脫鹽水系統(tǒng)反滲透的運(yùn)行維護(hù)及故障處理

付林軍

一、反滲透膜元件的安裝及藥劑控制

1.1膜元件安裝及藥劑控制

膜元件安裝過程

沖洗進(jìn)水管路及膜殼內(nèi)部，檢查潔凈程度不得存有異物。

由給水端向濃水端插入1只膜元件的2/3，記錄元件編號。

檢查膜連接件的“○”型密封，并加甘油潤滑。禁止使用凡士林、有機(jī)溶劑或陽離子表面活性劑進(jìn)行潤滑。

將膜元件向濃水方向推入膜殼內(nèi)。

全部膜元件裝入膜殼后，需測量膜元件兩側(cè)與膜殼端板之間是否存在間隙，如果存在較大間隙，需要加裝墊片以防止系統(tǒng)運(yùn)行時膜元件在膜殼內(nèi)來回撞擊。

1.2 RO進(jìn)水水質(zhì)要求

濁度：傳統(tǒng)預(yù)處理后<0.5NTU，超濾后<0.2NTU）

SDI<5（傳統(tǒng)預(yù)處理后<4，超濾后<3）

鐵、錳<50μg/L

總油為0mg

余氯為0mg

ORP<200mv

PH：2—10，通常控制在6—8之間

其他數(shù)據(jù)應(yīng)符合系統(tǒng)設(shè)計的進(jìn)水水質(zhì)

膜殼及管道需要反復(fù)沖洗，直到潔凈為止。之后開始安裝，使用甘油潤滑，保證中心管連接緊密。

密封膠圈一側(cè)為進(jìn)水方向，沒有膠圈的為濃水側(cè)。

膜與膜殼端板之間間隙過大，要在端板適配器上增加墊片，墊片要加在進(jìn)水側(cè)的適配器上。

1.3系統(tǒng)加藥及濃度控制

若系統(tǒng)進(jìn)水中存在殘留氧化劑，系統(tǒng)運(yùn)行時應(yīng)投加相對計量的還原劑。設(shè)定為每1.0mg/L余氯投加2～3.0mg/L（PPM）SBS（亞硫酸氫鈉）;還原劑加藥泵應(yīng)與供水泵聯(lián)動;

系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)投加阻垢劑的加藥量，應(yīng)由藥劑供應(yīng)商根據(jù)實際進(jìn)水水質(zhì)計算確定。阻垢劑加藥泵應(yīng)與高壓泵聯(lián)動;

要根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的變化及時調(diào)整加藥量;

氧化性殺菌劑一般安排在預(yù)處理單元，保證殺菌時間;

非氧化性殺菌劑選型很重要，定期更換品種防止菌類產(chǎn)生抗藥性;

藥劑配制量不宜過多，防止浪費(fèi)或失效。

1.4加藥量計算舉例

每個現(xiàn)場都存在加藥量計算問題，使用的泵的型號不同，藥劑濃度不同，泵的流量不同，該如何計算，下面舉例說明。

一套反滲透系統(tǒng)添加阻垢劑。使用的計量泵最大流量14.4升/小時，可調(diào)頻率和沖程。供水量200m3/H，加藥量為3PPM。藥劑為8倍濃縮液，藥桶1m3。問每桶藥劑制配需要多少公斤的濃縮液。

計算：

每小時需要添加阻垢劑X：X/供水量=3PPM=>X=3*200*1000=600000毫克=600=0.6公斤

也就是說需要在一個小時內(nèi)在加藥泵最大加藥量14.4升藥劑中含有0.6公斤的純度100%的阻垢劑，而阻垢劑為8倍濃縮液，所以0.6/8=0.075公斤（設(shè)計阻垢劑密度為1，如果>1，這個數(shù)據(jù)要除以密度）。

加藥桶為1m3，制配滿桶藥劑需要阻垢劑的量為Y：

Y/1000=0.075/14.4=>Y=1000*0.075/14.4=5.208公斤。

Y就是最后的加藥量。

1.5系統(tǒng)生物活性控制

氧化性殺菌劑：次氯酸鈉、二氧化氯等;

如使用氧化性的殺菌劑，需在RO系統(tǒng)前進(jìn)行還原;

日常消毒使用15-25PPM的異噻唑啉酮（1.5%濃度）;

沖擊式殺菌使用10-30PPM的DBNPA（二溴次氮基丙酰胺）;

不定期的更換非氧化殺菌劑的品種，防止微生物形成抗藥性。

二、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及運(yùn)行參數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)化介紹

因反滲透運(yùn)行受到某些不正常因素的影響，各項運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)生比較典型的改變時，往往難以準(zhǔn)確判斷是何種因素的變化所致，這就需要我們把運(yùn)行條件統(tǒng)一在一個標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行比較，可以凸顯非正常原因帶來的運(yùn)行參數(shù)的改變和整體運(yùn)行工況的趨勢，數(shù)據(jù)采集和找出變化的這種工作是一種標(biāo)準(zhǔn)化工作。

2.1反滲透運(yùn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化管理

在穩(wěn)定回收率、產(chǎn)水量的情況下，真實記錄系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù);

