自来水制备桶装纯净水的生产工艺研究（可编辑）

自来水制备桶装纯净水的生产工艺研究（可编辑） 自来水制备桶装纯净水的生产工艺研究 天津大学 硕士学位论文 自来水制备桶装纯净水的生产工艺研究 姓名:杜津辉 申请学位级别:硕士 专业:化学工程 指导教师:宋京 20021201摘要 伴随着工业的发展,水资源的污染目益严重。几十年一贯制的水厂水处理 方式已无法满足人们对健康饮水的要求。进行水质深度净化的研究是十分有 意 义的。 本课题的研究内容就是以天津市的市政供水为水源,投产的产量为 ./的二级反渗透桶装纯净水生产系统。主要包括: .预处理采用自动清洗超滤工艺代替了传统的微絮凝过滤方式。采用低压操 作,操作压力控制在.以下,自动清洗周期设置为分钟,同时定 期以%的草酸溶液清洗膜单元,消除膜污染的影响,延长超滤膜的使用寿命。 .在预处理中,在超滤之后还采用离子交换软化、活性炭过滤及微孔过滤工 艺,有效的去除了原水中的胶体、悬浮物,游离氯.,总铁., 总硬度,,保证反渗透进水符合反渗透膜的要求。 .在大量试验的基础上,对反渗透系统设计了灭菌消毒后处理工艺。同时, 针对间歇式操作对系统的影响提出预防细菌污染的措施。保证成品质量。 .通过试验对系统的操作条件进行研究。在生产规模扩大时,将三条制水线 /、./、./进行改造,合理利用反渗透的一级、二级浓水, 并将灌装系统的冲淋废水回收利用,使系统的总产水能力提高到/的同 时,进水需求量由/减少至小于/,原水的总利用率达到%,节 约了水资源。 关键词: 反渗透 自来水净化 自动清洗超滤 浓水回收利用 灌装冲淋水利用,. .’ .. ? : ./. , , ?, . . , %.., , , ., ., .,, . .. ,. . .. , / ././, . ./ ,. , /,, ? / /.%.: , , . 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经 发 表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签字日期: 扬弓年竞月叠日 学位论文作者签名:乖珥嘶翠 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。 特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意 学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 保密的学位论文在解密后适用本授权说明 珏 导师签名: 学位论文作者签名:。麓麓荦 签字日期;如亏年意月?日 签字日期:猁年/月日天津丈学工程颈士毕业论文 第一鼙绪论 ?。水对人体建瘴起着歪关耋要的传用 水是人类生命的源泉,是构成人体的熏要组成部分,根据科学测定, 藏年久体黧趣三分之二是隶分,褥,‘童俸蠹的承分更最嵩这%。在人 蒋内,承怒一切物矮交抉躬嫫奔,是入钵憨套秘俸滚及满健滚豹重溪组 成成分:也是将新陈代谢过程中产生的有繇物质排出体外的主要载体。 瞬时,水搬是人体辑嚣七大营养素承、爨自震、鹱黪、碳承化会物、 矿物联、缭生素、纤维秦之酋,人体没裙水,则养料不熊吸收,废物 不麓瓣豫,盘液不能流动,俸溢笼法恒定,体恣各种囊琏活动都无法避 行。水对人体的生理功能主要包括以下几方面; . 参与夭俸肉的薪陈代瀣,维持菠鬻釜瀵渤黥; . 怒甥脆与钵波嬲熏要组成部分,维持毒拳滚乎餐,懿滋委喾疆嚣; . 调节体温,维持体温恒定; . 蹩关麓、瓤舞及体艟戆浏潺裁。 入可以灭不吃饭,傻小时不锭水将导致死亡。芷常人镣天 隶分懿获敬和捺瀵一簸莛平鬻酶,约兔毫升,醺此,入每天必矮 补充水”,水中的常爨、微量元素对人体的健康起着积极的作用。强人 体登辫的稀常鬣元索戴、碳、氢、鬣、锈、磷、锑、硫、镳、镁、 氯,蓠宠簧扶蛋爨壤、疆骑、糖、无瓿黧、缨囊素、承等魏覆来羚楚, 水中的钙、镁、钾、钠的浓度对人体健康肖着一定的影响,如:钙 援不妫媾熬,久搭每羁簧於炎,,缺可戬诱发麓盘莲、蛰 质疏松,爨发生络肠、真肠癌,但食用超避/含的水,则 有致毒作丽,当承率浓度为./,可使肾炎、关节炎粕多 关节擞的发病率增高,影响?脏血液流通,造成局部缺斑性心脏瘸,饮 隶中攘荐浓溲篾/;镁是天体多静重要酶鹣激活裁,辩蛋 白质懿孛阗我谢翻禧经、疑巍豹痤激嚣缝怒诞繁傣曩,窍转癌效暴,入 体每曰需量为,缺镁会产生慢性呼吸障碍症候群、急性腹泻、 馒蛙潆秘熊衰竭等,软还与,?膝凌缝失谤等骞关,饮承孛一般攘荐 ~/欧共体、法国;钠与钾酗是维持侮泼渗逑压的主要 阳离予,辩神经胍岗的必奋趋健避作用,高钠的摄入对多数人是引起篙 血压和脑晓管病的相关因素,饮水巾一般要求为/:铡 在天体巍与镳过多竣潼少,或分稚范圈发囊改变,都会蹲致电解质的代天津 大学工程硕士毕业论文 谢紊乱,缺钾会出现神情萎靡、软弱无力、食欲不振、口苦腹胀,钾对 心血管有保护作用,对心肌细胞的作用尤为明显,血中长期偏低可 导致心血管系统病变,重症甚至抽搐,昏迷甚至死亡。钾在水中的建议 含量/欧共体年。氯化物在水中浓度/时呈 味咸,对人体无影响,一般水中规定为?/“。 同时,水中存在的人体岿需的微量元素有种,他们是、、 、、、、、、、、、、、。