反渗透系统操作手册 22页

'作者：莱特莱德来源：东北亚水网　　反渗透系统操作手册　　反渗透水处理设备,纯净水处理设备,生活用水处理设备　　序言　　反渗透膜分离技术(简称RO技术)是一种时新又实用的水处理技术。反渗透是目前最微细的过滤系统，RO膜可阻挡所有溶质与无机分子及任何分子量大于100的有机物，水分子可自由通过RO膜而纯化，溶盐之脱盐率可达95%，甚至可达到99%。因而反渗透的应用相当广泛，海水及苦咸水淡化，家庭饮用水及工业用纯水之制造，都逐步采用了反渗透。　　对于一个特定的反渗透系统，其性能的长期稳定是不可缺少的，RO系统的长期性能的成功取决于正常的操作与维护，包括整套系统的试车，开始运转与关机、清洗与保养等，膜面污垢和水垢预防不仅在预处理设计上要考虑，合适的操作也极为关键，同时记录的保存及RO运行参数日报表非常重要，这些资料既能反映该套系统的运行真实情况，也是采取修正措施时的参考。　　开机 　　2.1、开机前检查　　首次开机通常在膜元件装填之后马上进行，在装填元件入压力容器之后，开启RO单元前必须确定整个前处理部分按规范运作。　　首次开机时，前处理系统和RO单元必须检查以下各项：　　a、管线和泵连接部分之仪器设备需使用耐腐蚀材料;　　b、管线和设备皆需符合设计压力;　　c、介质过滤器已经过反冲洗和清洗，出水指标达到设计RO进水指标;　　d、高压泵前保安过滤器必须冲洗干净且无油;　　e、在接上高压容器前应对包括RO供水接头等注入管线清洗干净并冲洗;　　f、化学药品按需求在合适的加药点注入，并配适当搅拌;　　g、装备并校正适当的仪表(压力表、温度表、PH计、电导仪等);　　h、泵作好操作准备(润滑、转动灵活);　　i、压力容器稳固地装配在RO支架上; 　　j、RO膜装置应避免极端的温度(如冷冻、直接日照、暖气出口等);　　k、检查各管路是否按工艺接妥，电器线路是否完整，接线是否可靠;　　l、透过液管线为开启状态;　　m、调整RO膜系统进水阀或旁通，以控制进水流量少于操作进水流量的50%。　　2.2、首次开机顺序　　适当地启动反渗透系统为准备膜运行及避免因注水过度或水压突变伤害膜所必需。遵从适当的开机程序也可确保系统操作参数符合设计规格，以达成系统的水质与生产目标。　　在开始系统开机程序之前，必须完成仪器仪表校正，预处理和其他系统检查，以下为RO系统的一般开机程序：　　a、在开始开机程序之前，充分清洗前处理部分，冲冼掉杂质和其他污染物，不使不合格水注入膜元件，接2.1所述作开机前检查; 　　b、在原水箱有水的情况下，开机械过滤器上进阀和下排阀，开原水泵电源，此时计量泵自动加药,水从上进阀进入机械过滤器,下排阀排出，待水清后,开启活性炭过滤器上进阀与下排阀，机械过滤器出水阀，关机械滤器下排阀，这时水进入活性炭过滤器，测试机械过滤器出水的污染指数(FI值)，在FI≤4情况下,同时活性炭过滤器出水清后,RO主机开浓水阀，纯水排放阀;　　c、开RO系统进水阀,关活性炭过滤器下排阀,让低压低流量水冲出元件和压力容器内的空气,使压力为0.2-0.4MPa,同时打开保安过滤器排气阀排尽空气;　　d、在冲洗操作期间，检查所有管线接点及阀是否有泄漏处;　　e、在冲洗数分钟，空气排除后，开启高压泵，低压运行几分钟，然后逐渐关闭回水阀门和浓水排放阀门，使压力缓慢上升，直至淡水和浓水的比例接近设计比例,但不可超过，并使压力不超过设计上限;　　f、待运行稳定，产水电导率达到要求后，开纯水箱进水阀，关纯水排放阀，将合格产水放入纯水储存箱;　　g、让系统运行1小时，记录所有操作参数的第一数据;　　h、检查每一压力容器的淡水电导，并记录，判断出不符合预期性能的任何容器;　　i、确认机械操作与仪器设备安全稳定运转;　　j、在操作第一周内定期测量系统性能，以确定此关键起始阶段的操作。 　　