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自然界有這樣一種自然現(xiàn)象，當(dāng)將一張半透膜將稀薄溶液(如純水)與濃厚溶液(如鹽水)隔開，稀薄容液會(huì)向濃厚溶液滲透并保持相應(yīng)的滲透壓，此現(xiàn)象稱為滲透現(xiàn)象，如在濃厚溶液處施壓大于該滲透壓的壓力，則濃厚溶液會(huì)向稀薄溶液一側(cè)滲透，此現(xiàn)象稱為逆(反)滲透現(xiàn)象，該技術(shù)是目前的，它借助外加壓力的作用使溶液中的溶劑透過半透膜而阻留某些溶質(zhì)，它是一種分離、縮和提純的有效手段。反滲透膜表面微孔尺寸一般在10A左右，孔徑是頭發(fā)絲的5000分之1，它能有效去除微粒、膠體、細(xì)菌、致熱源及有機(jī)物和絕大部分離子。

目前國(guó)內(nèi)外反滲透膜材質(zhì)主要為芳香族聚酰胺低壓復(fù)合膜、醋纖(CA)，近期又推出了更為*的超低壓復(fù)合膜，它們的主要性能比較如下：

由于醋纖膜在材質(zhì)及性能上存在先天不足(易被細(xì)菌吞蝕、PH使用范圍窄、脫鹽率低等)，因此推廣應(yīng)用困難較大，目前該材質(zhì)膜已逐漸被淘汰，起而代之的是一種高脫鹽率、低壓、穩(wěn)定性好的復(fù)合膜。

二、進(jìn)口組裝反滲透裝置介紹：

成品膜元件來國(guó)內(nèi)組裝，該反滲透裝置由下列幾部分組成：

1、材質(zhì)為芳香族聚酰胺，有低壓及超低壓兩種;

2、膜容器(材質(zhì)為玻璃鋼);

3、多級(jí)高壓泵(材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)不銹鋼);

4、儀表電器部分：由電導(dǎo)儀、PLC程控器、水溫顯示、壓力顯示、高低壓保護(hù)等組成，選用美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣或國(guó)產(chǎn)組成;

5、機(jī)架及管路系統(tǒng)：機(jī)架一般采用不銹鋼材質(zhì)，管路部分高壓采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼、低壓采用國(guó)產(chǎn)A.B.S或UPVC工程塑料，電磁閥均采用進(jìn)口品牌。

根據(jù)國(guó)內(nèi)水質(zhì)特點(diǎn)，本裝置中還設(shè)計(jì)了定期自動(dòng)清洗功能，即在反滲透裝置正常運(yùn)行2~4小時(shí)后(可根據(jù)水質(zhì)情況設(shè)定)自動(dòng)用出水返作原水對(duì)膜表面沖洗3~5分鐘，以沖去膜表面的懸浮雜質(zhì)，膠體等的積累物，這樣可有效防止膜表面因污染而造成的產(chǎn)水量衰減，脫鹽率下降現(xiàn)象，并延長(zhǎng)膜的使用壽命。

1、RO—I+MB型預(yù)處理—反滲透—離交系統(tǒng)

加絮凝劑

↓

原水箱→原水泵→多介質(zhì)過濾器→活性炭吸附器(軟化器)→精濾器→精濾器→高壓泵→反滲透系統(tǒng)→混合離子交換器→微濾器→純水箱純水泵→用水點(diǎn) ↑ ↑

清洗系統(tǒng) 再生系統(tǒng)

2、RO—II型預(yù)處理—二級(jí)反滲透

加絮凝劑

↓

原水箱→原水泵→多介質(zhì)過濾器→活性炭吸附器(軟化器)→精

調(diào)節(jié)PE值

↓

濾器→精濾器→一級(jí)高壓泵→一級(jí)反滲透→中間水箱→二級(jí)高壓泵

↑

清洗系統(tǒng)

→二級(jí)反滲透→純水箱→純水泵→用水點(diǎn)

制劑室純水機(jī)采用全自動(dòng)控制系統(tǒng)(亦可采用手動(dòng)控制)，運(yùn)行時(shí)可設(shè)定自動(dòng)反洗、再生程序;

一級(jí)反滲透和二級(jí)反滲透設(shè)有回流管道，反滲透設(shè)備設(shè)化學(xué)清洗裝置和消毒裝置;