这些微量元素在 人体的血液、肝、脾、骨、肌肉、脑、胰脏、甲状腺、肾上腺、视网膜、 胰岛组织、前列腺、心脏、头发、齿、指甲、肺中都有存在,肌体某个 部位的功能与微量元素特异功能密切相关。微量元素主要来源于食物、 饮水、空气和药物,在饮水中都有一定。同样,微量元素对人体有 着重要的生理功能: . 促进酶的催化作用; . 参与激素的分泌作用; . 是遗传物质一核酸的构成部分; . 参与新陈代谢一参与人体内演化还原系统的活动。【’】 总之,水在保持人体健康的过程中起着至关重要的作用。水体的状 况与人体健康密不可分。 ?.饮水水源受到严重污染 水是生命的第一要素,饮用水的水质状况则与人体健康密切相关, 世界卫生组织的专家对长寿地区水质进行的研究提出了高品质饮水的标 准: . 不含有毒有害物质,如杂质、细菌、病毒、重金属、化学物质等; 含有适量的钾、镁、钠、钙等矿物质成分,呈离子状态; .值为,是弱碱性: . 水分子团中水分子数较少个,是普通水分子团. 的 一半左右,渗透性强; . 含有氧分/左右; . 含有碳酸根离子./。 我们的城市供水水质日益恶化,而水质污染吞噬着人类的健康和 生命,我国大多数的城市供水远远不能达到人们对健康饮水的需要。由 于工业废水和生活污水向水体排放量的不断增加,以及农田径流、大气天津 大学工程硕士毕业论文 沉降等非点源污染,致使世界范围的水源污染日益加剧。以我国为例, 纹年全萤王篷凌拳豹李器敖量麦.×,工婆浚隶孛为. ×,氰化物,挥发酚,福油类。城市地表水污染 普遍严重,统计的条流经城市的河流中,严重污染的祭,重度 污染黪袈,中度污染的条。主要瓣污染物为石渣类、氨氮、挥发 辩受、及锄。我嗣上海黄清江水中有祝秘含量己知可达 多种,吉林第二松花江测出有机物 种 ,可见水中有机污染物的种 类繁多随着微爨有机物富熬和检测技术的发展,水中发现的微赣有极 亿合魏静粪越来越多,其中不少对天体德痰有较大戆惫害。承污染弓 起的对人体健黛的威胁主要有以下几个方面: . 水中病原微生物引起的疾病:能引发人类发病的传染病共有 耪,英孛耱蹩经拳传撵瓣鳃伤寒、纛琵、鼹米巴痰疾等,塞瘸毒奔 永佟播的传染病猁磊前已发现种阻上,自来水供承系统存在瘸毒已 引越各国深切关涟; . 水中化学物质起的痰病:永源灏染导致水中商毒害化学物质增 热,懿硝酸蕊、簸纯耪、汞、锤等,它翻避入天体,超量嚣可叛孳起各 种危害健康的痰瘸; . 水中已检测出的有机化合物已达到多种。而水中存在的多种 有孝强饯台猕经辩学分褥确认为致瘗耱、霹疑蘩癌携、键癌或劈蘧狻,它 们对入体健康酌影响日盏引怒入们的关注。 . 水体中藻爽污染随着湖泊、水库的水质富营养化而日益严熏,引 起人们越来越多的关注。? 嚣蘩,鑫蓉零毒厂蘩鹣承楚瑾工艺疆去涂承巾豹悬浮穆、液体物 质、致病菌为主疆目标,对于水源中的谢机物质只有部分去除作用,并 且市政所供应的自来水存在以下问题: 一是氯消毒懿裂终用:现在邀赛备遥鼹氯游霉饮震拳仍然卡分普 遍,原因在于氯消毒确实能够有效控制永传染疾病的流行。但是氯加入 水中与很多有机物质进行化错反应,产生不同种类的氯化烃化含物。 年谯荚国个城市开展饮水质卫生调度中,各地熬发现水中含寿不 同瞧壤瓣有瓿德会耱终耱,箕孛三密擎烷含量突穗。现 己诚实,天然的腐殖质是形成的未疆先驱物,麒中许多化合物为 致癌物或致突变物.随若水源水污染的目盏严重,自涞水中所检测嗽的 氯化烃类物痿也荛逐澎增多,特鼷是当承孛含毒浚纯凌薅,氯滨擎烷静 毒馁比三氯甲靛更强。 天津大学工程硕士毕妲论文 二是输、酝水管网的二次污染:在囊来水厂对水源水进行有效处理 螽瑟经过管两方可弱这爰户家中,壶予巍采承中含鸯无祝穆、畜氍物帮 微擞物,水在管网中流动时,水中的化念物有些会发生复杂的分解或化 合作用,水和管内壁材质亦会发生化学作用,水中残存的微生物念利用 滚瘸求中的萤券妨进行繁壤劳在譬道蠹影液生甥貘,遴焉涎遗缨蘩既繁 殖诱导形成管道的腐蚀和结垢翱。 以上这些因索都会使水质恶化。特别应该指出,由于市政供水管网 的繇霹,饮用水中色、嗅、昧都受到了一定程度的影嗨,水中的铁食量 夯餐缀大懿瑶麓。 人们传统的概念认为将自来水烧开厨饮用就是安全可靠的,萁实, 将水烧开只能保证水中的细菌被高温灭杀,而对水中其它的污染诸如无 掇纛金属离予、蠢撬污染物等粼孟蹩戈力,毒姿耪袭鞠,垮承煮溺卡分 钟以上可将水中的大部分撵发性有机物如三氯甲烷等除去,然而大部分 情况下人们不会将水长时间煮沸,所以选不到净化效果;对于水中的重 金属、砷化合物、氟化物、旺硝酸盐等农密物质,特剐是菲挥发髅有辊 貔鲡、农药、合袋洗涤裁会幽予煮开矗滚雅褥傻箕浓凌黼大, 致突变性增加 ;水烧开飚,水中含飘鼹急剧下降丽不利于人体的新 陈代谢,故将水烧开并不是解决饮水污染的有效。 交照可霓,菠髑戆垂来农邑苓戆满足久涎鼹筵瘫饺窳懿嚣求。郡么, 是不是应该提高水厂的处理工艺,如采用先进的水旗深度处理技术以使 其满足优质饮水骚求呢虽然这是一个根本的解决办法,但是由于其昂 贵的造价和运行赞尾使褥在现在以至今聪糟当长的时惩内我们的灏情下 无法实现豹,溺时也是不登疆静、不经济鹃,原因在予: . 目前我国擞耍的大型水厂所采用的加氯,消毒效果好,价格低, 处理成本低。如果改用二氧化氯或臭氧消毒,不仅要增加大量的投资, 瑟熬运嚣费蘑麓,难鞋誊获。 . 城市的市政供水中用于饮用的水量仅为%,而其余的.% 的水均用于生活用水及工业用水等,目前的水处理完全可以达到其它 用途对水质的鼗求,因此重全部供承进褥深度处理怒不经济的: . 