1、浅析反渗透系统运行中存在的问题原因及处理摘要：分析了反渗透系统( RO)存在的反渗透膜运行压差高及反渗透运行收率低的原因，由于预处理滤料质量、运行保养、化学清洗、RO 系统设计存在问题，从而导致反渗透膜压差升高、清洗周期短、膜的性能下降快、系统回收率低的一系列问题，通过采取相应措施后，解决了问题，保证反渗透系统的正常、稳定、高效运行。 关键词：反渗透膜预处理运行保养化学清洗二级反渗透 中图分类号：Q272 文献标识码：A 一、概述 江苏双良利士德化工有限公司 EPS 部公用工程反渗透( Reverse Osmosis，简称 R0)系统原设计采用一级反渗透系统(40m3h)，共计二套，一用一备，
2、生产纯水供工艺使用。RO 装置设计产纯水 40m3h，脱盐率大于 97.5，系统回收率 70。RO 系统采用两段串联配置，采用美国海德能 ESPA2-800 型超低压反渗透膜。其制成工艺为自来水通过管网压力先进入预处理多介质过滤器（F1001A/B/C） ，再进入活性炭过滤器（F1002A/B/C） ，经预处理的生活水进入中间水箱，经过保安过滤滤器，高压泵，进入反渗透装置（RO1001A/B） ，浓水进入浓水箱（V1007） ，纯水进入纯水中间水箱（V1010） ，经纯水中间泵（P1011A/B）打入纯水罐（V1001/V1002） ，供车间使用。 纯水阻垢剂 原水 多介质过滤器 活性炭过滤器
3、 中间水箱保安过滤器 纯水罐纯水中间箱 反渗透装置高压泵 浓水箱 改造前工艺流程图 二、存在问题 2010 年 5 月 18 日，反渗透系统第一套开始运行并生产出合格纯水，2010 年 7 月中旬以后，反渗透运行出现异常，主要表现在两个方面： 1.出现一段压差增长过快现象；到 7 月底一段压差 P1 增至0.4MPa，产水降低到 30 m3/h，电导率上升超过 5 us/cm，脱盐率降低，产水质量不合格。 2.系统回收率较低。原设计回收 70%，但经实际运行后，产纯水：40 m3/h，浓水：25 m3/h。系统回收率仅为 61.5%，造成运行物耗偏高。 三、对纯水系统发生的问题分析 为了更好的
4、解决第一套反渗透短时间内压差高的问题，我们打开了反渗透并对反渗透膜进行了检查，发现反渗透膜里面有石英沙粉末与活性炭粉末，其中还有一种很腥的味道。经现场专业人员判断为预处理存在问题并打开了预处理多介质过滤器，从中取出最上层直径在 12mm 的石英沙，真正的天然石英沙是不与盐酸反应的而且强度非常好不易破碎，而人工加工而成石英沙，与盐酸发生剧烈反应，并强度较低易破碎。经与盐酸进行实验，发现滤料存在问题。 从对预处理多介质过滤器检查与试验结果看，预处理多介质存在问题，导致 RO 膜受到污染。另外打开了活性炭过滤器，取出部分活性炭，经过分析，同样存在质量问题。对活性炭过滤器进水电导率与出水电导率进行检测
5、分析，发现出水电导率比进水电导率要高 10%，同时根据纯水预处理系统运行没有加任何杀菌药剂，极易在活性炭过滤器中形成微生物污染，经上述分析，活性炭已经失效，进一步造成了反渗透膜的微生物污染。 针对纯水收率低的问题，原纯水设计存在缺陷，一级反渗透生产纯水很难达到电导率 5 以下的，从反渗透膜排列 5：4 的设计中只追求了质量，但造成了系统收率的降低，从系统运行中无法达到纯水收率 70%以上的设计要求。 四、处理措施 通过我们对第一套纯水系统出现的问题，我们进行细致的分析，并制定了有针对性的技术改进方案，组织实施。 1.对预处理存在质量问题的滤料进行了全部更换。对预处理多介质过滤器的结构进行了全面