在一級(jí)反滲透和二級(jí)反滲透間設(shè)有PH調(diào)節(jié)裝置，保證設(shè)備產(chǎn)水電導(dǎo)率符合藥典要求;

二級(jí)反滲透膜采用帶正電荷的抗污染反滲透膜，以保證反滲透設(shè)備能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行;

一級(jí)反滲透管路采用 304不銹鋼材料，二級(jí)反滲透采用 316L 不銹鋼材料;

在級(jí)反滲透和第二級(jí)反滲透設(shè)備中均裝有在線電導(dǎo)檢測(cè)儀表，產(chǎn)水電導(dǎo)率可隨時(shí)觀看;

一級(jí)反滲透前設(shè)有低壓保護(hù)開關(guān)，二級(jí)反滲透前設(shè)有低壓保護(hù)和高壓保護(hù)開關(guān);

一級(jí)、二級(jí)反滲透水回收率可調(diào)整，一級(jí)反滲透回收率 60%-65%，二級(jí)反滲透回收率70%;

前處理裝置均采用件;前處理設(shè)備間管路采用 UPVC管材。

純化水儲(chǔ)水罐帶呼吸過濾器，輸送管道裝有紫外線殺菌器和微孔過濾器，保證純水符合衛(wèi)生要求。

RO—I+MB型純水制取系統(tǒng)由預(yù)處理部分、反滲透脫鹽部分、離子交換及精處理等幾部分組成，該系統(tǒng)根據(jù)醫(yī)藥行業(yè)GMP規(guī)范中對(duì)水處理系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)，現(xiàn)已被廣泛用于醫(yī)藥等行業(yè)。

該系統(tǒng)中預(yù)處理部分主要由計(jì)量加藥、多介質(zhì)過濾器、活性炭吸附器(或軟化器)、精濾組成。一般情況下因地表水中含有余氯，故采用活性炭予以吸附去除，以保護(hù)反滲透膜不被氧化;地下水一般情況下硬度較高，故采用軟化器軟化以防止CaCO3及CaSO4在膜濃水側(cè)的沉積，地表水源因渾濁度較高，故選用5μ、1μ兩道精濾進(jìn)行處理。

反滲透部分選用低壓及超低壓大通量復(fù)合膜，并配套不銹鋼多級(jí)泵，裝置脫鹽率達(dá)到≥97~98%國(guó)際同期*水平，并能去除水中的絕大部分有機(jī)物、細(xì)菌及致熱源物質(zhì)。

離子交換部分地表水源因含鹽量低，經(jīng)反滲透去除97~98%后，所剩離子已不多，故僅采用混床即可。地下水源若含鹽量在500PPM以下也可采用混床，500PPM以上則推薦選用陽、陰、混工藝，對(duì)HCO3—較高的水源為延長(zhǎng)陰床使用周期，可考慮增加脫氣塔裝置。

精處理部分一般選用紫外線殺菌和0.22μ微孔膜過濾，選用的是紫外線殺菌器，以確保殺菌效果。

RO—II型二級(jí)反滲透系統(tǒng)是一種*的處理工藝，它是在反滲透出水的基礎(chǔ)上再進(jìn)入一次反滲透，在進(jìn)水≤500PPM情況下，二級(jí)反滲透出水電導(dǎo)可≤2μs·cm-1，符合醫(yī)藥行業(yè)有關(guān)用水要求，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是省去了離子交換再生過程中的酸堿處理，缺點(diǎn)是一次性投資較高，因此該工藝較適用于醫(yī)院、企業(yè)等要求不能有廢酸堿排放的用戶。

本系統(tǒng)中其它主要配套件，增壓泵全部選用進(jìn)口產(chǎn)品或國(guó)產(chǎn)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)計(jì)量?jī)x(電導(dǎo)儀、電阻儀、PH值儀、流量計(jì)等)選用進(jìn)口產(chǎn)品或國(guó)產(chǎn)，主要執(zhí)行件(如電磁閥、高低壓保護(hù)開關(guān)等)均選用進(jìn)口產(chǎn)品。

