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反渗透+混床设备

反渗透设备+混床技术原理分析

  一、分层:

  分层是将已经饱和失效(或未再生)的,还呈混合状的混合阳阴离子交换树脂分开,以便再生。一般采用反洗的方法。分层前,可由下而上,以一定流速,通入床内树脂体积1至2倍的5%的NaOH,再行反洗。反洗流速约为4-10m/h,时间约为20分钟。

  二、配酸碱:

  按照4倍床内树脂体积的要求,分别配置5%浓度的HCl及5%浓度的NaOH,供再生时使用。

  三、同步转型:

  同步转型是将已经饱和失效的M+型阳离子交换树脂及R-型阴离子交换树脂同时转型成H+型阳离子交换树脂及OH-型阴离子交换树脂,使其恢复离子交换功能。同步转型时,给混床内上半部的R-型阴离子交换树脂通入3—4倍体积5%浓度的NaOH,给混床内下半部的M+型阳离子交换树脂通入3—4倍体积5%浓度的HCl。同步转型时间约60分钟。要点是:调节中排阀,控制中排出水的流量,必须使液位始终保持在上视镜的中部—在阴离子交换树脂表面上约5cm处。

  四、同步置换冲洗:

  同步转型完毕,用反渗透淡水继续分别由上、下同步给混床慢速注水,进行置换冲洗阴、阳离子交换树脂,以延长化学反应时间,节约化学再生剂的用量。同步置换冲洗时间约20分钟。

  五、同步冲洗:

  置换冲洗完毕,转入同步冲洗,洗掉多余的再生剂。用反渗透淡水继续分别由上、下同步给混床注水,进行冲洗阴、阳离子交换树脂。至中排管出水电导率小于混床进水,同时中排管出水PH接近中性。同步冲洗时间约20分钟。

  六、气冲混合:

  同步冲洗完毕,转入气冲混合。气冲混合时,由混床下部通入氮气或

  无油压缩空气,搅拌混床内的阴、阳离子交换树脂,使其混合。气冲混合时间约15分钟。

  七、注水:

  气冲混合完毕,快速上进水;同时打开排气阀排气,至排气阀出水。排水1分钟关排气阀。

  八、淋洗:

  注水完毕,转入淋洗。淋洗状态与工作状态相似,只是淋洗时,混床的出水电阻率小于额定值时,需排放掉。淋洗时间约30分钟。

  【反渗透装置(RO)停运的注意要点】

  (1)日常的停运:也需低压冲洗,直至排水浓度与进水浓度大致相同,以防止浓水中微溶盐的沉淀和浓差渗透使膜失水而损坏。

  (2)短期停运:通常是指一个月以内,每3天需进行0.5~1小时保护性运行。

  (3)长期停运:通常是指一个月以上,每3天需进行0.5~1小时保护性运行。或配制18%甘油(冬季)、0.5~1%甲醛溶液,用HCl调节PH=5.5±0.5溶液予以封存。也可用0.15%异噻唑啉、1%亚硫酸氢钠溶液,用HCl调节PH=5.5±0.5。

  【工业用超纯水的工艺大致分成以下几种:】

  1、采用离子交换树脂制备超纯水的传统水处理方式,其基本工艺流程为:原水→砂炭过滤器→精密过滤器→原水箱→阳床→阴床→混床(复床)→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

  2、采用反渗透与混床进行组合的方式,其基本工艺流程为:原水→砂炭过滤器→精密过滤器→原水箱→反渗透设备→混床(复床)→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

  3、采用反渗透设备与电去离子(EDI)设备进行搭配的方式,这是一种制取超纯水的最新工艺,也是一种环保,经济,发展潜力巨大的超纯水制备工艺,其基本工艺流程为:原水→砂炭过滤器→精密过滤器→原水箱→反渗透设备→电去离子(EDI)→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点

  超滤设备

  (1) 超滤原理

  超滤是一种分离技术,能够将溶液净化、分离或者浓缩。超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径范围为0.5µm(接近微滤)~1nm(接近纳滤)。超滤的典型应用是从溶液中分离大分子物质(如细菌)和胶体,通常认为,所能分离的溶质相对分子质量下限为几千。超滤膜可视为多孔膜,其截留取决于膜的过滤孔径和溶质的大小、形状。溶剂的传递正比于操作压力。

  (2) 微滤纳滤超滤预处理装置、井水河水石英砂活性碳过滤系统、混床超纯水EDI系统、锅炉软化水设备、超纯水超滤装置超滤膜的类型

  超滤膜是多孔的,但与微滤膜相比,其结构更具有不对称性,这种不对称膜包括一个很薄的皮层(一般<1µm)和一个多孔亚层。所以超滤膜的表征主要是皮层表征即厚度。孔径分布和表面孔隙率,超滤膜皮层典型的孔径在2~100nm范围内。

  按制膜材料分类,超滤膜可分为有机膜和无机膜。

  按膜的外形特征可将超滤膜分为:平板膜、管式超滤膜,内径>10nm、毛细管式超滤膜,内径0.5~10.0nm、中空纤维超滤膜,内径<0.5nm、多孔超滤膜。

  (3)制膜材料 可用于制造超滤膜的材料很多,分为有机高分子材料和无机材料两大类。

  ①有机高分子材料

  纤维素酯类:主要有二醋酸纤维素(CA),三醋酸纤维素(CTA),混合纤维素(CACN)等。这类材料制造的超滤膜亲水性好、成孔性好,材料来源广泛、稳定,成本较低。

  【反渗透水处理的工作原理及优点】

  反渗透是目前高纯水制备中应用最广泛的一种脱盐技术,它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物,反渗透(RO)、超过滤(UF)、微孔膜过滤(MF)和电渗析(ED)技术都属于膜分离技术。

  反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右),因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达97-98%)。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。

  反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水;水的软化处理;废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外,反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果,能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上,树脂的再生剂用量也可减少90%。因此,不仅节约费用,而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物,对减轻离子交换树脂的污染,延长使用寿命都有着良好的作用。

  反渗透是目前高纯水制备中应用最广泛的一种脱盐技术,它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物,反渗透(RO)、超过滤(UF)、微孔膜过滤(MF)和电渗析(ED)技术都属于膜分离技术。

  近30年来,反渗透、电渗析,超过滤和膜过滤已进入工业应用,发展很快,在半导体、集成电路制造工艺中、食品、医药工业中,通常将反渗透作为高纯水制备中的脱盐,超过滤则多作为制水系统的后处理,膜过滤则用于水处理的预处理和后处理,用于过滤微粒和细菌。

  【工作原理:】

  反渗透设备的系统除盐率一般为98-99%.这样的除盐率在大部分情况下是可以满足要求的.在电子工业、超高压锅炉补给水、个别的制药行业对纯水的要求可能更高。此时单级反渗透设备就不能满足要求。

  渗透现象在自然界是常见的,比如将一根黄瓜放入盐水中,黄瓜就会因失水而变小。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。
 

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