2.3、常规开机　　RO系统一旦开始运行，理论上应以一稳定的状况持续操作下去，而事实上，RO系统需经常地关闭与启动，每一启动、闭的循环中，都牵涉到压力与流量的改变，因此对膜元件造成机械应力，因此尽量减少开、关次数，同时正常的开动程序越平稳越好，原则上应与首次开机一样的程序，最重要的是进水压力上升要缓慢。　　2.4、关机　　当关闭RO系统时，在高压泵关闭前，逐渐打开高压浓水阀门，严禁突然降压，随后以渗透液或高品质进水冲洗，以除去膜组件内的高盐份直到浓缩液之电导达到进水电导值。冲洗以低压进行(约3Kg/cm2)，高进水流量对清洗有利，然而，每单一元件1.4kg/cm2的压力降或一多元件压力管壳4.1Kg/cm2的压力降须避免。　　用于冲冼的水需不含使用于前处理的化学药品,绝对不能有水垢抑制剂，因此在冲冼之时,应停止添加抗水垢剂及硫酸等。　　在冲冼后，完全关闭注水阀，若浓缩液管线末端进入排水处低于压力容器，浓缩液管线内空气出口必须位于高过压力容器最高点的地方，否则压力容器必须以虹吸抽空。　　当系统关闭超过48小时后，必须注意：　　a、元件不可干掉，干的元件会损失通量，且无法恢复; 　　b、系统能有效的防止微生物衍生或每24小时定期冲冼一次，如无法每24小时以水冲洗膜管一次，则对于停48小时以上的系统须以化学保存液来保存;　　c、应保护系统免受极端的温度变化。　　清洗　　3.1清冼目的　　RO膜表面受外来物质的污染而产生污垢,这些外来物质以各种形式存在于进流水中,例如金属氧化物的水合物,钙沉淀物,有机物及生物等。　　RO系统前处理目的在于尽量减少膜表面的污染,安装置合适的前处理系统与选择适当的操作状况,如运行压力，水的回收率等可达此目的。　　污垢有时可因下列因素产生：　　a、不合适的前处理系统;　　b、前处理失误;　　c、选择材料不当(管线或泵);　　d、加药系统失误; 　　e、开关机冲洗不当;　　f、操作控制不当;　　g、沉淀物长期缓慢地形成;　　h、进水成份改变;　　i、进水受生物污染。　　膜表面污垢的产生导致加速性能的降低，渗透液流量的减少，且盐的通过率增高，污垢产生的另一副作用是进水和浓水间压降增加。　　3.2清洗要求：　　当下列情况发生时，需清洗膜元件：　　a、生产率下降10%(常态化渗透液流量降低10%);　　b、产品水含盐量增加10%;　　c、组件压力降(进水和浓水之间的压差△P)比基准状况上升了15%，基准状况为最初24至48小时操作的性能。　　3.3清洗步骤　　a、配制和混合适当的清洗液，并检查溶液之PH，在加清洗液入元件前要确定所有的药品都溶解搅拌均匀，溶液均为透明无色; 　　b、利用清洗泵以低流量流速搅拌，低压将混好的已加温的清洗液打入膜组件以足够的压力去补充由进水至浓水间的压降，压力需低到无渗透液产生，低压会减少污物再沉积在膜面上，并排除初始部分浓缩液以避免清洗液被稀释;　　c、当所有的处理水为清洗液所取代，此时将浓缩液再循环回清洗槽，观察清洗后溶液的浊度，如清洗液变色或变得较混浊，则重新准备，清洗液再开始，在酸洗时，要检查PH值，当酸溶解无机沉淀物时，会被消耗掉，因此PH值增高0.5单位，需再加酸;　　d、浸泡。