反滲透裝置的日常使用及維護

1、系統(tǒng)的日常啟動和停止：

    反滲透系統(tǒng)一旦投入運行并穩(wěn)定，應盡量讓其處于穩(wěn)定運行狀態(tài)中，但事實上大多數(shù)反滲透系統(tǒng)都必須經(jīng)常性的啟動和停止。每一次系統(tǒng)的啟動和停止都涉及流量與壓力的變化，對膜元件產(chǎn)生機械應力。因此，必要時盡量降低系統(tǒng)的啟動停止頻率，正常的啟動和停止也應該平穩(wěn)。日常啟動的方法步驟與初次運行的步驟相同，要求壓力和流量的升高要緩慢。

1.1 系統(tǒng)日常啟動

反滲透裝置調(diào)試完畢后即可投入正常運行，以下為反滲透裝置的啟動、運行和停機的步驟：

①預處理系統(tǒng)運行已達到穩(wěn)定狀態(tài)。

②開啟閥門在低的給水壓力和流量下將系統(tǒng)的空氣排出。

③啟動高壓泵，開啟高壓泵出口電動慢開門，緩慢開啟，調(diào)節(jié)進水及濃水閥，使各性能參數(shù)達到設定值，使流量及回收率滿足設計要求。

④反滲透設備投入運行后，監(jiān)測各指標，不合格應及時調(diào)整。

★注意事項：

① 更換新膜之前要對預處理進行徹底清洗或更換；

② 更換新的阻垢劑前要對系統(tǒng)進行徹底清洗或做凝聚試驗；

③ 新系統(tǒng)投入運行前要對系統(tǒng)進行低壓沖洗；

④ 設備操作人員需經(jīng)專業(yè)人員指導培訓。

⑤ 設備運行前先檢查打開相關閥門。

⑥ 膜的進水方向嚴禁更改，設備嚴禁反洗，嚴禁背壓。

1.2 系統(tǒng)正常停機

系統(tǒng)停機步驟：

①打開產(chǎn)水排放閥。

② 打開高壓泵旁通控制閥降低系統(tǒng)的進水流量，同時緩慢打開濃水控制閥，降低壓力至30～40PSI左右，關閉相應的加藥裝置，維持此低壓沖洗直到濃水電導與進水電導一致（沖洗時間約10～20分鐘）。

③ 低壓沖洗5～10min后，系統(tǒng)停機。

注意：要注意全系統(tǒng)的開停機順序。

★注意事項：

①必須用產(chǎn)品水或預處理出水低壓沖洗整個膜系統(tǒng)，沖洗掉膜面的濃水，防止鹽類沉淀污染；

②低壓沖洗時不應投加阻垢劑等其他藥劑（若使用預處理出水沖洗系統(tǒng)則保持絮凝劑和還原劑的投加）；

③防止產(chǎn)生背壓，應首先打開產(chǎn)水排放閥；

④流量和壓力的上升下降要緩慢進行，較高的流量有利于提高沖洗效果，但不應超過單只膜元件最大進水流量，同時壓力容器兩端的壓力差也不能超過極限值。

整個過程時間控制在30～60秒，海水淡化系統(tǒng)所需的時間也要相應延長。系統(tǒng)的啟動和停止可由PLC（可編程控制器）實現(xiàn)自動控制，但要定期檢查相應電氣設備的運行狀態(tài)。

2、系統(tǒng)運行記錄：

2.1 運行數(shù)據(jù)的記錄

運行數(shù)據(jù)可以說明反滲透系統(tǒng)的性能。在整個反滲透系統(tǒng)壽命期間都要進行日常收集，這些數(shù)據(jù)與定期的水分析一起為評價反滲透裝置的性能提供資料。需要記錄的主要有以下數(shù)據(jù)：流量(進水、產(chǎn)品水和濃水流量)；壓力(5μm保安過濾器前、后、高壓泵出口、各段給水)；溫度(給水)；電導率／TDS(總給水、總產(chǎn)品水、濃水)；SDI(給水)；運行時間；偶然事件(SDI、pH值和壓力失常、不正常停運等)；所有儀表的校準(必須按照制造的建議方法和周期進行校準)。