帮使承厂静出永能够遮羁优质饮永标准,那么缀过漫长豹输承管 道,特别是许多城市的管网历史悠久,不同程度地襻在锈蚀、老化, 内黩粘附着生物膜,存在豢二次污染的能性,到达用户时的水也就 戆以傈涯了。瑗在大援模凌委按浚东管阏馨是遥不甏及瓣。 天津大学工程硕士毕业论文 ?.纯净水生产的背鬃: 就目前我国的实际情况,有效的提高饮水质量的办法应该是饮水、 用水分开,对饮水实施深度净化。在许多的新建住宅小区内,已实行两 套繁遭,分厦供承;丙对予大多数屠民,祸装杰魁楚不错的选择。这也 正怒桶装承市场褥以迅速藏长的原嚣所在。 桶装水大致可分为两大激,一类为禽有无机矿物质的各种天然矿泉 水和一些在水中添加无机盐必制得的人工矿化水,另一类为各种方法制 缛豹筑净泰。冀中,天王矿纯东懿菱零王艺是采霜褒缝净末中秘入溶瓣 的觅机盐方法制得,其产品良莠不齐,很难给予评价;天然矿泉水是从 地下深处自然涌出的或经人工揭露的,涞受污染的地下矿水,含有一定 量熬矿甥盐、徽爨元素或二篾纯碳气体,在逶霉馈擞下,其毯学艘分、 流繁、东温等动态在天然渡鹚范屡内相辩稳定“。囱予是在特殊濑质条 件下经过深循环溶滤作用形成的,其中既含有一定量的矿物质和人体必 需的微量元素,又是在纯天然状态未受到任何污染的地下水,无疑是对 入傣魏痰分窍蕤豹,毽疆怒鑫于矿囊窳戆形藏有箕特定瓣遮蒺条箨帮 特赇的规律,因此,它必然蹙到地理位潞、经济条件镣诸多因素的限制, 难以在寻常百娥家得到普及。 纯净东由此黩运嚣生,葵覆因在予宅不受东资源豹疆裁,稳露予天 然矿泉水而言罄及起来要容翁得多。根撵我国国家标准中豹定义,纯净 水烧指符合生活饮用水卫生标准的水为水源,采用蒸馏法、去离予法或 离子交换法、反渗透法及其他适当的加工方法制得盼,密封于容器中, 不念经楚添燕戆,可浚壹接钦耀懿零豫。不霹否试,在裁取纯净窳熬过 程巾,将对人体其有危害性的有毒有害物质去除的同时,也去除了对人 体具有一定功能的有益矿物质。正因如此,纯净水是甭适宜饮用一直是 争谂不体的话麓。主张纯净疼不琴予人锩键裹豹一方试蕊:拳中熬溶缮 性矿物质要眈食物牢的更容翳和更好地被人体吸收”。同时认为:新陈 代谢的主要金属元素与非主鬻元素的比例受水中主要微量元素数爨的重 大影响,如果所稀主要元素锝到满足,就缀少或没有非主要元素的吸收, 它麓会被撵溪簿“,能够避兔锾羹旁害元素豹蔽投。纯净永不仅不缝补 充人体所需的各种矿物质及微量元素,而且因其具有极强的溶解性,在 人体内会将微量元素从组织中析出排出体外,其严重麟果将使人体的物 质平簿遭至酸螺,螽不能及拜雩於充,可致疼;主张缝冷零骞裂予入薄款 一方认为:入体从饮水中补究的矿物质及微量元素的总蓬与食物相比微天津 大学工程硕士毕业论文 乎獒微,饮水盼主要目的怒补充水分,参与人体的新陈代谢,并融将代 潦产生静废物稀滋俸磐,后麓楚洚承会爨耱有益予久体健康。瘦该说, 虽然以上两种观点都有一定的科学依据,但是一个不争的事实是如果水 中含有大量的游染物,对人体造成危害,则必定是不适宜的饮用水。因 此焱王监纯基簸发矮,污焱没毫褥裂蔽浚靛今天,瀵爨者选择缝诲隶是 明智之举。 ?。纯净水制备技术发熊现状 由于原水水质差别很大,对水净化的目的各不相同,因此水质净化 工装多种多样,根据我国国标中要求,纯净水的电昂率应 /,能够达到诧项要求验饮是水深度处理方法主要舂:多级蒸馋 法、电渗辑加离子交换法、膜分离法。 。。多级蒸馏法”“: 一般一缀蒸馏是无法选到纯净永斟标要求的,溺此采用蒸馏法制 备饮用纯净水的厂家一般采用多级蒸馏法。多级蒸馏法一般采用多台 塔、多台换热醛糯一台冷凝器组成,塔秘冷凝器由进料水管、蒸汽管 秘冷帮拳警连接在一莛,缀袋一台蒸镶承壤。其密水纯度蔫一一麸理 论上说可除去水中不挥发的有机、无机物,包括悬浮物、细菌、病毒、 胶体、热源等,不可除去的为可挥发性的有机物。假是多级蒸馏法由 予蠢提交,能糕缦大,每穗残暴零耗电度壤,造残生产成本增 加,为保证换热器高效率换热,不仅避承要去除水巾的浊度,还必须 去除水中硬度,因而对进水水质要求高,设备投资大;其产水中不含 氧,不利于人体的耨陈代谢。在纯净水艇产初期鸯蒸馏水产鑫,盎于 或零褰,没有竞争力,在帝汤主逐凝簸淘汰。 ..电渗析加离子交换法【“”】: 电渗辑是爨弱瓣羯塞予交换貘袁蘧宅遣投静魂场睾震对承 溶液中阴阳离子的选择性而达到对水脱赫目的的水处理方法。严格地 讲,电渗析法也是一种膜分离的方法。电漕析通常脱盐率为%左右, 逶零奄渗辑敬零匿牧率不是%。熟暴藤一缀电渗掇,萁出承窭不足 %,是不足取的。解决的方法是在电渗祈后加配离子交换可髑复床 天津大学王程矮?华韭谂交 以进一步去除水中的离子,但离子交换树脂的再生造成运行费用高, 操作熬琐,同时产生的废酸、废碱不和于环筏保护,怼肖枫物去除效 采不翅貘翻取缆净隶酶方法,在膜取褥突破瞧滋栽之蓠是纯冷 水厂普遍采用的方法。但其出水口感不好,都要引进附加处理。 ,,簇分离菝零涮黻缝净永: 裁.各种分离膜的功能分类表? 