膜法水處理-預處理篇

更新時間：2021-02-04 10:10 來源：Van言作者: 閱讀：10072

預處理的作用及目標

1.預處理系統的重要性

反滲透系統包括原水的預處理、反滲透裝置、后處理三部分。RO系統對原水的預處理有它特定的要求。由于原水的種類繁多，其成分也非常復雜，針對原水水質情況及RO系統回收率等主要工藝設計參數的要求，選擇合適的預處理工藝系統，減少對RO膜的污堵、結垢，防止RO膜脫鹽率、產水率的降低，尤其是針對目前水源日趨匱乏、水質日趨惡化，選擇一個正確的預處理系統，將直接影響整個水處理系統的功能。眾所周知，RO系統運行失敗，多數情況是由于預處理系統功能不完善造成的。為了確保反滲透過程的正常進行，必須對原水進行嚴格的預處理。

2.反滲透系統的水源

反滲透原水的種類很多，有各種天然水、市政水和工業廢水等。天然水包括地表水和地下水兩種。地表水的范圍很廣，包括江河、湖泊、水庫、海洋等。地下水則存在于土壤和巖石內，由雨水和地表水經過地層的滲流而形成。市政二級污水、電廠冷卻排污水等工業水源將成新的途徑。水源的選擇將直接影響到水處理工藝的確定和水處理成本。

3.預處理的目的

使反滲透膜性能降低的主要因素有：

（1）膜發生化學降解，如芳香族聚酰胺受氯等氧化劑及強酸強堿的破壞；

（2）膜表面難溶鹽結垢；

（3）膜受進水懸浮物、膠體污堵；

（4）膜受微生物、菌藻等黏附、侵蝕后造成污堵與膜降解；

（5）大分子有機物對膜污堵以及小分子有機物被膜吸附。

反滲透效率與壽命與原水預處理效果密切相關，預處理的目的就是要把進水對膜的污染、結垢、損傷等降到最低，從而使系統產水量、脫鹽率、回收率及運行成本最優化。因此，良好的預處理對RO裝置長期安全運行是十分重要的。其目的細分為：

（1）除去懸浮固體，降低濁度；

（2）控制微生物的生長；

（3）抑制與控制微溶鹽的沉積；

（4）進水溫度和pH的調整；

（5）有機物的去除；

（6）金屬氧化物和硅的沉淀控制。

4.預處理的目標

為了保證反滲透系統的水回收率、透過水質量、透過水流量的穩定、運行費用的最低化、膜使用壽命的最佳化等，必須進行完善的預處理。具體的目標為：

（1）防止膜表面發生污染，即必須盡量去除懸浮固體、微生物、膠體物質及有機物，從而防止這些物質在膜表面沉積或污堵在膜元件水流通道；

（2）防止膜表面發生結垢，即必須盡量抑制難溶鹽如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2以及鐵、錳、鋁、硅化合物等在膜表面的沉積；

（3）防止膜承受物理和化學損傷，即必須盡量避免高溫、極端的酸性水或堿性水、氧化劑等對膜的影響。

5.反滲透系統進水指標

原水水質指標的全分析，對于反滲透系統工程是最基礎也是最重要的工作，也是確定預處理工藝流程最重要的化學指標根據。

（1）SDI

反滲透預處理中采用污泥密度指數（SDI），有時也稱為污染指數（FI）來判斷進水中膠體和顆粒物質的污染程度。這個方法比濁度測定更能反映水質情況，它已經被反滲透行業普遍接收和認可，是反滲透預處理系統中必須檢測的重要指標。在RO系統日常運行中，建議每天測定3次結果供分析。東麗的設計導則要求進水的SDI≤5。而一般干凈的井水的SDI<1，則不必進行去除膠體的預處理。

SDI是在2.1Kg/c㎡（30psi）的給水壓力下，單位時間與單位面積內0.45μm特定濾膜被污堵的百分率。測試方法如下：

(a)將SDI測試裝置如右圖組裝；

(b)將SDI測試裝置與測試點連接（測試點通常選在壓力穩定的RO低壓進水口前）；

(c)將微濾膜片裝入測試過濾器并將給水的壓力穩定在2.1Kg/cm2(30psi)之內，注意：將膜片正向平展置于測試儀內，用少量凈水將膜片完全濕融，不容許有氣泡存在于膜片與測試儀之間，以免影向測試效果。

(d)在過濾器下放置一只500ml量筒，準備收集過濾水；

(e)開閥門，測定收集500ml水樣所需時間Ti，并使水繼續流；

(f)15分鐘后，再測定收集500ml水樣所需時間Tf；如果收集100ml水樣的時間超60秒，則表明膜面被污堵，無需再繼續進行測試；

(g)關閉閥門，將測試過濾器中的膜片取出以便進一步的分析；

（2）溫度、pH

進水的溫度是影響反滲透系統產水量的重要因素，對于溫度較低或較高的原水可根據膜元件的溫度使用要求采取適當的措施予以調節。

另外調節pH是控制碳酸鈣結垢的最簡單的方法，通過測定及計算濃水的拉格朗日飽和指數（LSI）或史蒂夫戴維斯穩定指數（S&DSI），可以判斷碳酸鈣結垢的可能性。但是過低或過高pH值可能會造成膜損傷，請參考膜元件技術規范書有關pH的范圍要求。

（3）生物污染評估