关掉泵，让元件浸泡在溶液中，有时一小时已足够了，较难除去的污垢则需浸泡较长的时间，元件可浸泡10-15小时，也可使用慢速循环(8″元件0.7-0.9m3/h，4″元件0.2-0.3m3/h);　　e、高流速循环。以适当的清洗液注入，约30-40分钟，高流速(8″元件约7-9m3/h,4″元件1.8-2.3m3/h)可将膜表面清洗下来的污垢冲冼出，如元件堆积太多污垢，正常情况下不应发生，则需以高流速清洗的1.5倍流速冲洗，清洗时流向与正常操作一致;　　f、将使用过的清洗液排出系统，建议取一部分使用过的清洗液和未使用过的溶液的样品，比较化学分析的结果，可决定由膜清洗中膜元件除去的物质量;　　g、冲洗以RO渗透液，冲洗出残余清洗液。 　　3.4、清洗药品　　由于所采用的膜为复合膜，具有高化学稳定性，可使用相当广泛的化学药品，然而在会与不会影响膜性能之化学药品间，并无明显的界限。剧烈与平凡的清洗会减少膜的寿命，(特别是膜透盐率增加)然而温和与较少的清洗，可延长膜的寿命，(因无污垢产生)。　　清洗需对症下药：　　在化学清洗过程中，清洗剂最高温度40℃,时间60-90分钟,根据不同的污染状况,采用适宜清洗方法。　　表1：不同膜污染情况及处理方法　　原因盐透过情况组件及沿程压降ΔP通量变化处理方法　　CaCO3　　Ca3(PO4)2明显增加10-25%轻度、中度轻度、中度降低10-50%较长时间用Ⅰ号清洗剂，　　短期则PH降至3-4，　　冲洗1-2小时　　CaSO4大幅度增加迅速增加略有下降Ⅱ号清洗剂降低回收率运行 　　金属氧化物迅速较大程度增加2倍(24h内)迅速增加2倍(24h内)速降20-50%(24h内)较长时间Ⅰ号清洗剂，　　短期PH降至3-4，　　冲洗1-2小时　　胶体物质(铝、硅酸盐)逐渐增加≥2倍(几个星期内)迅速增加逐渐降低≥50%Ⅱ号清洗剂　　有机物明显增加明显增加产水量逐渐下降Ⅱ号清洗剂,严重时采用Ⅲ号清洗剂　　细菌污染(长时间停机)显著增加明显减少产水量明显下降视污染情况可采用任何一种清洗剂,也可用0.5-3%的甲醛或0.2%H2O2溶液　　表2：清洗剂配方　　化学试剂Ⅰ号清洗剂Ⅱ号Ⅲ号　　柠檬酸(kg)15.4　　三聚磷酸钠(kg)15.4　　乙二胺四乙酸钠(kg)6.36　　过硼酸钠(kg)3.8 　　Triton、X-100(L)0.80.80.8　　RO淡水(L)758758758　　NH3•H2OPH调至4　　硫酸PH调至7.5PH调至8　　3.5、紧急清洗　　若未及时清洗，如RO进出口压差△P已增倍，或常态化之流量已降低了50%，前述之清洗可能已不适用，而需要较强烈的清洗方法。此时请与生产厂家联系。　　运行和管理　　4.1、RO装置的运转基准反渗透水处理设备,纯净水处理设备,生活用水处理设备　　RO装置的运转应严格遵守两个基准，一个是给水水质标准，另一个是给水流量、压力标准。　　4.1.1、供水水质标准　　表3：RO膜给水水质标准　　膜品种或型号 　　项目卷式复合膜　　浊度0.5　　污染指数<4　　水温<45℃　　PH2-11　　游离氯(以Cl2计)0.1mg/l　　4.1.2、给水流量、压力标准。