分离驱 透过物质 被截翟物矮 膜的静 膜的功能 粪 动力 徽滤 压力整 承、溶嗣、 悬浮钫、细菌类、微 多孔膜、溶液 粒子 的微滤、脱微 溶解物 粒子 压力壤 超滤 溶翔、离子 蛋白质、番类酶、细 聪除溶液中的 菠薅、锫粪大 帮小分予 莲、病毒、巍薮、皴 分子 粒子 压力麓 水、溶剂 无机盐、糖类、氨基 反渗透 脱涂溶液中的 『和纳滤 酸、、等 赫类及低分子 物 蒎发藏 襄子、低分 透辑 袋豫港滚中戆 无瓿盐、擐素、壤袋、 盐类及低分子 子耪、酸、 糖类、氯嫠酸 物 碱 电位麓 离子 电渗析 脱除溶液中的 无机、有机离子 离子 渗透气 溶渡孛熬低分 匿力羧 蒸汽 渡薅、燹壤薤、乙醇 体 子及溶莉褥镌 浓度整 溶液 分离 气体分 气体、气体与 浓度麓 易透过气体 不易透道气体 离 蒸汽分离 所谓膜,含义怒指在一种流体相内或者是两种流体相之间有一滕 薄的凝聚相物质,它把流体相分为互不相通的两部分,并隧使这两部分 之藏产缴健凄睾臻,嚣这令凝聚糖为簇,袋爨骞嚣令臻最黪特征:一怒 它必须谢两个接口,通过这个撩髓分别与两侧的流体相按触;二是膜.陂 有选择遴过性一一以使流体中的一种或几种物质透过,而不允许其它 物质透避,利用膜的选择透过性避行分离或浓缝的方法成为骥分离技零 ”“”。貘过滤技术麓莲后静密承农质不秀裱撵原水永餍,两是决定予 选用膜的性能,它怒一种严格的物理分离技术。各种分离膜的功能见袭 。。膜过滤技术处联后的出水不再依据选用膜的性能决定,它是一种 严蘩熬锈理分离鼓术。麸表。 菝看整,淤及痤弼予零楚理中爵天津大学工程硕士毕业论文 有效去除胶体、细菌、病毒及部分大分子有机物,在实际应用中, 与没有截然的分界,只是孔径相对于大一些,过滤压力相对 低一些,在应用中通常采用自动冲洗方式:虽然可去除水中的、 、大部分有机物及部分无机盐类,但由于其对无机盐的去除率低, 出水不能符合国标中对纯净水电导率指标的要求,一般不适用于商用纯 净水生产厂家,而由于具有相对较高的产水率,所以非常适用于非经营 性饮水的处理。膜可去除水中的、,并可有效的去除水中的 无机盐、大多数的有机物,是纯净水生产的最佳选择。 选择膜作为纯净水生产方法的另一个根据是膜分离技术应用于 水质净化过程中,可有效去除水中的各类微生物、有机物及无机盐离子, 出水纯净,没有相变,不改变温度,因而不改变水结构,也不需要加入 任何处理剂,不会给环境带来不良影响。 ?.本课题主要研究内容及意义 由于工业的发展,目前我国的主要水资源受到不同程度的污染,而 几十年一贯制的水厂,水处理方式无法满足人们对健康饮水的要求。特 别是各类工业生产中产生的化学污染物以及合成洗涤剂、有机杀虫剂等 等,都是传统的水处理方式无法根本解决的。在本文.中已经论述了 在目前的经济状况大面积的改造供水设施及城市给水管网既是难以承受 的,同时也是不经济的。因此,饮用水的深度净化处理受到人们越来越 多的关注,纯净水也将为越来越多的人所接受,逐渐走进千家万户。 本课题主要研究内容包括:根据天津市政供水的水质状况,设计并 运行了一套产水量为./的以膜为核心的水处理系统:设计了 以超滤、软化、活性炭及微滤的方法组合作为进水的预处理, 对预处理系统的运行方法进行了尝试;对系统的运行条件进行了初 步探讨,并对实际生产设计了有效的后处理方法,对实际灌装线的运行 进行了监测,提出工艺保证方法;在产量逐渐上升到一定水平后,对系 统进行改造,对浓水和灌装冲淋水回收利用进行了有益的研究并予 以实施,有效地提高了原水的利用率,使原水的成品水产率接近%。 本课题的实际应用意义在于:分析原水水质的基础上,提出了可行 的膜进水预处理工艺,为纯净水的生产及以后的技术改造作了很好 的尝试。特别是针对天津地区的水质特点,经过设备长期运转情况确定 了水处理系统中应解决的问题并逐步改进,不断提高实用性,作了天津大学 工程硕士毕业论文 存慈的尝试。阏时,在设备运行中以提离效益,降低成本,提离黼质为 棱,,对系统掇出了一系期敬迸方案褥爨了显著效祭。主要餐捂瞄下凡 项工作: .滋装系统卫生保证工艺的改进及实施: 。一级、缀滚隶夔含攥零月,灌装、彝漤承豹髯联用; .将三条生产线进行整合,提高原水利用率,使生产工艺趋向合理; 天津大学工程硕士毕业论文 第二章制水工艺流程及水质分析方法 ?.预处理工艺流程确定依据 在文章的第一部分中对膜的水处理功能作了介绍,但是由于自 来水不能满足膜分离装置的进水要求、“,如果没有合适的预处理, 膜会很快被进入系统的各类污染物所污染,因此对原水必须进行预处 理,使其满足反渗透的进水要求?】,才能保证产品水水质稳定,系 统运行稳定,运行费用得到有效控制。具体地说,预处理应满足以下要 求: .有效防止膜表面的污染。即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着 在膜表面或堵塞膜组件水流通道。 .有效防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中,由于水的浓缩,使一些 难溶盐,如,、。、。等在膜表面沉积,因此,应做到有 效阻止难溶盐的形成。 .有效降低氯含量,防止膜被氧化,确保膜免受机械和化学损伤。 表.天津市市政供水水质分析表 水厂 水厂 水厂 水厂 分析项目. . . . . . . , 混浊度色度 氯腥, 氯腥/ 氯腥, 氯腥/ 氯腥 氯腥/ 氯腥/ 氯腥/ 嗅和味 ? ?? ? 无 无 无 无 无 无 无 肉眼可见物 无 . . . . . . . . 值氯化物 总硬度 , 总碱度 . . . . . . . . 氨氮 . . . 硝酸盐氮 . . . . . . . . 亚硝酸盐氮 . . . . . . . . 化学耗氧量 . . . . . .. 铁 重碳酸盐 . . . 硫酸盐 . . . . 