反滲透裝置的日常使用及維護(hù)

1、系統(tǒng)的日常啟動(dòng)和停止：

    反滲透系統(tǒng)一旦投入運(yùn)行并穩(wěn)定，應(yīng)盡量讓其處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)中，但事實(shí)上大多數(shù)反滲透系統(tǒng)都必須經(jīng)常性的啟動(dòng)和停止。每一次系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止都涉及流量與壓力的變化，對(duì)膜元件產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。因此，必要時(shí)盡量降低系統(tǒng)的啟動(dòng)停止頻率，正常的啟動(dòng)和停止也應(yīng)該平穩(wěn)。日常啟動(dòng)的方法步驟與初次運(yùn)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(dòng)

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

①預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行已達(dá)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(dòng)高壓泵，開啟高壓泵出口電動(dòng)慢開門，緩慢開啟，調(diào)節(jié)進(jìn)水及濃水閥，使各性能參數(shù)達(dá)到設(shè)定值，使流量及回收率滿足設(shè)計(jì)要求。

④反滲透設(shè)備投入運(yùn)行后，監(jiān)測(cè)各指標(biāo)，不合格應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

★注意事項(xiàng)：

① 更換新膜之前要對(duì)預(yù)處理進(jìn)行徹底清洗或更換；

② 更換新的阻垢劑前要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行徹底清洗或做凝聚試驗(yàn)；

③ 新系統(tǒng)投入運(yùn)行前要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行低壓沖洗；

④ 設(shè)備操作人員需經(jīng)專業(yè)人員指導(dǎo)培訓(xùn)。

⑤ 設(shè)備運(yùn)行前先檢查打開相關(guān)閥門。

⑥ 膜的進(jìn)水方向嚴(yán)禁更改，設(shè)備嚴(yán)禁反洗，嚴(yán)禁背壓。

1.2 系統(tǒng)正常停機(jī)

系統(tǒng)停機(jī)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(jìn)水流量，同時(shí)緩慢打開濃水控制閥，降低壓力至30～40PSI左右，關(guān)閉相應(yīng)的加藥裝置，維持此低壓沖洗直到濃水電導(dǎo)與進(jìn)水電導(dǎo)一致（沖洗時(shí)間約10～20分鐘）。

③ 低壓沖洗5～10min后，系統(tǒng)停機(jī)。

注意：要注意全系統(tǒng)的開停機(jī)順序。

★注意事項(xiàng)：

①必須用產(chǎn)品水或預(yù)處理出水低壓沖洗整個(gè)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(shí)不應(yīng)投加阻垢劑等其他藥劑（若使用預(yù)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(yīng)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(jìn)行，較高的流量有利于提高沖洗效果，但不應(yīng)超過單只膜元件最大進(jìn)水流量，同時(shí)壓力容器兩端的壓力差也不能超過極限值。

整個(gè)過程時(shí)間控制在30～60秒，海水淡化系統(tǒng)所需的時(shí)間也要相應(yīng)延長(zhǎng)。系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止可由PLC（可編程控制器）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但要定期檢查相應(yīng)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

2、系統(tǒng)運(yùn)行記錄：

2.1 運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄

運(yùn)行數(shù)據(jù)可以說明反滲透系統(tǒng)的性能。在整個(gè)反滲透系統(tǒng)壽命期間都要進(jìn)行日常收集，這些數(shù)據(jù)與定期的水分析一起為評(píng)價(jià)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(jìn)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(dǎo)率／TDS(總給水、總產(chǎn)品水、濃水)；SDI(給水)；運(yùn)行時(shí)間；偶然事件(SDI、pH值和壓力失常、不正常停運(yùn)等)；所有儀表的校準(zhǔn)(必須按照制造的建議方法和周期進(jìn)行校準(zhǔn))。

流量、壓力、溫度、電導(dǎo)率、建議每班一次；SDI對(duì)地表水每班一次，對(duì)地下水可每周一次。另外，對(duì)于加藥劑量、pH值、游離氯也應(yīng)進(jìn)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(dāng)給水溫度下降4℃將會(huì)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(duì)產(chǎn)水流量和鹽透過率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。也就是說在考慮運(yùn)行參數(shù)的情況下，把產(chǎn)品水流量和鹽透過率與一個(gè)給定的參考性能相比較，這個(gè)參考性能可能是設(shè)計(jì)的性能或者是測(cè)量得到的系統(tǒng)剛投運(yùn)時(shí)的性能。

