原水预处理
原水--原水箱--原水泵
--石英砂过滤器原水经过多介质过滤器的多层机械过滤,可以滤除掉原水中的泥砂、铁锈、固体大颗粒物、胶体等杂物。
--活性炭过滤器
主要作用:除去原水中的有机物,游离氢,色素和臭味等,其主要原理是滤料表面吸附和过滤
--软化器
作用:降低原水的硬度,其主要原理是用阳离了交换树脂交换原水中的钙、镁离子从而降低原水硬度。离子交换树脂使用一定时间之后,需要再生,再生就是用钠离子将附在阳离子交换树脂上的钙镁等离子交换出来。
软水器再生
树脂的冲洗与再生
Ca2+、Mg2+离子被Na+离子换出来后就存留在交换剂中,使用一段时间后,Na+离子接近被置换完
时,交换剂就会失效,不再起软化作用了。这时就需要用食盐水对交换剂进行再生处理(还原)即再用Na离子把交换剂中的Ca2+ Mg2+置换出来并用水冲走。经再生处理后的离子交换剂又成为Na-R型。
再生过程是:
反冲洗--翻松钠离子交换树脂,并可将离子交换层表面的泥沙、悬浮物、杂质、破碎的树脂等冲走;
再生---盐液(浓度10%)以一定速度从下至上流过离子交换层,或用饱和盐液浸泡离子交换树脂;
正冲洗--为了清除残存的还原剂和再生还原时的生成物CaCl、MgCl,,需进行正洗,直到出水无咸味时停止冲洗。
补水---再生吸盐以后自动将水补入盐箱以备下次再生。
反渗透系统(RO)
渗透与反渗透:
渗透:渗透是水分子经半透膜(允许溶剂分子通过,不允许溶质分子通过的膜)扩散的现象。它由高水分子区域(即低浓度溶液)渗入低水分子区域(即高浓度溶液),直到细胞内外浓度平衡(等张)为止。
渗透压:范特霍大公式对稀溶液来说,渗透压与溶液的浓度和温度成正比,它的比例常数就是气体状态方程式中的常数R。用方程式表示如下:πV=nRT或π=CV:RTπ为稀溶液的渗透压,v;为溶质生成的离子数,c为溶质的摩尔浓度,R为气体常数,n为溶质的物质的量,T为绝对温度
反渗透:
高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。例如:用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到卤水。RO反渗透膜是实现反渗透的核心元件,是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的首径一般在0.5~10mm之间,透过性的大小与膜不身的化学结构有关。有的高分了材料对盐的摔斥性好,而水的透过速度并不好。有的高分了材料化学结构具有较多亲水基团,因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。
选择反渗透RO膜需要考虑哪些性能指标
1.脱盐率:RO膜的脱盐率=(1-RO膜的产水含盐量/进水含盐量)x100%
2.产水量:指反渗透系统的产水能力,即单位时间内透过RO膜的水量,通常用吨/小时或加仑/天来表示。
3.回收率:指反渗透膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据反渗透系统中预处理的进水水质及用水要求而定的。RO膜系统的回收率在设计时就已经确定。
EDI系统
EDI (Electro de ionization):是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合,利用两端电极高压使水中带电离子移动,并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除,从而达到水纯化的目的·EDI膜堆主要由交替排列的阳离子交换膜、浓水室、阴离子交换膜、淡水室和正、负电极组成。
EDI工作原理:
EDI装置将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成 EDI单元。EDI组件中将一定数量的EDI单元间用网状物隔开,形成浓水室,又在单元组两场设置阴/阳电极。在自流电的推动下,通过淡水室水流中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室而在淡水室离子带出系统,成为浓水。
EDI设备一般以反渗透(RO)纯水作为EDI给水。RO纯水电阻率般是40-2uS/cm(25℃)。EDI纯水电阻率可以高达
18MΩcm(25℃),但是根据去离子水用途和系统配置设置,EDI线水话用于制备电率要求在1-18.2MQcm(25℃)的纯水。
EDI的优点:
(1)EDI与RO配套使用,可调节电流以改变出水质量,用标准模块组合改变出水量。
(2)EDI不用再生树脂,免除了树脂化学再生配套设施(如酸碱贮罐、泵和管道)使纯水系统设备结构简化投资节省,操作简化,运行费用降低。
(3)技术经济比较还表明EDI比混床系统更能适应进水中TDS变化而不影响出水质量,而且对制水成本影响很小。
(4)EDI环境效益显著,表现在二个方面:①克服了树脂化学再生造成的废水污染:2EDI排放的浓水口直接回到RO之前再利用,这样EDI单元可以做到没有废水排放。
抛光混床
离子交换树脂:
离子交换树脂是具有网状立体结构的高分子多元酸或多元碱的聚合物。网状结构的骨架一般十分稳定,与酸、碱及某些有机溶剂和一般弱氧化剂都不起作用,对热也比较稳定。在其网状结构的骨架上有许多可电离、可被交换的基团,如磺酸基(-SOH)、羧基(一C0OH)及季胺基(一NROH)等,正由于这些基团的存在,才使树脂具有离子交换能力。
阳离子交换树脂和阴离子交换树脂:
屈酸性的在名称前加“阴”,强酸性阳离了树脂与NaC1作用,转变为钠型树脂使用,就叫做“钠型阳离子交换树脂”。属碱性的在名称前加“阴”。
离子交换原理:
采用离了交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除,以氯化钠(NaC1)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
阳离子交换树脂:R-H+Na=R-Na+H
阴离子交换树脂:R-OH+C1-=R-C1+0H
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成: R-H +R-OH+NaCl-RNa+RC1+HO
离子交换树脂的分类:
按结构特征:凝胶型、大孔型和等孔型等;
按单体种类:苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;
按活性基团:强酸性、弱酸性、强碱性和弱碱性等,其中前两者带有酸性活性基团,称为阳离子交换树脂,后两者带有碱性活性基团,称为阴离子交换树脂