氟化物电导率 注:表中数据组为年月水质,水源为黄河水 组为年月水质,水源为滦河水天津大学工程硕士毕业论文 为使膜保持嶷好性能积足够长的使鼹毒命,预处理系统的设计应保 谨滋永的洼度、游离氯、?、等攒椽符合貘避承要求。校攒遥几 年来掌握的我市市政供水水质分析结果袭.,天津市自来水的主要 特,饺为:感官指标如色、嗅、混浊度、值等水平良好,滦河水硬度 适中,一般冬季翻夏季豹浮溯菠霾班,诗麓. 銎糙,憨疆度 中暂时硬度和永久硬度接近,引黄济津时段的水质总硬度要高一媳,接 近于。主器存在的问题是:.水中的耗氧量指标偏高,?年中 均离子;零现突出的夏季饮零中疆;及‘懿含量极意:.夏 季囊予求源孛藻旋污染严重,隶厂处理对授加大量静漉凝魏、氯气,使 输水管道后的水鼹较为明显的黄色胶体含量高,水中氽氯含量高,有明 显的氯腥味。 镑海疆土拳凌特点,鬟懑:瑟楚溪方案翔下: 习捆 图.膜水处理的预处理流程 .超滤预处理: 在小型试验的基础上提漱了敷自动漳洗超滤膜作为第一级颓处理, 稳没有采蔫晓较常蕊豹预絮凝、砂滤豹遗滤工艺,主凝基于以下豹闲素: .受到实际条件的限制。虽然预絮凝过滤、砂滤等工慧县有操作简单、 运行费用低的特点,是经济肖效的过滤方法,但是本制水系统是谯原有 熬生产车藏避嚣安装豹,登然受鬟厂痨麓发、场逮大夺懿疆筏,激法凌 用占地面积过大、或者过高的设备: .预絮凝过滤中,必须在过滤前投加絮凝荆或絮凝化学药品,常用的絮 凝荆为。、礁秘阳离子浆食物,一曼遴入膜内则是菲鬻强躲污 橥携,很少量的阳离子聚合物就麓圭羞塞骥面,盈往缓罐以去除?: .趟滤作为第一缀过滤可有效阻挡水中的胶体、细菌及藻类,截瞬大分 子稃枫物,降低谶水的、。总铁禽量,大大减轻了活性炭过滤 戆受挺,延长了溪毽炭过滤戆惩麓使蘑毒余; 经过设备的寅际运行,选到了预期设计要求,过滤效果有所保证。天津大学工 程预士毕娩论文 ..软化处理: 由于市政供求孛豹总裂寝不麓籍合爱渗透簇送零要求,当避承流经 膜寝面时,纯水通过膜形成产品水,进水中所含盐类则被浓缩形成浓水 而排出,随着盐浓度的增大,一些盐就可能过饱和而开始沉淀,在膜表 嚣上结舞,致骥簇受蘩浮染、损痿?引。鸯了隧囊矛’、醛酽簿蕊类 在膜表面的析出,常用的预处理方法为: .加酸、调节进水、提简盐的溶解度,防止结垢; .燃瞧垢剂延缓靛类沉积: .遴行软纯照溅,降低迸永硬度。 在实际操作中,因产品水用于饮水,对加阻垢剂的方法应尽溉避免 使用,加酸处理既增加了运行费用,还商可能增加其它预处理如炭滤 遭撩戆控割难覆,因魏采蘑褰子交换楗瓣镀惫本霞零系统软绽楚溪。 ..活性炭处璐: 一般来说,在饮水处理系统中应用活性炭处理的目的主要是有效吸 辫窍援憋,毽楚本题孛采露潺毪炭戆圭骚霹戆还在予; .有效降低原水中的游离氯含量,保护系统的核心部件一复合膜免受 其熊害; .改善成品水的口感。 麓癸,在生产中豫燕疆鞭簸理对系统豹镶护箨溺之舞,为绦诞产 品水质量,应做好系统的卫缴保证; .系统采用适当的杀菌、灭菌方法,避免系统受到细菌污染。后猩此基 璇上进行工艺敬避,趣装了受氧杀莛系绕,霖证产麓零屡量; .灌装阉采用干级净化局部酉级以僳证环境质鬣,保证灌装系统卫 生安念; 。在系统的各连接管路加装放空阕门,方便备部分的放水、冲洗。 ?.工作原理 以市政供水为原水鲶缝冷水生产流摆见图.所零。本节将分戴夯 缮麓滤、徽滤、软纯、活缝淡帮反渗透貘的工作舔毽帮作瘸。 .,微滤及趋滤膜的工作机理、】 超滤和微滤怒以压力差为擦动力的膜分离过程,一般应用予液稷分 离菇表。。越滤掰爱熬璇楚菲对称貘,箕表瑟活瞧灏有孔径~天津大学王疆骚 ?挚盈谂文 的微孔,能够截留分子量为以上的大分子和胶体微粒,所用压差为 。卜,。甄料液逶鬻是东溶液在匪差的擘用下,凝中豹承当巍 ,、分予爨静溶质露,掰篷捂这些搦瘊透过膜上静镦孔流捌貘静低基馁, 为透过液。大分子物质或胶体微粒被膜截留,不能通过膜,从而实现腻 料液中大分子物质和胶体微粒与溶剂的分离。超滤膜对大分子的截留机 理主要怒薅分俸霸,凌定截整效莱懿主要是黢瓣表瑟潺镶簇上魏翡大零 与形状,膜的物化骸质对膜的分离特性影响不大,通常认为可用微孔模 型表示怒滤的传质过程。但是有时膜孔径既比溶剂分子大,又比溶质分 子大,本不应该具裔裁留功能,箍令人意外的是,它却仍有明显的分离 效聚。谶踅更全嚣的瓣释瘦该怒膜静孔径太夺稻膜表蟊酶纯学特淫等分 别起着不同的截留作用。除此之外,膜表面、微孔内的吸附和粒子在膜 孔中的滞鳢也使大分予被截留。由于溶质分子量大,渗透压小,一般情 凌下不考建渗透篷瓣彩翡。壶予越滤不是筵攀粒魏理簿分,透魏在实涨 上,超滤过程同时稃在着如下三种情形: ..溶质在膜表面及微孔壁上产生吸附; . 溶矮的粒径大小岛膜孔径穰仿,溶质在张中搏蜜,号起阻塞; 。 溶葳斡粒径大予膜琵径,溶凄在貘表嚣被税攘截餮,实现筛分。 微滤及超滤膜可有效去除浊度、大肠菌群、铁,但熙只能部分去除 有机污染物的去除一般为一%。趟滤的特性一般可用两个旗 奉量表示,帮:貘瓣德过量窝溶壤懿截塑奉。越滤法努褰孛,主髂滚滚 带到膜波面的溶质,被膜截留丽积累增多,所以在膜的液筒处的溶质浓 度变得比原主体溶液浓度高得多,这种浓差极化是对膜透过现象产生很 大影响麴因素之一。当膜面上滚嫒浓度增加到一定值对,在骥嚣上会澎 戒一岳称必凝胶层瓣动力层。这个凝胶层对膜的通过爨有很大阻力, 因而膜的透过量急剃下降。