為確保反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)特別注意以下幾個(gè)問題：

1、預(yù)處理：設(shè)計(jì)反滲透系統(tǒng)預(yù)處理時(shí)，應(yīng)區(qū)別地表水源，地表水懸浮雜質(zhì)和膠體含量較高，需要完善的預(yù)處理系統(tǒng)，一般須采用計(jì)量投加絮凝劑(如堿式氯化鋁等)、助凝劑(如聚丙烯酰胺)，結(jié)合多介質(zhì)精砂過濾器(濾速須控制在8米/時(shí)以下，砂粒徑為0.4~0.6mm)、活性炭吸附器(主要用于去除余氯及有機(jī)物)，后面用一至兩道精濾(本公司設(shè)計(jì)分別用3μ、1μ兩道精濾)來進(jìn)行保護(hù)。

由于各地的水質(zhì)均不相同，因此投加絮凝劑須根據(jù)具體水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，過多、過少都不利于去除懸浮雜質(zhì)及膠體，一般推薦市政自來水投加堿式氯化鋁量為3~5PPM，水質(zhì)較差則再投加助凝劑(聚丙烯酰胺)2PPM，同時(shí)須注意水溫的變化，經(jīng)精砂過濾、活性炭吸附、兩道精濾后，出水一般濁度可達(dá)≤0.3NTU，SDI(污染指數(shù))<4。

對(duì)于地下深井水，懸浮雜質(zhì)和膠體不是主要去除對(duì)象，應(yīng)重點(diǎn)防止硬度及鐵、錳等離子的危害，硬度較高時(shí)須采用軟化器，將Ca++、Mg++離子軟化成Na+離子，杜絕濃水側(cè)結(jié)垢沉淀而致堵塞膜，對(duì)于系統(tǒng)考慮到投資費(fèi)用困素，可采用投加阻垢劑來防止?jié)馑畟?cè)結(jié)垢，但運(yùn)行費(fèi)用較高，而且硬度須在一定限度內(nèi)，具體須由膜制造商提供的設(shè)計(jì)軟件計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn)。

地下水源預(yù)處理是否需要活性炭吸附器須根據(jù)具體情況而定。若地下水經(jīng)過市政自來水廠處理，處理過程中曾投加過含氯物質(zhì)，則在設(shè)計(jì)中必須加上活性炭吸附器，而若用戶直接從地下取水自用，未投加含氯物質(zhì)，則可省去該設(shè)備以節(jié)省投資。

對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)，應(yīng)定期對(duì)多介質(zhì)精砂過濾器進(jìn)行反沖，定期更換濾芯。在活性炭吸附器工作六個(gè)月后，應(yīng)每隔15天對(duì)其測(cè)定一次(有測(cè)試試紙)，觀察是否失效，若吸附器失效應(yīng)及時(shí)更換活性炭。對(duì)軟化器，首先要確定其再生周期(有測(cè)試滴定液)，以防止未經(jīng)軟化的水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，從而造成危害。

2、膜選型設(shè)計(jì)：

設(shè)計(jì)反滲透系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)備投資和運(yùn)行成本的平衡，既能保證產(chǎn)水量和產(chǎn)水水質(zhì)，又能減少投資、降低能耗。

(1)、膜材質(zhì)類型：

目前國(guó)內(nèi)外膜供貨商主要有聚酰胺復(fù)合膜和醋酸纖維膜兩種，醋纖膜雖較便宜，但因脫鹽率底(≥95~97%)且膜易被細(xì)菌侵蝕，因此使用較少，復(fù)合膜脫鹽率高(≥99%)、使用壽命長(zhǎng)，因此被廣泛采用。

(2)、水通量：

產(chǎn)水通量是單位有效膜表面的產(chǎn)水量，水通量低，污染速度就低，要想降低水通量可選擇膜面積較大的膜元件或采用更多數(shù)量的膜元件，但成本相應(yīng)會(huì)增加，觀察表明，一旦超過一定量的水通量，其污染速度將呈指數(shù)上升，對(duì)不同水質(zhì)和不同污染物含量的水源膜供應(yīng)商均給出了建議的水通量范圍，當(dāng)然這些設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)是必須有足夠的預(yù)處理，具體有膜供應(yīng)商提供的軟件計(jì)算為準(zhǔn)。