流量、壓力、溫度、電導率、建議每班一次；SDI對地表水每班一次，對地下水可每周一次。另外，對于加藥劑量、pH值、游離氯也應進行記錄。

2.2 數(shù)據(jù)處理

反滲透系統(tǒng)的性能是受給水成分、給水壓力、溫度和回收率的影響。例如當給水溫度下降4℃將會使產(chǎn)品水流量下降10％，但是這卻是一種正?，F(xiàn)象。為了把這種正?，F(xiàn)象同反滲透系統(tǒng)性能的真正改變區(qū)分開來，就需要對產(chǎn)水流量和鹽透過率進行標準化。也就是說在考慮運行參數(shù)的情況下，把產(chǎn)品水流量和鹽透過率與一個給定的參考性能相比較，這個參考性能可能是設計的性能或者是測量得到的系統(tǒng)剛投運時的性能。

以設計的(或保證的)系統(tǒng)性能作參比來進行標準化時，可以用該標準化來證實設備達到了指定(或保證的)性能。以系統(tǒng)投運時的性能作參比來進行標準化時，可以用該標準化來顯示從投運之日到進行標準經(jīng)時設備性能的變化，即時識別系統(tǒng)存在的問題(如結垢或積污)。

系統(tǒng)預處理情況統(tǒng)計表

反滲透系統(tǒng)運行記錄表

3、系統(tǒng)停運期間管理：

3.1 日常停運期間（0～48小時）的管理

日常停運期間（0～48小時）的管理參照正常停機程序進行，關鍵是必須進行停機時的低壓沖洗，且為了防止微生物的滋生每隔24小時須沖洗一次。

3.2 系統(tǒng)停運（2～25）天的管理

①膜系統(tǒng)的停機按照本章“4-2反滲透系統(tǒng)的日常使用和維護”中所述的停機步驟進行。

②停機后保證壓力容器內(nèi)充滿RO生產(chǎn)的純水，并關閉所有的進水、濃水閥門和產(chǎn)水閥門，防止膜元件干燥和微生物的滋生。

③當溫度大于20℃時，每12小時便需要重復沖洗一次；當溫度小于20℃時，每24小時重復沖洗一次。

④對于地表水或存在高微生物污染的水源，須用RO產(chǎn)水配制的含有1.0％亞硫酸氫鈉的溶液沖洗反滲透系統(tǒng)，如果同時用這種溶液浸泡膜元件，效果更好，重復沖洗周期也將相應延長。

⑤系統(tǒng)停機期間，溫度保持在5℃～45℃之間。低溫有利于膜元件的保存，但應防止系統(tǒng)結冰凍結。

3.3 系統(tǒng)長期停運期間（25天以上）的管理

①參照正常停機程序進行，并用產(chǎn)品水低壓沖洗系統(tǒng)。

②最好進行一次化學清洗及殺菌處理，清洗完后用RO產(chǎn)水低壓沖洗系統(tǒng)，直到濃水電導與進水電導一致。

③用反滲透產(chǎn)純水配制含有1.0％的亞硫酸氫鈉保護液，依靠化學清洗系統(tǒng)循環(huán)沖洗膜元件，排除壓力容器中的空氣，將膜元件完全浸泡在保護液中，防止膜元件干燥，關閉所有的進水閥門、濃水閥門和產(chǎn)水閥門，防止空氣進入使保護液失效。

④每周檢查保護液的pH值，當pH小于3時，請及時更換保護液。

⑤系統(tǒng)停機期間，溫度保持在5℃～45℃之間。低溫有利于膜元件的保存，但應防止系統(tǒng)結冰凍結。

3.4 系統(tǒng)停運后取出膜元件的保存管理

系統(tǒng)停機后若將膜元件取出則須對取出膜元件進行保存處理，請按照本手冊中膜元件的保存及儲存要求操作。

第四章 反滲透系統(tǒng)故障診斷與排除

反滲透膜系統(tǒng)主要存在兩大類故障：

（1）RO系統(tǒng)初始運行（調(diào)試）時產(chǎn)水量和脫鹽率異常。

（2）RO系統(tǒng)初始運行情況正常，經(jīng)過一段時間后出現(xiàn)產(chǎn)水量和脫鹽率降低的情況。下面針對此兩大類故障進行討論。

1、反滲透膜系統(tǒng)初始運行（調(diào)試）的故障排除：

1.1 產(chǎn)水量低，壓力高

出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因主要有以下幾種情況：

（1）儀器儀表讀數(shù)誤差

壓力表、流量計使用前沒有校正，讀數(shù)不準確。壓力表安裝位置離壓力容器兩端較遠，其讀數(shù)含有管路的壓力損失，但被作為進水壓力則導致進水壓力偏低，產(chǎn)水量偏低。