反渗透装置给水流量和压力标准应严格按照设计所设定的标准值，而该标准值取决膜组件的形式：　　RO装置入口压力　　RO装置出口压力　　RO装置入口和出口压力差　　RO装置供水流量　　RO装置产水流量　　RO装置的浓水流量　　4.1.3、RO装置运行注意事项 　　a、若把FI(污染指数)值超标的水供给RO作为给水，在膜组件的表面将附着污垢;　　b、过量的供水流量将使膜组件提前劣化，因此供给水流量不能超过设计标准值，此外浓水流量应尽量避免小于设计标准值，在浓水流量过小的条件下运转，会使RO装置的压力容器内发生不均匀的流动及由于过分浓缩而使膜组件上析去污垢。　　c、RO装置停止时应用低压给水置换RO装置内的水;　　d、需经常注意保安过滤器的压差，出现压差急剧上升的原因主要是机械过滤器浊度的泄露。相反出现压差急剧下降的原因可能是保安过滤器的元件破坏或密封不严;　　e、当RO装置入口和出口的压差超过标准时，说明膜已受污染或者是给水流量在设计值之上，如流量调整尚不能解决压差问题，则应对膜面进行清洗;　　f、在夏天供水温度高，产水流量就过多，有时得降低操作压力，这样做可能导致产水水质下降。　　4.2、RO装置的维护管理　　4.2.1、水质管理反渗透水处理设备,纯净水处理设备,生活用水处理设备 　　在装置的维护管理方面最重要的是水质管理，经常地作日常水质管理记录，对于及时发现故障和采取措施是十分有利的，水质管理的测定项目和测定时间的间隔及次数如表4所示：　　表4：水质管理的控制方法　　取样地点分析项目机械　　过滤器　　出口活性碳过滤器　　出口保安　　过滤器RO产水RO浓水　　入口出　　口　　水温D4　　电导率D　　PHD4D　　SDID4　　CODD 　　余氯(自由氯)D4D　　HCO3-WW　　硬度WW　　SiO2WW　　TDSWW　　D——一日测定一次　　D4——一日测定四次　　W——一周测定一次　　表5：反渗透装置运行日报表　　时间保安过滤器高压泵反渗透装置　　入口温度　　(℃)入口压力　　(MPa)出口压力　　(MPa)出口污染指数SDI出口　　电导率 　　(μs/cm)入口流量　　(m3/h)入口压力　　(MPa)出口压力　　(MPa)给水压力　　(MPa)产水压力　　(MPa)浓水压力　　(MPa)给水流量　　(m3/h)产水流量　　(m3/h)浓水流量　　(m3/h)产水　　电导率　　(μs/cm)　　4.2.2、运行管理　　与水质管理相同，必须编制流量和压力记录，详细参见表五(运行日报表)，这些记录对于积累数据、分析事故原因及采取相应的措施同样是十分必要的。 　　4.2.3、不良情况的原因和对策　　表6：RO产水量下降原因与对策　　序号原因对策　　1膜组件数量少按设计膜组件数量和型号运行　　2低压力运转按设计基准压力运行　　3发生膜组件压密当在大大超过基准压力的条件下，运转就会发生膜组件的压密，必须更换膜组件　　4运转温度降低按设计温度25℃运行,装置加热系统　　5在较高回收率条件下运转当在75%以上回收率条件下运转时,浓水水量减少,膜组件浓缩倍率上升,结果造成给水水质严重下降,由于这种给水的渗透压上升,导致透过水量减少,严重时,将在膜面上析去盐垢，必须按设计回收率产水　　6金属氧化物和污垢附膜面上每天进行低压冲洗　　7在运转中RO装置压差△P上升改进预处理装置的运行管理,用药品清洗膜组件　　8油分的混入注意油绝对不能进入给水,一旦污染,只有换膜　　表7：RO装置产水质量的下降原因与对策 　　序号原因对策　　1原水TDS增加按照原水水质复核，按进水要求恢复　　2低压力运转按照基准压力运行　　3膜组件的破损更换膜组件　　4膜组件“盐水密封”短路造成膜面上浓度扩散，使水质恶化，更换膜组件　　