反渗透(reverseosmosis,RO)系统包括水的预处理、反渗透装置处理、反渗透出水的进一步处理(简称后处理)三部分。反渗透系统选择与其他水处理工艺选择一样,是需要考虑诸多因素的一个过程,所不同的是,反渗透装置对水的预处理有其特定的要求。
反渗透系统反渗透系统选择就是对于指定的水源,在最有竞争力造价下,选择可满足所需水质的水处理工艺。该水处理流程的选择应考虑下列因素:水源质量;希望的产品水质量;工艺设备的可靠性;运行要求和人员素质;适应水质改变和设备故障的能力;处理设备的备用情况;废液的处置与排放;投资和运行费用;具有可靠的监测手段。
一、反渗透预处理的必要性
合适的预处理,对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理,就可以确保:产品水(渗透水)流量维持稳定;脱盐率维持在某一值上的时间较长;产品水回收率可以不变;运行费用做到最低;膜使用寿命较长等。
具体来说,反渗透预处理是为了做到:
(1)防止膜表面上污染,指防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。
(2)防止膜表面上结垢,因为反渗透装置运行中,由于水的浓缩,有一些难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2等沉积在膜表面上。
(3)确保膜免受机械和化学损伤,以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。
也就是说,反渗透系统的效率和寿命与原水的预处理效果密切相关。预处理就是要把进水对膜的污染、结垢、损伤降到最低,从而使反渗透系统的产水量、脱盐率、回收率、运行成本达到最优。
二、反渗透的水源分类
地球的总面积约为5.1亿平方千米,其中海洋面积占70.8%,海洋的平均深度约为m,海水的总体积约为13亿立方千米,海水占地球总水量的97%以上,其余约3%的水量分布在空气、江河、湖泊、冰川及地下。
反渗透水源一般有地表水和地下水两种。地表水包括的范围很广,诸如江河、湖泊、水库、海洋等,而地下水则是由雨水和地表水经过地层的渗流而形成的,存在于土壤和岩石内。地表水和地下水统称为天然水。
三、水源的选择
当地表水和地下水均可作为反渗透的水源时,就存在水源的选择问题。水源的选择就是对两种可供水源及其相应特性进行核查,以便选择更经济、可行的水源。
选择水源时应考虑下列因素:
(1)取水点的安全性;
(2)水量是否充足;
(3)水源质量;
(4)取水要求(如考虑取水口构造、取水井深度等);
(5)处理要求(含废液处置的成本和灵活性);
(6)水源输送和水源布点要求。
选择的水源要保证可连续供应所需的水量和稳定的水质。在制定用水系统的主要计划中,取水点的安全性和水质应与水量预测统筹兼顾。
水质将影响水处理工艺的选择和水处理成本。两种水源的评估不仅应包括水处理成本分析,而且应包括取水、水源输送和水源点的分布的成本分析。水源地点以及水厂和用户地点都将影响供水的成本。
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