（2） 溫度進水溫度比初始設計時低，進水溫度每降低3℃產(chǎn)水量約降低10％。

（3）進水電導（或TDS）

進水電導（或TDS）比設計值高很多，對于NaCL溶液TDS每增加1000ppm則滲透壓增加約11.4psi（0.8bar），相同進水壓力下，產(chǎn)水量將降低。

（4）產(chǎn)水側壓力

相同進水壓力下，由于產(chǎn)水側設置憋壓或者產(chǎn)水管路偏小輸送點遠、高造成阻力較大，導致凈壓力減少，產(chǎn)水量降低。

（5） 壓差

正常情況，對于6芯裝8040膜元件，兩段壓差約3～4bar。管路設計不合理導致壓力損失較大或者二段濃水排放閥不完全關閉，這些都將導致凈壓力減少，從而導致產(chǎn)水量降低。

（6） 膜元件通量衰減

濕膜元件保存不到位或濕膜元件裝入系統(tǒng)后未采取保護措施，使膜元件變干，導致通量大幅衰減或無通量，從而導致系統(tǒng)產(chǎn)水量低。

 膜元件裝入系統(tǒng)前沒有確認進水是否達標，導致用含有陽離子、中性、兩性表面活性劑或含有其它與膜不兼容的化學品的進水浸泡沖洗膜元件，致使膜元件通量衰減，從而導致系統(tǒng)產(chǎn)水量低。

1.2 脫鹽率低，產(chǎn)水電導高

（1）儀器儀表讀數(shù)誤差電導儀（或TDS儀）沒有進行校正，讀數(shù)誤差較大，導致計算出的脫鹽率低。

（2）膜元件連接器或壓力容器端板連接適配器密封泄露

安裝膜元件過程中，連接器上的‘O’型圈扭傷或脫落，導致高含鹽水進入產(chǎn)水中。判斷：

首先測出每支壓力容器的產(chǎn)水電導，若有某個壓力容器的產(chǎn)水電導偏高，再用‘探針法’判斷漏鹽點的具體位置，若漏鹽點在連接器處則可以重新安裝膜元件予以糾正；若漏鹽點在膜元件處，則須更換有問題的膜元件。

（3） 進水pH值

反滲透膜比較理想的pH值范圍為6～8，過低或過高的pH值對整個系統(tǒng)的脫鹽率都有影響。

（4）進水為地下水，水中碳酸氫根（HCO₃）含量較高

地下水堿度較高，其HCO₃含量較高，由于HCO₃被脫除后，此平衡（CO₂ + H₂O ?HCO₃+ H⁺）將向右進行，導致系統(tǒng)產(chǎn)水pH變低，電導升高。

（5） 膜元件被氧化

膜元件裝入系統(tǒng)之前沒有對預處理出水的達標情況進行檢查，致使余氯超標或含有其它氧化劑的進水進入膜系統(tǒng)，造成膜的氧化，使膜元件脫鹽率降低。另外陽離子、中性、兩性表面活性劑也會造成膜元件脫鹽率的降低。

2、反滲透膜系統(tǒng)穩(wěn)定運行后出現(xiàn)的故障排除：

反滲透系統(tǒng)中最常見的問題是脫鹽率的下降和產(chǎn)品水量的降低，如果二者或其中之一緩慢地降低，則可能是污垢或水垢產(chǎn)生的常見現(xiàn)象，可以通過適當?shù)那逑磥斫鉀Q問題；而突然或快速的性能下降，則表明處理系統(tǒng)出了問題或操作失當。發(fā)生了問題，需要盡早解決，延誤時機會導致反滲透膜無法恢復原有的性能。

