回收率
反渗透以及纳滤系统的回收率和原水中总溶解物质的浓缩倍率有直接关系,回收率50%的系统,浓缩倍数是2倍;回收率75%时,浓缩4倍;回收率80%时,则浓缩5倍;回收率达到90%时,相当于浓缩10倍。
膜系统内由于浓差极化现象的存在,膜表面附近的料液含盐量会变得很高,其浓缩程度远大于这个浓缩倍数。因此,原水由于被浓缩,膜表面的污染会比想象中发生的更快。系统的运行条件、原水的特性状态等因素会影响回收率,一旦选择过高的回收率,就会面临结垢的形成和急速的污染的风险。
因此,按照实际情况适当的设定回收率就显得尤为重要。基于原水的水质分析数据结合把握其四季变动范围,考虑前处理和产水的回收率、运行温度等相关的膜系统设计方式,设定运行条件。
絮凝
絮凝是向水中加入絮凝剂,中和胶体粒子表面的电荷,使得胶体粒子间的排斥力变弱,最终导致微粒子之间变的更容易聚集。絮凝通过以下三个方式起作用:(1)胶体间的引力和反作用力;(2)粒子和粒子的接触、碰撞;(3)化学作用(金属氢氧化物的溶解度)。多数常用絮凝剂(表4.4 所示)与水中的碱性成分反应,生成金属氢氧化物。然而如果加入絮凝剂的量过多,会导致生成的氢氧化物析出并对膜元件造成污染。
絮凝剂的种类以及添加1mg/L引起的水质变化
化学药剂名 |
分子量 |
有效pH 值范围 |
氢氧化物的量,mg/L |
硫酸铝 Al 2 (SO 4 ) 3 ?18H 2 O,(8% as Al 2 O 3 ) |
666 |
6.0 – 8.5 |
0.234 |
三氯化铁FeCl 3 ?6H 2 O,(38% as FeCl 3 ) |
207.5 |
3.5 – 11.0 |
0.250 |
硫酸铁 Fe 2 (SO 4 ) 3 ,(11% as Fe 3+ ) |
400 |
4.0 – 11.0 |
0.532 |
聚合氯化铝[Al 2 (OH)n?Cl6-n] m,(n = 5) |
174.5×m |
6.0 – 8.5 |
0.894 |
影响絮凝的因素,除了絮凝剂的注入量以外,还有pH 值、搅拌条件、共存离子以及水温等。在实际设计中,必须预先对这些絮凝条件进行预测。
介质过滤
按照过滤的速度可分为慢速过滤和快速过滤两个大类。介质过滤可以有效的去除给水中的悬浮物,降低浊度和SDI 值。仅靠絮凝、砂滤无法把原水中的粒子有效捕捉时,还可以配合使用絮凝沉淀和气浮组合。但是,添加过滤辅助药剂或者絮凝剂,有可能会导致反渗透和纳滤膜污染。因此需要做小型实验,以确认药剂的添加是否对反渗透和纳滤系统有影响。
在选择滤速时,依据原水水质的不同可以有所变化。通常对于地下水水源,由于水中的胶体、悬浮物含量较少,可以选择较高的滤速;对于污染较严重的地表水,滤速的设定一定不能太高,以免对反渗透和纳滤系统造成严重污染(通过多年的实际经验,对于受污染的地表水,过滤速度应尽量小于8 米/小时,有条件的可以接近6 米/ 小时,最高也不要超过10 米/小时)。
介质过滤的特征
过滤的种类 |
慢速过滤 |
快速过滤 |
过滤速度 |
约5米/天 |
4 – 10 米/小时 |
过滤材料的层高 |
约0.7 – 1.0 米 |
约0.6 – 0.9 米 |
有效过滤直径 |
0.30 – 0.45 毫米 |
0.45 – 0.70 毫米 |
均等系数 |
< 2.0 |
< 1.7 |
过滤层的再生 |
阻力增加时,将表层取出进行清洗 |
反洗 |
目的 |
去除细小的难溶物质 |
适合去处于粒径为0.1 – 50 微米的颗粒物 |
活性炭
活性炭可以用来吸附溶解性有机物以及游离氯和臭氧等氧化剂,用活性炭作为反渗透和纳滤膜系统的预处理已经被广泛使用。通常被采用的活性炭有两种类型:颗粒活性炭和粉末活性炭。
活性炭 的种类 |
颗粒 活性炭 |
粉末 活性炭 |
使用方法 |
和介质过滤一样 |
添加到搅拌槽中与水混合 |
使用中的特点 |
可以再生,可长期连续运行 |
一次性投加不能再生,可随时改变加药量和品牌 |
经济上的特点 |
设备投入较大 |
设备简单,但须对废炭进行处理,长期连续运行成本较大 |
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