1、反渗透设备运行中的故障分析随着电子及医药产业的迅猛发展，水处理技术也在实际应用中不断完善，尤其是膜处理技术已有相当完整的理论基础并且经过了长期的实践检验。反渗透系统是水处理中极为关键的一道程序，它具有设备精密、运行压力高的特点。该系统的运行状况将直接影响到最终出水水质，故做好反渗透系统的调试工作显得尤为重要。我们可以从以下几个方面来掌握：一、运行条件反渗透系统由反渗透膜(RO)、高压泵及为保护反渗透膜而设置的保安过滤器组成。保安过滤器内装有过滤孔径为 5m 的滤芯。这些滤芯会过滤掉任何尺寸大于 5m 的颗粒。对下游 RO 膜起到保护作用，否则 RO 膜表面极易结垢。目前较常用的渗透膜类别为聚酰
2、胺膜，膜型式为卷式复合膜，该种型式的膜的除盐率可达 99.5%。由于 RO 膜易受水中 PH 值、余氯及水温的影响，故 RO 膜运行前对进水水质有严格要求：PH 值：310余氯值：0.1mg/LSDI15 值：5.0水 温：45 以上任一指标超出范围，均有可能使渗透膜产生变形，从而影响出水水质和缩短膜的使用寿命。并且膜的种类不同对进水水质要求也有所不同。在调试前可以根据 RO 膜厂家提供的说明进行确认。二、运行前准备RO 作为高压运行设备，在运行前为保护设备及仪表和安全起见，应严格安照操作程序确认并调整好阀门的开启状态，具体操作如下：1、完全打开保安过滤器进水阀门和打开高压泵进水阀门2、打开高
3、压泵出水阀门一圈3、打开 RO 入口阀一圈4、将浓水管上针阀旋转三圈半5、完全打开产水出口阀及浓水出口阀6、将所有取样阀和清洗阀门关闭7、将所有压力显示阀打开至半开状态三、试车运行当确认以上条件都满足时，可以启动高压泵投入试运行。由于 RO 也是一种液液分离设备，只有当给水压力高于渗透压时，水才能通过反渗透膜，从而达到除盐效果。此现象的驱动力来自给水(浓水)压力和渗透压(渗透压随渗透膜的种类和型式不同而变化)之间的压差(P)，该部分的 P 可由装在 RO 入口的截止阀(阀 5)和装在浓水管线上的压力调节针型阀(阀 13)来调节控制。首先根据 RO 入口截止阀来调节进水总量(流量计 11 与流量
4、计 12 的读数和)至设计进水量。然后用压力调节针型阀(阀 13)来准确调节产水流量及浓水压力，当产水量比设计值小时，说明给水(浓水)压力太小，即是 P 值太小，这时应将针阀关小，以增大浓水(进水)压力，直到产水量等于设计值。反渗透膜元件的污染与清洗：在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到给水中可能存在的悬浮物或难溶盐的污染，这些污染中最常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙沉淀、金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM 天然有机物质、合成有机物(如：阻垢剂/分散剂，阳离子聚合电解质)、微生物 (藻类、霉菌、真菌)等污染。污染性质和污染速度取决于各种因素，如给水水质
5、和系统回收率。通常污染是渐进发展的，如不尽早控制，污染将会在相对较短的时间内损坏膜元件。当膜元件确证已被污染，或是在长期停机之前，或是作为定期日常维护，建议对膜元件进行清洗。当反渗透系统(或装置)出现以下症状时，需要进行化学清洗或物理冲洗：在正常给水压力下，产水量较正常值下降 1015%;为维持正常的产水量，经温度校正后的给水压力增加 1015%;产水水质降低 1015%，透盐率增加 1015%;给水压力增加 1015%;系统各段之间压差明显增加。保持稳定的运行参数主要是指产水流量、产水背压、回收率、温度及 TDS。如果这些运行参数起伏不定，海德能公司建议检查是否有污染发生，或者在关键运行参数