以設(shè)計(jì)的(或保證的)系統(tǒng)性能作參比來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，可以用該標(biāo)準(zhǔn)化來證實(shí)設(shè)備達(dá)到了指定(或保證的)性能。以系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)的性能作參比來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，可以用該標(biāo)準(zhǔn)化來顯示從投運(yùn)之日到進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)時(shí)設(shè)備性能的變化，即時(shí)識(shí)別系統(tǒng)存在的問題(如結(jié)垢或積污)。

系統(tǒng)預(yù)處理情況統(tǒng)計(jì)表

反滲透系統(tǒng)運(yùn)行記錄表

3、系統(tǒng)停運(yùn)期間管理：

3.1 日常停運(yùn)期間（0～48小時(shí)）的管理

日常停運(yùn)期間（0～48小時(shí)）的管理參照正常停機(jī)程序進(jìn)行，關(guān)鍵是必須進(jìn)行停機(jī)時(shí)的低壓沖洗，且為了防止微生物的滋生每隔24小時(shí)須沖洗一次。

3.2 系統(tǒng)停運(yùn)（2～25）天的管理

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

②停機(jī)后保證壓力容器內(nèi)充滿RO生產(chǎn)的純水，并關(guān)閉所有的進(jìn)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(dāng)溫度大于20℃時(shí)，每12小時(shí)便需要重復(fù)沖洗一次；當(dāng)溫度小于20℃時(shí)，每24小時(shí)重復(fù)沖洗一次。

④對(duì)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(shí)用這種溶液浸泡膜元件，效果更好，重復(fù)沖洗周期也將相應(yīng)延長(zhǎng)。

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

3.3 系統(tǒng)長(zhǎng)期停運(yùn)期間（25天以上）的管理

①參照正常停機(jī)程序進(jìn)行，并用產(chǎn)品水低壓沖洗系統(tǒng)。

②最好進(jìn)行一次化學(xué)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(dǎo)與進(jìn)水電導(dǎo)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(hù)液，依靠化學(xué)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(hù)液中，防止膜元件干燥，關(guān)閉所有的進(jìn)水閥門、濃水閥門和產(chǎn)水閥門，防止空氣進(jìn)入使保護(hù)液失效。

④每周檢查保護(hù)液的pH值，當(dāng)pH小于3時(shí)，請(qǐng)及時(shí)更換保護(hù)液。

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

3.4 系統(tǒng)停運(yùn)后取出膜元件的保存管理

系統(tǒng)停機(jī)后若將膜元件取出則須對(duì)取出膜元件進(jìn)行保存處理，請(qǐng)按照本手冊(cè)中膜元件的保存及儲(chǔ)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(yùn)行（調(diào)試）時(shí)產(chǎn)水量和脫鹽率異常。

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

1、反滲透膜系統(tǒng)初始運(yùn)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(jì)使用前沒有校正，讀數(shù)不準(zhǔn)確。壓力表安裝位置離壓力容器兩端較遠(yuǎn)，其讀數(shù)含有管路的壓力損失，但被作為進(jìn)水壓力則導(dǎo)致進(jìn)水壓力偏低，產(chǎn)水量偏低。

（2） 溫度進(jìn)水溫度比初始設(shè)計(jì)時(shí)低，進(jìn)水溫度每降低3℃產(chǎn)水量約降低10％。

（3）進(jìn)水電導(dǎo)（或TDS）

進(jìn)水電導(dǎo)（或TDS）比設(shè)計(jì)值高很多，對(duì)于NaCL溶液TDS每增加1000ppm則滲透壓增加約11.4psi（0.8bar），相同進(jìn)水壓力下，產(chǎn)水量將降低。

（4）產(chǎn)水側(cè)壓力

相同進(jìn)水壓力下，由于產(chǎn)水側(cè)設(shè)置憋壓或者產(chǎn)水管路偏小輸送點(diǎn)遠(yuǎn)、高造成阻力較大，導(dǎo)致凈壓力減少，產(chǎn)水量降低。

（5） 壓差

正常情況，對(duì)于6芯裝8040膜元件，兩段壓差約3～4bar。管路設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致壓力損失較大或者二段濃水排放閥不完全關(guān)閉，這些都將導(dǎo)致凈壓力減少，從而導(dǎo)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(hù)措施，使膜元件變干，導(dǎo)致通量大幅衰減或無通量，從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)水量低。

