化学水处理-双膜法培训资料

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制水工艺超滤+反渗透+混床 生产水池自清洗过滤器超滤装置反渗透装置高压泵脱碳器 中间水箱保安过滤器混床阻垢剂加药装置除盐水箱酸、碱再生清洗装置氯化法、氯碱项目、锅炉制水指标:序号项目指标备注1电导率≤10μS/cm25℃2SIO2≤80μg/l3硬度≈04产水量600t/h25℃5送水压力0.6MPa6PH7.5-8.5水处理的预处理 预处理的目的是使原水经过初步的处理,主要是去除水中各种悬浮物、胶体,以达到后 续水处理设备的进水要求。例如采用反渗透的除盐工艺预处理应做到如下要求: 防止膜表面上污染,即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上 或污堵膜元件水流通道。防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中,由于水的浓缩,有难溶盐如 CaCO3 、CaSO4、 BaSO4 、SrSO4 、CaF2等沉积在膜表面上,因此要防止这些难溶盐生成。确保膜免受机械和化学损伤,以使膜具有良好的性能和足够长的使用寿命。 目前常用的预处理工艺主要有:混凝沉淀、氧化杀菌、多介质过滤、活性炭过滤或超滤、 离子交换软化或加药阻垢、温度与 pH 值的调节、还原剂处理、保安过滤。 特殊的预处理工艺还需降低水中金属离子的含量(如铁、锰、铜等)、微生物杀菌、去除 二氧化硅等。下面介绍几种常用的预处理技术。 一、水的过滤处理 过滤设备称为滤池或滤床,装填粒状滤料的钢制设备称为过滤器,滤层由一定厚度的滤料构成。滤料有粒状、粉状、纤维状多种,常用粒状滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁 矿、石榴石、陶瓷、塑料球等。 过滤工艺主要有过滤和反洗两个过程。目前在国内常用的过滤设备是让水经过一定大小、形状的颗粒物,水中的悬浮物、胶体等杂质被这些颗粒物质截留下来,再通过反洗将颗粒上 的杂质冲洗带出过滤器以恢复其工作能力。过滤 在过滤器里,不同粒径的滤料由上到下、由大而小依次排列(当然多介质过滤器里是不同材料的滤料,通常是石英砂、无烟煤、锰砂等)。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,受到吸附和机械截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,这就是所谓的滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有,当水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,水中的悬浮颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时,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 。将水中细小颗粒杂质截留下来,从而使水得到进一步的澄清和净化,降低水的浊度。过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除,并为 滤后的消毒创造了良好的条件。 2) 反洗 在过滤器的运行过程中,滤料表面会粘附越来越多的杂质,甚至造成滤料结成泥球。因此过滤器须定期反冲洗,恢复过滤器之功能。反冲洗对过滤运行至关重要,如果反冲洗强度较弱或者冲洗时间不够,滤层中的污泥得不到及时清除,当污泥积累较多时,滤料和污泥粘结在一起变成泥球,过滤过程严重恶化;如果反洗强度过大或历时太长,则细小滤料流失,甚至底部卵石错动而引起漏滤料现象,而且耗水量大。较理想的反冲洗操作应该有效、经济且不会产生故障。反冲洗的周期随入水浊度的增加而缩短,要在运行中根据实践经验制定。反冲洗流速一般要高于运行流速,该值需要通过观察反冲效果调速。过滤器运行较长时间时, 会有部分滤料被反冲水冲洗掉,因此需定期(一般 1 年)检查,必要时补充或更换滤料。 影响过滤的因素 影响过滤的因素很多。对于粒状滤料的滤池来说,主要是滤速、滤料及滤层的影响。 过滤设备主要是通过滤料来截留水中的杂质,因而滤料的性能对过滤效果起决定性作用, 滤料的主要性能与过滤效果的关系如下: 1) 滤料粒度 滤料的粒径太大,细小悬浮物容易穿透滤层,出水水质差;粒径太小,杂质的穿透能力差,滤层中的污泥局部集中,滤层堵塞快,水流阻力大,过滤能耗高,过滤周期短,所以滤 料的粒径必须合适,过大过小均不好。同时滤料的不均匀性对设备的清洗也有影响,因为滤料颗粒差别太大会使反冲洗操作发生困难,如为使冲洗流速达到粗大颗粒松动时,细小滤料可能被水流带出过滤设备而流失。反之,若保证细滤料不流失,必须降低冲洗流速,这时粗 大滤料又流动不起来,冲洗效果差。 2) 滤层厚度 滤层的厚度过低,水中杂质容易穿透滤层,反冲洗周期短,操作复杂,如果滤层厚度过高,会造成过滤设备体积庞大,投资高,同时反冲洗比较困难,所填滤层的高度也不是越高 越好。 3) 滤层的空隙率 滤层的孔隙是水流通道,又是贮泥空间,过大的孔隙率,悬浮杂质易穿透;过小的孔隙 率,则贮泥空间小,过滤周期短,水流阻力大。 4) 滤料的排列方式 滤层根据滤料装填种类的数量分为单层过滤器、双层过滤器、多层过滤器,单层滤料过滤器在水流反冲洗、水力分级以后,粒径小的滤料在上层,越往下层粒径越大。因此由上而下滤层的截污能力逐渐减弱,水流自上而下在滤层孔隙间流动过程中,杂质首先接触到的是上层的细滤料。由于下层滤料比上层要粗,其截留能力不及上层,会造成污泥绝大部分堆积在上层,导致局部阻力增长过快,所以其出水水质差,过滤周期短。双层滤料过滤器或多层过滤器中的滤料层是密度小颗粒大的在上,密度大颗料小的在下,这种滤床经水力反冲洗分层后,密度大的细滤料在底层,密度小的粗料在上层,滤料沿程从粗到细,截污能力沿程渐增,因而实现了整层滤料截污能力与残留杂质除去难度的佳匹配。这种滤床性能优越,截污容量大,过滤周期长,出水水质好,水头损失增长速度慢,但在实际应用中滤料的层数不是越多越好,层数太多一是设备投资大,二是增加反洗的难度,因而需要经济与技术的合理 搭配。 (iii) 过滤设备 1) 过滤器 过滤器由进水管、出水管、筒体、滤层、阀门和进出水压力表等组成。细砂过滤器为 6-8 m/h,单层机械过滤器为 8-10m/h,双层过滤器为 10-14 m/h。 ? 反洗 反洗相关条件如下 滤层 冲洗强度(L/ m2。S) 膨胀率 冲洗时间(min) 细砂 10-12 40% 5-7 单层 12-15 ~45% 5-7 双层 13-16 ~50% 6-8 ? 气水联合反洗 气水联合反洗时,颗粒相互冲撞和磨擦的作用强烈,因而反洗效率高。气洗强度一般为 10-25 L/ m2.S,水反冲洗强度一般为 10-16 L/ m2.S。 3) 滤料 常用的滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、锰砂,滤料的主要特性有:有效粒径、不均匀系数、球形度、滤料密度、滤料强度、床层孔隙率、化学稳定性过滤器一般有进水阀、产水阀、反洗进水阀、反洗排水阀、正洗排水阀、压缩空气进气 阀、排气阀共 7 个阀门。 二、加药阻垢技术 反渗的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端
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