(3)、橫向流速：

為了控制地表水反滲透系統(tǒng)中的污染速度，選擇膜面橫流速度與選擇水通量同樣重要，給水和其產(chǎn)生的濃水在膜表面的橫向流速越高，膜污染速度就越低，高橫向流速可增加湍流程度，從而減少顆粒物質(zhì)在膜表面上的沉淀或在隔網(wǎng)空隙處的堆積，也提高了膜表面上的高濃度鹽分向主體溶液的擴(kuò)散速度，從而減少了難容鹽沉淀在膜表面上的危險(xiǎn)。

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范來設(shè)計(jì)每支膜的水利用率(單支膜水利用率≤15%)，從而確定整個(gè)裝置的水利用率，將為保證膜的橫向流速起到關(guān)鍵作用。

3、膜的清洗和維護(hù)：

反滲透系統(tǒng)最終是需要進(jìn)行清洗的，在你的RO系統(tǒng)表現(xiàn)出污染的傾向、長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)之前、或按計(jì)劃進(jìn)行常規(guī)保養(yǎng)時(shí)，建議你清洗RO系統(tǒng)。當(dāng)出現(xiàn)下列污染特征(標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水量下降10~15%)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水水質(zhì)下降10~15%，或者給水與濃水間的壓降增加10~15%)時(shí)，表明你的RO系統(tǒng)需要清洗了。

由于RO系統(tǒng)出現(xiàn)污垢而需要清洗的頻率隨地點(diǎn)的不同而不同。一般習(xí)慣上接受的清洗頻率是3至12個(gè)月一次。如果每個(gè)月你不得不清洗一次以上，你就應(yīng)該改善RO的預(yù)處理系統(tǒng)，調(diào)整RO系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，如果每1~3個(gè)月需要清洗一次，則需要在提高當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行水平上做工作，但是否需要改進(jìn)預(yù)處理系統(tǒng)較難判斷。

在RO設(shè)計(jì)中通常會(huì)忽視使用RO產(chǎn)品水沖洗系統(tǒng)中的污垢，采用該法可減少RO的清洗次數(shù)。在設(shè)備停運(yùn)期間用產(chǎn)品水浸泡RO膜組件有助于溶解污垢和松散沉積物，因此降低化學(xué)清洗頻率。

污垢地點(diǎn)不同所需要清洗掉的污垢物也不同。但往往存在的污染

物不止一種，因此使問題復(fù)雜化，常見的污染物種類有：

碳酸鈣垢

硫酸鈣、、硫酸鍶垢

鐵、錳、鋁等的金屬氧化物

二氧化硅

膠狀沉積物(無機(jī)或無機(jī)、有機(jī)混合物)

自然或合成有機(jī)物

生物質(zhì)(生物污泥、霉菌或真菌)

通常需按特定的次序使用各種不同的清洗藥品清洗，以獲得的清洗效果。

1、用給水或產(chǎn)品水進(jìn)行低壓沖洗，以去除設(shè)備運(yùn)行時(shí)的濃水和污染物。

2、按制造商的說明配制清洗液。(在此之前須根據(jù)具體情況確定污染種類)。

3、將清洗液加入到段中并保持60分鐘(對(duì)小系統(tǒng)不分段，可一次性清洗)，此時(shí)你可能需要調(diào)節(jié)流量緩慢增加，防止清除出來的污染物將給水通道堵塞。在將清洗液回流到RO清洗箱之前應(yīng)排放掉從系統(tǒng)中的水和剛開始的20%的清洗液。當(dāng)PH值變化超過0.5單位時(shí)，重新調(diào)到目標(biāo)值。

4、可選擇浸泡和再循環(huán)步驟。浸泡時(shí)間為1小時(shí)至一夜，視制造商的建議而定。但是應(yīng)該注意保持正確的溫度和PH值，而且這也會(huì)增加膜與清洗藥品的接觸時(shí)間。

5、用產(chǎn)品水進(jìn)行低壓沖洗，以去除在清洗系統(tǒng)各反滲透系統(tǒng)中的所有殘存藥品。

6、一旦某設(shè)備的所有各段均清洗完成后，該RO裝置可以重新投入運(yùn)行。通常RO的產(chǎn)水水質(zhì)要用數(shù)小時(shí)甚至幾天的時(shí)間才能穩(wěn)定下來，尤其是在經(jīng)過高PH溶液清洗之后。