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RO爱游戏平台下载膜處理技術基礎知識--超濾/微濾/軟化


超濾UF(微濾 MF)處理
      近年來,隨著/微濾系統性價比的提高,其價格逐漸向傳統預處理系統靠攏,UF/MF 已經越來越廣泛用于地表水、污染地表水、市政廢水回用、工業廢水回用等方向作為RO的預處理。UF/MF 的主要作用是去除水中的膠體類大小的物質,諸如硅膠體、其他膠體、顆粒、藻類、菌類、大腸桿菌、病毒、熱原體、原生動物、油脂、蛋白質及其他高分子有機物 等等;并協同絮凝劑等對 TOC、色素等有降低作用;但是對鹽分、汽油、糖、酒精、小分子物質(有機和無機)等無去除作用。
      是一層極薄而致密的薄膜,在原水和產水之間形成一種非常有效的屏障,過濾機理有三種: 

?  ● 表面過濾---可去除比孔徑大的一切雜質。
?  ● 深層過濾---可去除部分比孔徑小的物質。
?  ● 吸附過程---大分子物質粘附在膜表面而被去除。
與傳統水處理技術相比, 有其獨到的優勢,如下所述。
①、穩定的產水品質,不因進水水質而變化。即便在進水濁度達到250NTU時,出水濁度仍然 可以達到0.1 NTU。因此,可處理水源水質變化范圍允許較大。如下圖所示,不管進水濁度如何劇烈變化,其產品水濁度始終維持在0.1NTU以內,且其產水SDI15能做到絕大多數情況下小于3.0,這對RO系統來說是十分好的進水水質。具體來講,UF產水呈現如下分布規律:如果進水為井水,那么UF出水SDI15 多數情況下能<1.0;如果進水為地表水,那么UF出水SDI15 多數情況下能<2.0;如果進水為市政廢水或工業廢水,那么UF出水SDI15多數情況下能<3.0。UF的產水量一直維持穩定,并不隨時間衰減。水量不夠,提壓補償即可。

②、廢水排放更少。UFMF的反洗/快沖/清洗廢液、及其運行濃水等均可回到預處理的絮凝澄清 池進一步處理回用,因此其運行過程中水的損耗是非常小的。UF的經濟性和環保性能誘人,可用于工藝廢水的循環處理,是零排放工廠的重要選擇。 

③、大大改善下游系統的工作情況 (RO, IX)。爱游戏平台下载通量可適當提高10-30%;同時可提高反滲 透膜壽命,因為清洗頻率減少,化學藥品的消耗也減少了。的污染減少了,其動力學性能受到很好的保護,其更換周期也相應地延長。

④、UF可設計成全自動的系統,因此只需更少的人力來運行、管理、維護、清洗等。 

⑤、UF系統可簡易擴容的模塊化設計使得其在擴建時變得極為容易。因此,其擴建成本低、周 期短,是一種很方便的技術。 


軟化處理-Softening
      通過物理或化學的方法去除水中硬度而獲得軟化水的過程成為軟化處理。
      軟化處理的物理方法主要是指納濾膜軟化、熱軟化。膜軟化是利用納濾膜對水中二價硬度離 子和一價陽離子的脫除率不同而實現軟化目的,并且隨著納濾膜本身標稱脫鹽率的分級不同,其軟化效果也有別。膜軟化的好處是不論是碳酸鹽還是非碳酸鹽硬度, 都能一并去除。目前膜軟化 主要用于中國北方高硬飲用水處理、海島苦咸水處理、海水淡化的預處理等等。下面是一個國內膜軟化的例子,硬度離子的脫除率高達96-98%。