及時發(fā)現(xiàn)問題的先決條件是保存相應的記錄。當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)脫鹽率和產(chǎn)水量下降時，首先應該校正儀表，以避免因儀表原因而誤判。這些儀表包括電導率表、流量表、壓力表、溫度表等。其次，要對記錄的運行數(shù)據(jù)進行“標準化”。因溫度、進水TDS、回收率、使用年限和水通量等發(fā)生變化，都會引起脫鹽率和產(chǎn)水量的變化。通過計算得到標準化的產(chǎn)水量和脫鹽率，然后與初始的運行數(shù)據(jù)進行比較，確認系統(tǒng)有無故障。   

2.1 反滲透系統(tǒng)故障排除的主要措施

（1）核實儀表操作

包括壓力表、流量計、pH計、電導率計、溫度計等，必要時重新校正。

（2）重新檢查操作數(shù)據(jù)

檢驗操作記錄、通量及脫鹽率的變化,考慮溫度、壓力、給水濃度、膜的年齡等對產(chǎn)量和脫鹽率的影響。

（3）評估可能的機械和化學問題

機械問題主要是O形圈的損壞、鹽水密封的損壞、泵的損壞、管道和閥門的損壞、不精確的儀表等?；瘜W問題一是酸添加的不適當，高劑量的酸會損壞膜或引起基于硫酸鹽的結垢（若使用硫酸），低劑量會導致碳酸鹽或基于金屬氫氧化物的垢或污染；二是阻垢劑添加的不適當，高劑量可能導致污染，低劑量可能導致結垢。

（4）分析進料水化學條件的變化

將現(xiàn)行的進料水分析和設計時的基準數(shù)據(jù)相比較，進料水化學條件的變化會產(chǎn)生增添預處理或更新原有預處理設備的需求。

（5）鑒定污染物

一是分析進料液、鹽水和產(chǎn)品液的無機成分，總有機碳(TOC)、濁度、pH值、TDS、總懸浮固體(TSS)、SDI和溫度，其中SDI、TSS和濁度的測定能提供微粒物質(zhì)污染的依據(jù)，TOC的測定可預示有機物的污染傾向；二是浸漬和分析進料液筒過濾器(優(yōu)先采用的方法)或SDI過濾器濾墊。

（6）目測、稱重、膜元件現(xiàn)場解剖等手段進一步確定故障的原因

目測：打開壓力容器第一段進水端板和第二段出水端板，查看膜元件斷面及壓力容器內(nèi)壁，若內(nèi)壁有滑膩感且有腥味則存在微生物污染；若內(nèi)壁摸起來較粗糙，則存在結垢污染。

稱重：對第一段第一支和二段最后一支膜元件稱重，若一段第一支膜元件較重則可能存在懸浮物、膠體污染；若二段最后一支膜元件較重則可能存在結垢污染。

膜元件現(xiàn)場解剖：觀察分析膜面污染物，在膜面加酸或加堿觀察現(xiàn)象。

（7）若從以上步驟仍舊無法確定故障的原因，可從系統(tǒng)中取出一支膜元件進行全面分析，各個膜元件制造商均有此項服務，通過全面分析基本可以確定故障的原因。全面分析包括目測、稱重、性能測試、解剖、膜片污染物分析、加壓染色、化學處理等。

（8）選擇合適的清洗方案

在清洗方案的選擇中，應考慮以下因素：膜的類型和清洗劑選擇的相容性，清洗設備的需求，系統(tǒng)的結構材料，污染物的鑒定等。

2.2 常見故障癥狀、原因、解決方法

癥狀1：鹽透過率升高，產(chǎn)水量卻下降，每段之間的壓力差增大，膜組件質(zhì)量顯著增加。

癥狀2：鹽透過率和產(chǎn)水流量下降

癥狀3：鹽透過率和產(chǎn)水流量增加,但進水和濃水之間的壓力差正常。

癥狀4：開始鹽透過率不變,甚至還會有所降低,在運行一段時間后系統(tǒng)鹽透過率開始持續(xù)增加,并伴隨著進水和濃水之間的壓差增大和系統(tǒng)產(chǎn)水量降低。

癥狀5：鹽透過率高，產(chǎn)水量滿意，甚至稍高,每段壓力差較大。

癥狀6：鹽透過率增大,產(chǎn)水流量加大,壓力差降低。

癥狀7：鹽透過率高,產(chǎn)水量滿意或稍高.每段之間的壓力差基本不變。

癥狀8：鹽通過率和產(chǎn)水流量增加,進水和濃水之間的壓力降低或正常。