適的清洗方案

在清洗方案的選擇中，應(yīng)考慮以下因素：膜的類型和清洗劑選擇的相容性，清洗設(shè)備的需求，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，污染物的鑒定等。