采用美國海德能或陶瓷的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化軟件;

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化軟件可以消除溫度、進(jìn)水TDS、產(chǎn)水量和回收率的影響，獲得標(biāo)準(zhǔn)化性能參數(shù)，判斷系統(tǒng)是否處于故障狀態(tài)及是否需要化學(xué)清洗;

將系統(tǒng)目前的標(biāo)準(zhǔn)化性能參數(shù)與運(yùn)行初始的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，就可以確定系統(tǒng)性能的變化情況。

2.2各項運(yùn)行指標(biāo)對反滲透運(yùn)行產(chǎn)生的影響—回收率

濃縮倍率=

2.4各項運(yùn)行指標(biāo)對反滲透運(yùn)行產(chǎn)生的影響—水溫

2.5各項運(yùn)行指標(biāo)對反滲透運(yùn)行產(chǎn)生的影響—含鹽量

2.6各項運(yùn)行指標(biāo)對反滲透運(yùn)行產(chǎn)生的影響--PH

2.7各項運(yùn)行指標(biāo)對反滲透運(yùn)行產(chǎn)生的影響—操作壓力

三、化學(xué)清洗及保護(hù)

3.1化學(xué)清洗判斷標(biāo)準(zhǔn)

在未做人工調(diào)整的情況下，反滲透系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)明顯偏離設(shè)定值的狀況，可以作為化學(xué)清洗的判斷標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1反滲透故障的表現(xiàn)：流量——標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水流量較初始值下降15%以上，表現(xiàn)為產(chǎn)水量明顯下降或運(yùn)行壓力升高

3.1.2壓差——標(biāo)準(zhǔn)化后壓差升高至初始值1.5倍以上，表現(xiàn)為單端壓差升高或兩段同時升高;

3.1.3透鹽率——標(biāo)準(zhǔn)化后透鹽率升高15%以上，表現(xiàn)為產(chǎn)水電導(dǎo)明顯升高;

3.2化學(xué)清洗前的準(zhǔn)備工作

清洗前可分別打開壓力容器一段入口側(cè)端板及二段出口側(cè)端板進(jìn)行檢查，看是否有明顯的附著物、膜元件有無變色、異味、手摸有無粘滑或沙礫感，根據(jù)檢查的結(jié)果確定膜的污染種類及程度，從而確定化學(xué)清洗配方;

稱重也有助于判斷膜元件的污堵或結(jié)垢的程度;

化學(xué)清洗前先記錄各運(yùn)行參數(shù)及單只壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)，以便洗后評判化學(xué)清洗的效果;

準(zhǔn)備好化學(xué)清洗所需的足量藥品;檢查化學(xué)清洗系統(tǒng)的泵、閥門、管路是否正常;校正化學(xué)清洗中使用的流量、溫度、pH等儀表;更換清洗保安過濾器濾芯。

污染物質(zhì)和清洗藥品

3.2.1清洗的注意事項

循環(huán)清洗時，水泵的轉(zhuǎn)動、流體的撞擊和某些化學(xué)反應(yīng)均會導(dǎo)致清洗液溫度升高，需要嚴(yán)格監(jiān)測清洗溫度;

嚴(yán)重污染時可能需要排放更多的清洗液，以防止循環(huán)清洗帶來的污染;

根據(jù)清洗液PH、流量和壓力的變化判斷清洗效果，還有清洗液氣泡是否豐富和顏色是否變化，清洗流量是否增加等等，注意根據(jù)具體情況添加藥劑，保證清洗液的有效成分

3.2.2生物污染的清洗

清洗雖不能減少生物污染層，但可以改變污染層透水性;

常見生物污泥剝離劑大都是陽離子表面活性劑，使用時需控制用量;

堿性清洗液與非氧化性殺菌劑可交替使用，對生物污染膜元件進(jìn)行反復(fù)清洗，并盡量提高清洗流速;

生物污染嚴(yán)重的膜元件無法通過化學(xué)清洗完全恢復(fù)性能，應(yīng)注意平時的生物活性控制。

3.2.3重垢清洗時的注意事項

嚴(yán)重結(jié)垢的膜元件在化學(xué)清洗時存在塊狀剝離現(xiàn)象，垢塊從膜表面剝離時可能會損傷膜元件的脫鹽層;

結(jié)垢的系統(tǒng)應(yīng)避免采用過低pH的清洗液及過高的清洗流速，應(yīng)采用溫和的清洗液，以低速循環(huán)及浸泡為主，直至pH不再出現(xiàn)明顯改變，方可提高流速;

嚴(yán)重結(jié)垢的膜元件采用低pH值運(yùn)行更為適合;

3.2.4清洗中的物理性強(qiáng)化手段

分段清洗可以有效避免系統(tǒng)前端、后端交叉污染;

分段清洗能夠有效降低清洗阻力，增大清洗切向流速;

足夠高的切向流速是清洗顆粒物及微生物污染的前提;

系統(tǒng)前端污染時，反向清洗系統(tǒng)膜元件受到的污染更小;