另外由于膜面处溶质浓度邋远大于主体溶 液,对予透过特性一定的膜,其出水的溶质禽量就会增大,导致超滤膜 净纯效蘩交差。在蜜躲攥露孛瘦辩攒:予鞋重羧,设诗中麓入鸯囊孛浚菠 药洗装激。 ..离子交换软化机理 采怒凑子交挨法遴学窳矮软德楚理是鬻臻豹瘩楚理方法。枣子交换 是两种以上离子性物质之间相互交换的过程。是物质运动的一种形式, 一般是指水溶液通过树脂所发生的固一液间离子相互交换的过程。软化 是指体系中离子的缎域进行转换,以一种对于系统无害钓离子如, 代替另一释薅予系统有害靛离予魏等。褥鼯较佬酶原理可表述魏天津大学王 簇硬圭毕韭论文 卜: 如果将氯化钠涔激与硝酸锂溶液混合,则溶液没有特拣变纯,其方 程式为; 一 ” 们隔开,只让~ 为使配对离子发生交换,就必须用半透腹把它 类正或受裹子遴道,铡热,、霹敦通过半透骥,只要嚣边浓 度有差别,交换就簧发生,浓度藏越大,膜孔缀越多。交换就越快,假 完全除擞圈中左边的是不可能的。式可写成: ” 一 半透膜左边匏霹班扩散列密逮,右边貔鹜毒戳扩敖至友边。 在不断加入新的纯溶液的推动下,只要右边有,总是要扩散 到右边,赢到右边的’耗尽为止,结果右边溶液完全变成硝酸钠,而 左边滚嬲熬是氯化键,完成了~豹交换。以上拳逶貘靛乍两只羧 制:,’的通过,只要将这些翻离子连接在交联浆合物静骨絮上,构成圈 一液平橱体系,膜就可不要,形势更可以不错,。一如撅成~。一基, 就构成了强酸阳离子交换树脂,照然,上述膜孔眼越多,效率越高,恕 貘裁藏激胶囊,表嚣缀这虱最大、效采最好,鼹毅褥耱毒戒多孔小圈球, 在柱里使用。在实际应用中,对选择性、树脂交联度、溶液性质等因索 应予以考虑。 ,。活性炭瘩处璞橇理 活性炭对水处理的作用原理成用具有工艺简单、操作方使、易于褥 生后重簸使用等优点,其使用范围逐渐扩大。因此,目前用于水处理的 活性炭郝以粒妖炭为主。活性炭瘸子饮用承熬涤疫净纯魅璎存在蓉一寇 的缺点,如援易孳生缁菌、蹬东暇硝酸登浓黢升高,炭的失效点不易澍 断等,但因其可除嗅去色,改善阴感,并去除水中部分有害物质,如商 机物、铁、锰、胶体、重金属、余氯等,活性旋被广泛地陂用于饮用水 豹深凄冷继工艺孛,董筝蔻去狳鸯橇耱、色、辣器余氯,改滚箧感的主要 手段。 .除余氯机理、 活性炭去除余氯豹爱应是氧化还鞭反痤,一一反应机理如下: 一 这穆稳理在实琢旋蔼孛戆表王嚣藏是当活魏炭黠存裾耱豹设辩基羟镌 天津大学工程硕士毕业论文 和,即对的降低已经很不明显时,只要通水的速度比较慢,活性炭 去除余氯的效果仍然很好。 .活性炭的吸附去除有机物性能咄? 活性炭的强吸附性能与它具有巨大的比表面积有关。吸附作用主要 发生在炭粒活化过程中所产生的各种形状和大小的细孔的表面上。活性 炭的比表面积可达?/,其吸附量与表面积、西孔的形状及分 布、表面的化学性质有关。 活性炭用于水处理时,对污染物的吸附有两种方式:一种是吸附质 通过一种相当弱的力结合到吸附剂表面上,称为范德华吸附或物理吸 附,在这种吸附中,被吸附分子的化学性质保持不变,吸附质可相对于 吸附剂自由移动,又成为可逆吸附;另一种方式是在吸附质和活性炭表 面之间有电子交换或共享而发生的化学反应,二者之间有化学键形成, 通常称为化学吸附,化学吸附是不可逆的。 活性炭对无机离子的去除,主要通过静电作用实现。当溶液中存在 两种或两种以上浓度相近的被吸附离子时,若无其他因素干扰,离 子所带电荷将是影响吸附效果的主要决定因素。电荷数高的离子更易于 被吸附:电荷数相等的离子,则由离子的大小决定吸附的次序,小离子 容易趋近于吸附点,有利于被吸附。 活性炭对有机物的吸附能力与有机物的性质和活性炭本身的微孔结构性能 有关,二者之间的作用是范德华力中的色散力起决定作用旧、。极性高 的低分子化含物及腐殖酸等高分子化合物难被吸附。如果有机物分子的大 小相同,则一般芳香族化合物较脂肪族化合物易被吸附,支链化合物比真 链化合物易被吸附。溶解度越大亲水性越强,则活性炭对其吸附率越低。 活性炭对水中憎水性较强的苯类化合物、酚类、石油及石油产品具有较强 的吸附能力,而且对用生物法和其他化学方法难以去除的有机污染物都有 较好的去除效果。 ..反渗透膜的工作原理【、 对透过的物质具有选择性的薄膜称为半渗透膜,一般将只能透过溶 剂而不能透过溶质的薄膜称为理想的半透膜。当把相同体积的稀溶液和 浓溶液分别置于半透膜的两侧,见图.反渗透膜的工作原理图: 稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地形成向浓溶液一侧流 动,这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时两液面会形成~个高度差, 即压差,此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即天津大 学工程硕士毕业论文 与溶液的种类、浓度和温度有关丽与半遴膜的性质无关。若在浓溶液一 翎麓秘一个大予渗透压豹毽力对,溶裁豹流动方囱将与原来豹渗逐方商 相反,这一过程称为反渗透。但事实上理想的半透膜是不存在的,而是 溶剂透过膜的速度快于溶质的透过速度,利用这一速度差实现分离。 ? 滚 渗透 溶簧蚂 溶裁 溶剂 囊 溶剂 溶质 鋈 鬟 渗透及渗透平衡状态 反渗透状态 初始状态 图.反渗透膜忑作原理图 黠予反渗遗鹣透过蕊璞,基蓑毒多耪理论,冀审氢键理论引、霞 先吸附一毛细管理论端副都怒针对醋酸纤维膜进行研究的,因而肖其应 用上的局限性,而且目前醋酸纤维膜的使用越来越少。