熱軟化主要是水中含有重碳酸鹽硬度時,利用碳酸氫鈣加熱會分解成碳酸鈣沉淀的現象,從 而降低水中重碳酸鹽硬度的方法,實際上燒開水時就是一個典型的熱軟化過程。
       軟化處理的化學方法主要是指石灰軟化、Na離子交換樹脂軟化。石灰軟化可參考前面的論述。下面主要討論一下 Na 型離子交換樹脂軟化。當含鈣鎂硬度離子的原水經過 Na 床時,會發生如下 反應:
      2RNa+Ca2+ → R2Ca+2Na+
     2RNa+Mg2+ → R2Mg+2Na+
       當交換柱運行到 Na 型樹脂大都轉變成Ca型,以致影響出水水質時,為了恢復陽樹脂的交換能力,必須進行再生,使它重新轉變成Na型。再生藥品使用NaCl,其原理如下反應:
      R2Ca+2Na+ → 2RNa+Ca2+
      R2Mg+2Na+ → 2RNa+Mg2+
       Na 型樹脂軟化的應用目前主要用于小型RO系統的預處理、低參數鍋爐的給水處理等。但由 于其再生過程會產生大量高含鹽量難于排放的廢水,Na型樹脂軟化應用在高參數的鍋爐上正變得 越來越不被接受。
脫堿處理-Dealkalization
       將水中堿度去掉的過程稱為脫堿處理。脫堿過程主要利用H型離子交換樹脂來處理,脫堿的 同時還在進行軟化。當 H 型樹脂將原水軟化后,其出水成酸性,因此緊接著需要借助除碳器將CO2去掉,從而實現脫堿的目的。脫堿工藝可大體分為兩類:H型弱酸樹脂+除碳器;H-Na離子聯合系統+除碳器。
 A、H型弱酸樹脂的脫堿時,只能去除碳酸鹽硬度,原理如下:
    2RCOOH + Ca(HCO3)2 → (RCOO)2Ca + 2H2CO3
    2RCOOH + Mg(HCO3)2 → (RCOO)2Mg + 2H2CO3
    除碳器吹脫:       H2CO3 → 2H2O+2CO2↑
pH 調節(RO前、RO后)
pH值調節處理可分為RO前和RO后兩個環節。下面分別加以論述。
      RO前的pH調節有3種主要作用。一、原水pH過高時,通過給水加酸以控制碳酸鈣、氫氧化鎂結垢;二、原水pH過低時,通過加堿以提高系統脫鹽率或者控制SiO2結垢;三、特種分離體系,通過加酸/堿調節pH以使特定組分(比如氨基酸的分離)的脫除率提高或降低,從而達到分離和濃縮的目的。下面重點討論一下,加酸抑制碳酸鈣/氫氧化鎂垢、加堿抑制SiO2垢的原理。

抑制碳酸鈣垢:
      當RO濃水中的Ca2+和CO32-的溶度積超過溶度積常數時,便有生成CaCO3沉淀的趨向;同樣地,當Mg2+和OH-的溶度積超過溶度積常數時,便有生成Mg(OH)2 沉淀的趨向。如下式所示。
                             Ca2+ + CO32- → CaCO3↓
                             Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓
當向給水加酸時,便有如下反應發生,從而抑制垢的生成。
            CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
                 Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O
      宏觀上,人們習慣用拉格朗日飽和(Langelier Saturated Index,簡稱 LSI)指數來描述水的結 垢趨向。
      當 LSI=0 時,理論上認為水是穩定的,不會結垢;
      當 LSI>0 時,理論上認為水中碳酸鈣呈過飽和狀態,有結垢傾向;
      當 LSI<0 時,理論上認為水中碳酸鈣呈溶解傾向,不會結垢,但水的腐蝕性會增強。
      下面是一個加酸調節RO進水及其濃水的LSI的例子。系統的運行回收率為71.4%,水溫21℃。 很明顯,當用HCl將原水pH從8.7降到7.5后,RO濃水LSI從極為危險的3.27 降到了2.04,位于高效阻垢劑的安全范圍內。

抑制SiO2垢: 當向原水中加入堿時,SiO2的溶解度會隨著pH值的升高而增大,從而抑制硅垢的生成。反應原理如下。

      SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O --東莞RO爱游戏平台下载水處理設備,


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