 膜元件裝入系統(tǒng)前沒有確認(rèn)進(jìn)水是否達(dá)標(biāo)，導(dǎo)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(xué)品的進(jìn)水浸泡沖洗膜元件，致使膜元件通量衰減，從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)水量低。

1.2 脫鹽率低，產(chǎn)水電導(dǎo)高

（1）儀器儀表讀數(shù)誤差電導(dǎo)儀（或TDS儀）沒有進(jìn)行校正，讀數(shù)誤差較大，導(dǎo)致計(jì)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(dǎo)致高含鹽水進(jìn)入產(chǎn)水中。判斷：

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

（3） 進(jìn)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)的脫鹽率都有影響。

（4）進(jìn)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(jìn)行，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)水pH變低，電導(dǎo)升高。

（5） 膜元件被氧化

膜元件裝入系統(tǒng)之前沒有對(duì)預(yù)處理出水的達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行檢查，致使余氯超標(biāo)或含有其它氧化劑的進(jìn)水進(jìn)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(huì)造成膜元件脫鹽率的降低。

2、反滲透膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)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(dāng)?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(dāng)。發(fā)生了問題，需要盡早解決，延誤時(shí)機(jī)會(huì)導(dǎo)致反滲透膜無法恢復(fù)原有的性能。

及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題的先決條件是保存相應(yīng)的記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)脫鹽率和產(chǎn)水量下降時(shí)，首先應(yīng)該校正儀表，以避免因儀表原因而誤判。這些儀表包括電導(dǎo)率表、流量表、壓力表、溫度表等。其次，要對(duì)記錄的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”。因溫度、進(jìn)水TDS、回收率、使用年限和水通量等發(fā)生變化，都會(huì)引起脫鹽率和產(chǎn)水量的變化。通過計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水量和脫鹽率，然后與初始的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確認(rèn)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(shí)儀表操作

包括壓力表、流量計(jì)、pH計(jì)、電導(dǎo)率計(jì)、溫度計(jì)等，必要時(shí)重新校正。

（2）重新檢查操作數(shù)據(jù)

檢驗(yàn)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(duì)產(chǎn)量和脫鹽率的影響。

（3）評(píng)估可能的機(jī)械和化學(xué)問題

機(jī)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(xué)問題一是酸添加的不適當(dāng)，高劑量的酸會(huì)損壞膜或引起基于硫酸鹽的結(jié)垢（若使用硫酸），低劑量會(huì)導(dǎo)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(dāng)，高劑量可能導(dǎo)致污染，低劑量可能導(dǎo)致結(jié)垢。

（4）分析進(jìn)料水化學(xué)條件的變化

將現(xiàn)行的進(jìn)料水分析和設(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，進(jìn)料水化學(xué)條件的變化會(huì)產(chǎn)生增添預(yù)處理或更新原有預(yù)處理設(shè)備的需求。

（5）鑒定污染物

一是分析進(jìn)料液、鹽水和產(chǎn)品液的無機(jī)成分，總有機(jī)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(cè)定能提供微粒物質(zhì)污染的依據(jù)，TOC的測(cè)定可預(yù)示有機(jī)物的污染傾向；二是浸漬和分析進(jìn)料液筒過濾器(優(yōu)先采用的方法)或SDI過濾器濾墊。

（6）目測(cè)、稱重、膜元件現(xiàn)場(chǎng)解剖等手段進(jìn)一步確定故障的原因

目測(cè)：打開壓力容器第一段進(jìn)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(jié)垢污染。

稱重：對(duì)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(jié)垢污染。

膜元件現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行全面分析，各個(gè)膜元件制造商均有此項(xiàng)服務(wù)，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(cè)、稱重、性能測(cè)試、解剖、膜片污染物分析、加壓染色、化學(xué)處理等。

（8）選擇合適的清洗方案

在清洗方案的選擇中，應(yīng)考慮以下因素：膜的類型和清洗劑選擇的相容性，清洗設(shè)備的需求，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(jìn)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(huì)有所降低,在運(yùn)行一段時(shí)間后系統(tǒng)鹽透過率開始持續(xù)增加,并伴隨著進(jìn)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(jìn)水和濃水之間的壓力降低或正常。