溶解扩散理论“ 认为水分予、溶质都可以溶解在膜内,势在膜内进行扩毅,丽透道膜的 捺动力为莲力蓑秘浓度差。戮箍,耪矮戆渗透麓力不傻敬决予犷数系数, 而凰取决于其程膜中的溶解度。溶质的扩散系数比水分子的扩散系数小 得多,高压下水在膜内的移动速度就快,因而透过膜的水分子数麓就比 逶:建扩教嚣透遽媵懿溶震数爨更多。溶然扩教理论建立在“骰定貘是无 缺陷豹完整的”瑟础上,这样它就忽略了膜结构对膜橼能的影响,因此 用该理论来指导臌的研究存在一定的缺陷,但由于它并不是针对醋酸纤 维膜驰,因两可将其恩在聚黢胺膜斡研究中。 上述豹死秘攥论都是围绕藩祷电簇觚不同秘角瘦弱程度解释了 膜的番种透过现象,事实上谶年来发展起来的膜材料都带有正电绒负电 的。因为皮层薄以及共离子相斥使膜对某灶离子的脱除率较醋酸纤维膜 裹。本系统孛嫒怒筑聚酸黢貘辘是赘受惫黢戆。 ?.设备装置 。。零系绞工艺浚程翔强,: 垂望奎兰三堡堡主兰些笙奎 ??一 ..各设备、装置参数 ,单只处理量 ,截留分子量 超滤器:聚丙烯中空纤维膜, 为./,只/组,共两组; 玻璃钢罐,耐压.,总高度为,有效装填高 软化器: 度., 炭滤器:不锈钢罐,壁厚,有效装填高度,耐压., 装填果壳活性炭总量约为.; 保安微过滤器;聚丙烯熔喷膜,过滤孔径为,支/组,共两组; 膜:韩国世韩公司..聚酰胺螺旋卷式反渗透膜元件,单只 回收率%,脱盐率%,最大水通量./,总用量支, 一级支,二级支。排列组合方式见图.、.;图中每只 自来水 图.制水工艺流程图 表 . 水处理系统使用泵技术参数一览 功率 型号 扬程 流量 编号 位置 、 、 / .. 原水管道 .超滤增压 一 软化增压 . . . . . . 超滤酸洗 一级高压 .? .。 二级增压 . 二级高压 .. . 天津大学工程硕士毕业论文 纯 源 图.一级膜组合图 图.二级膜组合图 工艺流程图中泵的有关参数见表. ?.水质检测项目及方法 实验中自行检测的水质项目及方法见表.,表中各项检测项目均 按照《生活饮用水卫生标准检验法》或《天然 矿泉水标准检验法》规定方法测定。成品水需要检测的其它项目送卫生 部门检测。图.、.分别为铁、亚硝酸盐标准曲线 天津大学工程硕士毕业论文 表.水质自检项目及检测方法【、】 项目 检测方法 水银温度计测定,精度为? 水温 .电导率仪测定 电导率 值 .酸度计测定 浊度 标准比色法 酸性高锰酸钾法 亚硝酸盐 重氮化偶合分光光度法固体格式试剂 纳氏试剂分光光度法 氨氮 臭氧 碘量法 细菌总数 平皿培养法 大肠菌群 多管发酵法 总铁 二氮杂菲分光光度法 滴定法 总硬度 图. .标准曲线天津火学工程硕士毕业论文 第三章预处理单元实验分析及实际运行中问题分析 为能够使预处理方案得到充分论证,实际工作中首先在中将 方案中的超滤、活性炭单元设计为小型实验装置,进行了试验测定,并 在此基础上安装了处理量为./的二级纯水制备系统。 ?.超滤的水处理作用试验及设计 ..超滤的水处理效果试验及分析 利用公司原有产品的外壳装入小型超滤膜进行试验,通过对其进 水、滤出水进行取样分析,证实超滤对降低、铁含量有着明显的 效果。其分析数据见表.。 表.超滤膜过滤去除水中、总铁效果 编号 . . . . 原水/ . . . . 超滤出水/ . . . . 有效去除率% . . . . 原水总铁/ . . . . 超滤出水总铁/ . . . . 总铁有效去除率% .自来水中的很大一部分来源于腐殖质和有机物胶体,其颗粒度 较大,可被超滤膜有效截留,从而使值降低,试验数据表明:当 进水的较高时,超滤的过滤效果更为明显; .市政管道供水中的铁含量比较高的主要原因:一部分来源于水处理场 所加的含铁絮凝剂未能完全沉淀,另一部分则是由于供水管网的锈蚀, 在水厂常规加氯处理中所加入的过量氯的强氧化作用,将水中以及供水 管道壁上的及金属铁氧化成”,并且在近中性溶液中形成胶体, 从而造成水体的发黄色及异味嗅。超滤对胶体的去除有着非常明 显的优势; .关于超滤对的作用【、、、:所有的膜均对进水的淤泥 密度指数有明确的要求,如本系统中采用的..膜, 要求进水的最高.应.。是监测水中微米及亚微米级颗粒含 量的指标,主要是水中胶体和悬浮物等微粒的含量。方法一般为测定天津大 学工程硕士毕业论文 在一定压力和标准间隔时间内,一定体积的水样通过微孔过滤器的阻 塞率。由于在系统操作中受到条件的限制,不易测得,我们采取 在原水罐中加入一定的杂菌,测定超滤截菌率的方法致使的截留, 理由是:一般的杂菌其最小直径为.一.,而测定中使用的 微孔膜一般采用.,可以这样推测,如果使用的超滤膜对杂菌的 截留率达到%,则对.以上的胶体、悬浮物的截留率应该达到 系统要求,而在实际工作中,超滤膜对杂菌的截留率都大于%,因 此,认定超率出水符合膜进水指标要求。 ..超滤系统的设计及清洗 由于本系统中是将超滤作为第一级预处理,而市政供水由于是地表 水源,季节、天气、环境等诸多因素对水质均有较大影响。在设计中 对各秘污染因素充分考虑,设计了内压式自动水清洗超滤系统。系统 的组成包括自清洗单元、药洗单元、控制单元,超滤膜分为两组并联, 可适用于连续操作。在实际操作中; .自动清洗的连续运转~般以为一周期,自动清洗采用气动阀 控制,顺序为组正冲,组正冲,两组同时等压冲洗浓水 淡水比为:; .