6、检查，并在进水分布器增加了一层滤网，以防止细小的石英沙颗料进入下道工序，造成反渗透膜的污堵。石英沙采用的是天然的石英沙，并对每层垫层与过滤层的装填进行了严格的检查，保证滤料的装填按照平整规范、不混层的求。同时对活性炭过滤器中的进水分布器增加一层滤网，更换了活性炭及垫层，活性炭此次采用的是椰壳活性炭。 2.对纯水系统增加了杀菌处理系统，在预处理多介质过滤器进水处增加了次氯酸钠加药装置与余氯分析仪，使在多介质过滤器前水中的余氯含量提高到 1m gm3，在预处理出水处，保安过滤器前增加了亚硫酸氢钠的加药装置，采用 ORP 表在线监测水中余氯值。ORP 值不超过300MV，如果达到 300MV，系统自
7、动报警并采取措施加大投加亚硫酸氢钠投加量，如果 ORP 达到 350MV，系统应立即停机直至降至 300MV 以下，才能重新投入运行。 3.化学清洗。根据现场分析第一套反渗透膜的一段压差高属劣质石英沙污染同时伴有微生物污染。按海德能反渗透膜技术手册要求，应采取先酸洗后碱洗，先二段后一段分段清洗方法。酸洗采用 2.0%柠檬酸；0.5%盐酸，碱洗采用 0.8% EDTA-4Na；0.1% N aOH。 清洗流程： 用纯水冲洗 1 小时配药酸洗循环 30 分钟二段清洗 90 钟一段清洗 90分钟 浸泡 2 小时 二段循环 1 小时 一段循环 1 小时浸泡 8 小时 二段循环 40 分钟。 酸洗结束后
8、进行碱洗，清洗流程与酸洗相同。最后用 1%亚硫酸氢钠进行杀菌后保养，经实践证明，按此方法进行化学清洗可以达到预期的效果，恢复反渗透性能、降低反渗透压差。用 1%亚硫酸氢钠保养 1 个月有助于恢复化学清洗浓度超过标准造成的膜脱盐率降低的问题，使反渗透膜性能得到恢复。 4. 针对原纯水工艺进行技术改造增加二级反渗透系统。一级纯水系统经运行出现了很多敝端，一段运行压差高，纯水收率低的问题，将最终降低纯水反渗透膜寿命。为了解决由于工艺方面出现的问题，经公司领导决定对纯水工艺进行技术改造，改造成二级反渗透系统。二级纯水系统 RO 装置设计产品水 40M3h，脱盐率大于 97.5，系统回收率70。RO 系
9、统采用两段串联配置，一段 4 个压力容器，二段 3 个压力容器。每个压力容器内装有 6 根 RO 膜，共有 42 根膜。采用美国海德能ESPA2-800 型超低压反渗透膜。此次改造增加了反渗透进水低压提升泵，避免了直接启动高压泵对反渗透膜的冲击，同时对浓水进行全部回收利用。其纯水系统工艺流程如下： NaCLONaHSO3 纯水阻垢剂 原水 多介质过滤器 活性炭过滤器 中间水箱保安过滤器 保安过滤器提升泵二级中间水箱 一级反渗透 高压泵 浓水 高压泵 二级反渗透 纯水箱纯水罐 改造后的工艺流程图 注：符号为新增部分 纯水系统改造完成后，运行正常，提高了纯水系统整体收率，降低了能耗，同时延长反渗透
10、膜的使用寿命。 五结论与建议 本装置采取以上处理措施以后，RO 系统的一段压差高的问题得到了解决，化学清洗周期由原来 3 个月 1 次延长到 1 年 1 次。纯水系统的收率从以前的 60%提高到了 70%，系统运行平稳正常。RO 是一种新技术，在 EPS 等化工行业中已经得到了广泛的应用，其工艺简单，易于操作，和传统的阴阳离子交换的纯水处理工艺相比较，RO 对环境没有污染，已经得到了认可。针对纯水系统用户普遍存在的问题，建议在设计 RO 系统时，结合当地的源水水质情况，做好预处理，严格选取滤料，合理的进行预处理加药保养，对反渗透膜的化学清洗要有针对性，严格控制所使用化学清洗药剂的浓度与清洗时的温度以及药剂与反渗透膜接触时间，有利于保护反渗透膜，另外针对纯水反渗透膜化学清洗造成的脱盐率降低可以采用亚矿硫酸氢钠保养 1 个月以上的方法恢复其性能。对反渗透产水品质要求较高的用户，一定要合理的选择工艺，避免造成收率低，反渗透膜的操作压差大，易损坏反渗透膜的不科学工艺。
