铁路生活饮水应用膜分离制水新工艺的几点体会_常志鹏

科技信息2008年第24期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION一、概况铁路沿线生活用水,大都是采用地下水作为水源。水中溶解性总固体和总硬度都较高,有的地区是苦咸水,还有的地区含氟或含铁超标。例如:新乡南站地下水水中溶解性总固体1500mg/L、总硬度(以碳酸钙计)470mg/L、铁2.1mg/L。这几项指标都超过了国家《生活饮用水卫生标准》规定的限值:溶解性总固体1000mg/L、总硬度(以碳酸钙计)450mg/L、铁0.3mg/L。不符合国家《生活饮用水卫生标准》的水源,只能作为职工家属洗衣、洗浴及冲洗厕所等非饮用水,是不适宜作为人们饮用水(食用水)的。针对铁路沿线生活水水质差、人们喝水难的问题。近几年,郑州铁路局采用膜分离制水新工艺,彻底去除水中杂质、细菌、病毒及有害物质。先后在郑州北、长治北、月山、安阳、新乡、新乡南、郑州等处所,设计安装了反渗透饮用纯净水制备,上述饮用纯净水都是以桶装水方式,供给职工家属作为饮用水,已取得较好的供水效果,并且在设计管理方面取得了一定的经验。根据对铁路生活饮水应用纯净水制备的调查研究,结合应用实践,现将铁路生活饮水应用膜分离制水新工艺,纯净水制备的几点体会和初步结论阐述如下。二、正确设计与使用软化器的体会膜分离制水新工艺,反渗透饮用纯净水制备的设计,首先要考虑进水水质,其中钙、镁硬度是一项主要指标。因为,钙、镁离子会沉积于反渗透膜表面,阻塞膜通水量,影响脱盐效果,所以原水硬度,它是决定反渗透设备寿命的重要条件。饮用纯净水制备,由于不宜采用加阻垢剂方法,所以,都是采用钠离子交换软化器,去除水中钙、镁硬度。1.根据水量及水质设计选用软化器有的厂商,搞所谓标准配置,例如产水量0.25m3/h两级反渗透水处理设备,无论原水硬度多少,软化器与砂滤器、碳滤器的大小都是一样,均为DN250×1400mm。当原水硬度为6mmol/L时,DN250×1400mm软化器,装钠树脂44L,每个再生周期可产水量7.3m3左右。0.25m3/h两级反渗透,要求软水量1.45m3/h,软化器运行5h,就要再生1次,中断供水1.5h。如果每天累计运行10h,就要再生2次,累计中断供水3h,这种运行方式是不正常的。因此,软化器应根据产水量及原水硬度,按每周期运行8～12h再生1次进行设计。对上述原水硬度,应采用DN300×1500mm软化器,装钠树脂85L,运行1h再生1次。软化器除了要选好,还要管好用好。软化器树脂的再生是关键,实际操作应做到两不能、一接近、一认真(就是加食盐数量按规定不能少,进盐液及置换的时间共50分不能少,树脂清洗排水中的氯根要接近原水,水质硬度要认真化验),保证再生清洗质量。2.软化器使用效果实例新乡铁路纯净水厂,一级反渗透产水量0.25m3/h,采用陶氏低压膜。原水电导率1000μs/cm、原水硬度8mmol/L,选用DN300×1500mm软化器,装钠树脂85L,软水量1.0m3/h,运行10h再生1次。由于配置合理,操作管理认真,还有硬度化验记录。使用多年来,反渗透膜的水通量及脱盐率除了正常衰减外,膜表面未发生结垢和污染,出水电导率,投产初期为7～8μs/cm,现为9～11μs/cm,可见软化的效果是大的。三、合理设计与配置反渗透膜的体会合理设计车配置反渗透膜,首先要了解什么是膜元件标准产水量及设计产水量,膜元件标准产水量是膜元件生产厂家在标准测试条件下测得的产水量﹙即产品手册的产水量﹚,而膜元件设计产水量是在设计时所赋于每支膜的实际产水量。由于生产厂家配制标准测试液的水质为反渗透产水,因而几乎不带杂质,不存在膜元件被污染的问题,而且测试时间短。但在实际使用时,除了二级反渗透系统的进水是以一级反渗透的产水作为进水外,其他反渗透系统的进水几乎都是经普通预处理后的原水,尽管对原水进行过预处理,去除了一部分杂质,但与标准测试条件所用水源相比,其进水水质仍然很差,此时如仍按标准产水量作为设计产水量,则反渗透膜元件很快会受到污染,造成膜元件损坏。所以,不能把膜元件标准产水量作为设计产水量。1.膜设计产水量的的计算方法膜设计产水量快捷简便的计算方法是:单支膜设计产水量(m3/h)=有效膜面积(ft2)×水通量(gfd)式中:有效膜面积ft2(英尺2)=0.0929㎡水通量gfd(加仑/英尺2.时)=1.7L/㎡.h例如:两级反渗透水处理设备进水水源为软化水,采用4040膜,一级膜有效膜面积82ft2(7.6㎡);二级膜有效膜面积87ft2(8.1㎡),根据膜生产厂家设计导则,结合应用实践,一级膜水通量选用19gfd(32.3L/㎡.h);二级膜的进水是一级反渗透产水,所以,二级膜水通量选用25gfd(42.5L/㎡.h)。则:单支一级膜设计产水量=7.6㎡×32.3L/㎡.h÷10