離線清洗可以使清洗效果最大化;

嚴(yán)重污染時，正反向交替清洗的效果更為明顯！

3.2.5系統(tǒng)停機(jī)保護(hù)與再運(yùn)行

短期停機(jī)應(yīng)定期使用RO產(chǎn)水低壓沖洗，每次15分鐘以上，每天至少沖洗一次;

長期停機(jī)前應(yīng)進(jìn)行徹底的化學(xué)清洗，再將保護(hù)液打入系統(tǒng)內(nèi)并封閉系統(tǒng)，27℃以下每30天沖洗一次并更換保護(hù)液，27℃以上每15天1次;

保護(hù)液可使用1%的亞硫酸氫鈉溶液，保護(hù)液需采用RO產(chǎn)水配制;

再次啟動系統(tǒng)時，應(yīng)排盡系統(tǒng)內(nèi)氣體，在低于正常給水壓力50%的壓力下進(jìn)行低壓沖洗1小時以上，將保護(hù)液沖洗干凈方可啟動。

四、反滲透故障分析

可能導(dǎo)致反滲透故障的因素

膜污染;污堵結(jié)垢微生物污染

機(jī)械性損傷：劃傷、破裂、剝離

化學(xué)性侵害：氧化劑陽離子型藥劑超出pH范圍其他化學(xué)品

4.1反滲透故障判斷步驟1——準(zhǔn)備工作

獲取真實運(yùn)行記錄;

現(xiàn)場查看水質(zhì)是否波動;

對儀器儀表進(jìn)行校核;

對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化

4.2反滲透故障判斷步驟2-在線評估

首先對RO系統(tǒng)整體現(xiàn)場檢查，然后前處理系統(tǒng)現(xiàn)場檢查，其次對單套RO裝置現(xiàn)場檢查，再有對壓力容器內(nèi)部檢查。

4.2.1整體現(xiàn)場檢查：了解阻垢劑、還原劑的種類、劑量、加藥方式、加藥點(diǎn)位置;是否可能偏流？了解實際加藥量;了解保安濾芯更換周期及舊濾芯的表面狀況;了解反滲透的啟停規(guī)律;了解反滲透進(jìn)水SDI、余氯、pH、水溫等的變化情況;

4.2.2前處理系統(tǒng)檢查：對前處理工藝進(jìn)行檢查，了解各工藝運(yùn)行工況及進(jìn)水及產(chǎn)水水質(zhì);

4.2.3單套RO檢查：了解故障發(fā)生時間及數(shù)據(jù)變化情況;了解故障發(fā)生前后有無異常情況發(fā)生;查看該反滲透設(shè)備之間相對位置關(guān)系;測量分析單支壓力容器產(chǎn)水電導(dǎo);實行單支膜的檢查;

4.2.4壓力容器內(nèi)部檢查：實行探針法檢測分析;拆膜檢查適配器及膜連接件的密封圈是否完好。

4.3在線評估3—關(guān)注細(xì)節(jié)

4.3.1通過氣味簡單判斷發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在問題：

Cl、Fe、生物污染均存在不同氣味，系統(tǒng)沖洗時及拆膜后應(yīng)注意有無異常的漂白粉味、鐵腥味、魚腥味或臭味。

4.3.2細(xì)致詢問系統(tǒng)運(yùn)行過程和參數(shù)：

注意了解系統(tǒng)啟停方式、故障發(fā)生時間及過程、加藥及配藥細(xì)節(jié)、有無突發(fā)事件、化學(xué)清洗周期及過程、濾芯更換周期等，全面了解系統(tǒng)運(yùn)行狀況。一般來說，反滲透污染前，前處理裝置會有預(yù)警，比如濾芯更換周期縮短、多介質(zhì)過濾器SDI或濁度超標(biāo)、超濾清洗頻率增加等。

4.4在線評估4—拆出檢查

將拆除的膜元件控水后稱重、觀察端面、膜殼內(nèi)壁狀態(tài)、手摸有無粘滑或沙礫感，對附著物定性分析。稱重能直觀的判斷污染程度和類別。往往污染嚴(yán)重的膜會比新膜重很多。所以安裝新膜之前稱重記錄以備今后使用，是一個好的習(xí)慣。

4.5在線評估5——單支壓力容器產(chǎn)水電導(dǎo)測量

尋找每支壓力容器產(chǎn)水水質(zhì)分布規(guī)律;

確定系統(tǒng)中哪一支壓力容器具有高透鹽率;

對照啟動時此壓力容器產(chǎn)水水質(zhì)情況;

建議將此項工作常態(tài)化，定期測量

探針測試，系統(tǒng)正常運(yùn)行，膜殼產(chǎn)水一側(cè)堵死，另外一側(cè)插入探針管，檢測產(chǎn)水電導(dǎo)率變化趨勢。

濃水端板污染物，用鹽酸滴定，有大量氣泡，說明系統(tǒng)二段存在結(jié)垢的情況。

五、結(jié)語

本人通過上述組織對本單位的反滲透系統(tǒng)膜元件的運(yùn)行維護(hù)效果好，成本較低，建議推廣。