5“O”型环漏泄(在内接头内)更换“O”形环，　　6回收率升高由于膜组件内给水浓度上升，使产水水质恶化，回收率应在设计规定值以下　　7膜组件安装时插入方向相反产生和“盐水密封”的短路相同的后果　　8给水中余氯的浓度过高膜被氧化甚至破坏，应按膜允许的余氯指标严格控制　　9溶剂的混入苯、甲苯等物质会溶解膜，必须注意不能混入　　4.3、RO装置的保养　　a、膜元件在长期贮存、运输或关机期间应避免生物生长，干枯与机械损伤; 　　b、膜元件的标准保存液为1%亚硫酸氢钠与20%甘油，注意隔绝空气;　　c、RO装置如关闭超48小时以上，应先以PH=11的碱液和PH=3—4的酸液分别清洗、杀菌，而后以1%的亚硫酸氢钠(或1%甲醛)充满RO组件，然后关闭所有阀门;　　d、每月更换一次保护液;　　e、夏天控制环境温度<45℃,以防霉变,冬天防冻,必要时注入10—20%甘油;　　f、运行泵(包括预处理泵、高压泵、纯水泵)注意运行120小时左右添加润滑油(钠锂基脂);　　g、微孔过滤器(保安过滤器)滤芯属易损件，应视污堵状况3—6月内更换一次;　　h、预处理单元，机械过滤、活性炭过滤每运行一周，清洗2次。　　影响反渗透性能的因素反渗透水处理设备,纯净水处理设备,生活用水处理设备　　5.1进水水质的影响　　a、色度、浊度和胶体有机物：悬浮物和胶体物质非常容易堵塞RO膜，使透水率很快下降，脱盐率降低; 　　b、氧化剂：氧化剂会使复合膜性能恶化，水中含游离氯时，通常用活性炭吸附或加注还原剂，使游离氯还原到指标值以下;　　c、PH值：控制PH值的目的主要是防止(CaCO3)析出后形成水垢;　　d、铁、锰、铝等重金属氧化物：其含量高时，在膜表面易形成氢氧化物胶体，产生沉积现象;　　e、细菌、微生物：细菌繁殖会污染膜并恶化水质;　　f、硫酸根(SO42-)，二氧化硅(SiO2)：水中含有多量硫酸根时，易产生硫酸钙沉淀，含有多量SiO2时，也易产生沉淀，为防止沉淀，当浓水CaSO4溶度积>19×10-5时,可加注六偏磷酸钠,尽量避免浓水中SiO2含量超过100mg/l。　　5.2、运行因素的影响　　a、压力　　渗透液通量随作用压力成线型增加，而渗透液的含盐量随作用压力而减少。(见图2)　　b、温度 　　若其他参数保持固定只增加温度，渗透液通量及盐通过量都随之增加，但渗透液通量变化更为明显(见图3)，一般来说，温度每提高1℃，透水量增加1-3%，而一般膜的额定通量是在25℃时给出的,下表8标示了不同温度下产水量修正系数。　　实际产水量=额定产水量(25℃时)/修正系数。　　表8：在不同温度下RO膜产水量修正系数　　温度(℃)修正系数温度(℃)修正系数温度(℃)修正系数温度(℃)修正系数　　4.42.1212.21.5720.01.1926.70.95　　5.62.0313.31.5121.11.1427.80.92　　6.71.9414.41.4522.21.1028.90.89　　7.81.8615.61.3923.31.0630.00.86　　8.91.7816.71.3424.41.02　　10.01.7117.81.2925.01.00　　11.11.6418.91.2425.60.98　　c、回收率 　　回收率为渗透液流量对进水流量的比例。渗透液流通量随着回收率的增加而减少，当浓缩液的渗透压高至与施加于供水的压力相同时则停止，脱盐率随着回收率之增加而减少。反渗透水处理设备,纯净水处理设备,生活用水处理设备'