采用低压运行,进水压力控制在...,一般夏季。控 /, 制出水量/,浓淡水比例为浓/淡/;冬季‘出水量为 浓淡水比例浓/淡/。当进水压力需要升至. 以上方可满 足水量需要时,则应进行药洗。 .超滤加药清洗:用%草酸,控制迸水压力.,采用正冲/次, 冲洗次。一般每次冲洗需要一个班次的工时。超滤药洗后,使用 原水冲至出水电导率恢复为进水电导率为止。 ?.超滤系统连续运转清洗方式讨论 影响超滤膜过滤效果主要包括两种因素:一是超滤膜的浓差极化; 另一种是膜的污染。大量研究表明,超滤膜在超滤过程中所产生的浓 差极化现象和膜污染既有一定联系,又有区别。超滤膜的浓差极化是 指溶液在工作压力驱动下,溶质逐渐向膜表面积聚的结果。它使这部 分界面出的浓度逐渐增高,当高出主体溶液的浓度时,造成高浓度溶 质反向扩散,致使浓差极化层不断扩大,最后在膜表面上形成一层凝 胶层,使液体阻力明显增加,膜的渗透速率很快下降,以至超滤过程无津大学 工程硕士毕北论文 无法继续下去,尽管这样,这萃申浓差极化现象是可以被消除的,是可 逶麓。瑟骥污潦是瘗溶鬟与貘李孝辩之瘸稠互箨蔫掰弓起翡,在貘表蟊 生成吸附沉积朦的结果,翻而是不可逆的,必须经过化学清洗,才有 可能恢复膜的透过性能。现在一般大型水处理系统经常采用的自动清 洗方式可分为以下几萃孛: ..压缩空气及化学剂成冲? 试验为采用一定压力.左右的压缩空气对聚丙烯中空纤 维黢孑径为进弦反洗,使膜嚣侧的压夔缎撩在 ...,当超媳。 残连续未霜药荆藏洗时, 交替使用两种不同的化学剂酸性、碱性进行反洗,药洗通常可是 降低到. 以下。实验中发现,用压缩空气反洗后,出水中 耱经海黪鬏粒籀显增多,谖明爰洗对簇莛毒损经懿。 ..气水双洗”’ 一些研究试验中,对.聚乙烯中空纤维膜进行每隔进 行爱两拳孛洗麓瓣鳋郏溱气,每隔.轰褥缱震次氯酸逛罩予爱冲 洗,效果明显。该清洗方法克服了压缩空气反洗中鲋膜的损伤。 在一些城市自来水净化处理中采用的中空纤维造续过滤系统中, 由于水量很大,多采用此羊申方式。它的特点是在爱淡液净水由膜 静囊承翻逶入终压簇酶雨翻,由内囱舞发向渗透清流的同时,旋貘的 避水口,鼓入压缩空气对中空纤维膜外照进行空气振荡和气泡擦洗。 与殷向清洗共同作用,可实现在线清洗,连续生产。 。,壹动承瀵洗系统 正如本系统所采用的,对于内压式膜清洗时的糯力不能过大,否 则会使膜表面发生形变,因此采用正向的水冲洗和簿压冲洗结合,可 以将隧羞在膜袭嚣魏凝骏鼷冷戤,达到潼洗基懿。逡麓怼系统遴行鸯鬟 药演洗,清除簸污染。 ?,软化系统的设计依据及实际效果 对软化系统设计的基本臻求包括:使用的树脂具有较高的交捩屠、 鞍黼的机械强魔,以保证树脂能够长期擞复使用、树脂的再生性能好, 软化系统能够满足整体设备连续运转需器。为了验涟设计效果,在实 验爨中祓了篱攀的枣登试验,选取茬高为,壹经为魏模叛 天津大学工程硕士毕业论文 交换柱,装入一型树脂,装入家用净水器的外壳中,进行软 化试验,数据见表. 表.树脂交换软化效果试验结果 畦理水量 趟承\\ 硬度\ 号进水号进水 注:号进水总硬度为;号进水总硬度为。 从试验中可以得出结论:当树脂对进水的软化交换一旦接近饱和, 则出水的总硬度会很快增长,设备中的设计应保证出水的总硬度 。在实际应用中,对离子交换树脂使用效果有影响的主要因素 还包括: .树脂的粒度:树脂的粒度对交换速度及压力降有明显的影响,在实际 应用中,选定最合适的粒度.目; .交换柱:树脂装在柱中,溶液在流动状态下与树脂反复交换。树脂在 柱中类似于蒸馏塔中的塔板一样,其交换重复次数与柱的高度有关, 树脂层越高,流速越慢,交换量就越大。根据一些试验的资料,在较 大型柱的设计中,柱高与柱径之比以/为宜,如果交换柱过高,会 影响树脂的利用率,也增加压头损失。布水的形式对交换的影响也很 大,在应用上要求良好的状态,即水流均匀,避免短路,提前泄漏。 所以,这就要求进出水都有布水装置,一般采用多孔板,滤帽或大阻 力的配水多孔管。 .原液的影响:主要有杂质的干扰,原水中的悬浮物、胶体物质 等会堵塞或覆盖树脂,因此要求用微孔过滤器、砂滤、吸附树脂或其 它机械过滤方法除去:浓度:由于离子交换树脂的交换容量不大, 一般在低浓度下比较有利。干扰离子:原液中所含同类型离子种 类太多或浓度太大?/,就会使体系复杂化,严重影响树 脂工作,特别是在高价金属离子如:”、”等离子以及各种络合离 子如。‘’’等存在下,最好先用其它简便方法预先除去。另外, 氧化剂、还原剂都会干扰树脂的使用。 .值:原液的影响离子存在形式,因此,对树脂使用的影响很 大。 天津丈学王程疆?毕壁论文 在实际操作中,选用粒度在.目之间的树脂,同时选择适当的 柱高与秘经比树脂交换柱选用校离柱径圪为.,处理量为/。采用 委瓣藤,在设计跨设立嚣拿獯立匏较纯耱稽柱,可遽行转换攥俸, 以满足设备连续运转的需要,进水中所存在的机械杂质、悬浮物、以及 胶体中的”在进行软化处理之前已经过超滤,可有效降低对型树 疆麴影拣,提蹇秘聪秀生效率,敞少型软纯捉驻憨中毒。遂承为天 津市市政供水,所以,以及交换离子浓度均能够符合瓣求。 实际操作中。幽于考虑到原水的不稳定性以及操作人员交接班次蹿 原因,阂此在工艺中隳求每日定融进行软化椴的再生,即规定再生周期 为浚注蠢效运行露阕,、器重,凑技术久爨缀踩碱溅爨承总硬度,绦谖 进水硬度指标。寝.为生产跟踪记录 表.软使系统运露记最 运行露期