6、有变化的前提下 , 反渗透的实际运行是否正常。定时监测系统整体性能是确认膜元件是否已发生污染的基本方法。污染对膜元件的影响是渐进的，并且影响的程度取决于污染的性质。表 1“反渗透膜污染特征及处理方法”列出了常见的污染现象和相应 的 处理方法。已受污染的反渗透膜 ， 清洗周期根据现场实际情况而定。海德能公司建议，正常的清洗周期是每3-12 个月一次。当膜元件仅仅是发生了轻度污染时，重要的是清洗膜元件。重度污染会因阻碍化学药剂深入渗透至污染层，影响清洗效果。清洗何种污染物以及如何清洗要根据现场污染情况而进行。对于几种污染同时存在的复杂情况，清洗方法是采用低 PH 和高 PH 的清洗液交替清洗(应先
7、低 PH 后高 PH 值清洗)。2 污染情况分析碳酸钙垢：碳酸钙垢是一种矿物结垢。当阻垢剂/分散剂添加系统出现故障时，或是加酸 pH 调节系统出故障而引起给水 pH 增高时，碳酸钙垢有可能沉积出来。尽早地检测碳酸钙垢，对于防止膜层表面沉积的晶体损伤膜元件是极为必要的。早期检测出的碳酸钙垢可由降低给水的 pH 值至 35，运行 12 小时的方法去除。对于沉积时间长的碳酸钙垢，可用低 pH 值的柠檬酸溶液清洗去除。硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢：硫酸盐垢是比碳酸钙垢硬很多的矿物质垢，且不易去除。硫酸盐垢可在阻垢剂/分散剂添加系统出现故障或加硫酸调节 pH 时沉积出来。海德能公司认为尽早地检测硫酸盐垢对于
8、防止膜层表面沉积的晶体损伤膜元件是极为必要的。硫酸钡和硫酸锶垢较难去除，因为它们几乎在所有的清洗溶液中难以溶解，所以，应加以特别的注意以防止此类结垢的生成。金属氧化物/氢氧化物污染：典型的金属氧化物和金属氢氧化物污染为铁、锌、锰、铜、铝等。这种垢的形成导因可能是装置管路、容器(罐/槽)的腐蚀产物，或是空气中氧化的金属离子、氯、臭氧、钾、高锰酸盐，或是由在预处理过滤系统中使用铁或铝助凝剂所致。聚合硅垢：硅凝胶层垢由溶解性硅的过饱和态及聚合物所致，且非常难以去除。需要注意的是，这种硅的污染不同于硅胶体物的污染。硅胶体物污染可能是由与金属氢氧化物缔合或是与有机物缔合而造成的。硅垢的去除很艰难，可采用
9、传统的化学清洗方法。如果传统的方法不能解决这种垢的去除问题，请与海德能公司技术部门联系。现有的化学清洗药剂，如氟化氢铵，已在一些项目上得到了成功的使用，但使用时须考虑此方法的操作危害和对设备的损坏，加以防护措施。胶体污染：胶体是悬浮在水中的无机物或是有机与无机混合物的颗粒，它不会由于自身重力而沉淀。胶体物通常含有以下一个或多个主要组份，如：铁、铝、硅、硫或有机物。非溶性的天然有机物污染(NOM)：非溶性天然有机物污染(NOMNatural Organic Matter)通常是由地表水或深井水中的营养物的分解而导致的。有机污染的化学机理很复杂，主要的有机组份或是腐植酸，或是灰黄霉酸。非溶性 NOM 被吸附到膜表面可造成 RO 膜元件的快速污染，一旦吸收作用产生，渐渐地结成凝胶或块状的污染过程就会开始。微生物沉积：有机沉积物是由细菌粘泥、真菌、霉菌等生成的，这种污染物较难去除，尤其是在给水通路被完全堵塞的情况下。给水通路堵塞会使清洁的进水难以充分均匀的进入膜元件内。为抑制这种沉积物的进一步生长，重要的是不仅要清洁和维护 RO 系统，同时还要清洁预处理、管道及端头等。对膜元件采用氧化性杀菌时，请与海德能公司技术支持部门联系，使用认可的杀菌剂。
