反渗透技术

反渗透技术反渗透技术是近二十多年来新兴的膜分离高新技术，它利用反渗透原理， 采用具有高度选择透过性的反渗透膜，将给水的一部分沿与膜垂直的方向通过膜 成脱盐水，水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分给水沿与膜平行 的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。此法可使水中的无机盐和硬度 离子以及有机物、细菌等去除率达到 97-98%，且具备操作简单、能耗低、无污 染等优点，现已被广泛应用于医药、电子、食品、化工等行业。反渗透系统是整个水站的核心工艺，其主要功能是对经过预处理的水进行 脱盐。本系统包括高压泵、反渗透装置、反渗透清洗装置。反渗透和高压泵放置 在反渗透膜组机架上，是一体化成套设备。成套设备本体上有各种手动阀门并留 有各种仪表接口，便于用户现场维护和实现水站运行自动化。经过预处理的水经高压泵加压后进入反渗透装置，由反渗透膜分离H O和可溶性2 离子、有机物、细菌病毒及极细小颗粒。97%以上的可溶性离子、有机物、细菌 病毒及极细小颗粒随小部分浓水排入下水沟。本统的核心设备-反渗透装置（简称RO装置），其能否正常运行，很大程 度上决定了整个生产装置能否正常运行。因此必须悉心管理、认真操作。 高压泵采用多级立式离心泵。过流件材质为不锈钢，该泵为反渗透装置配套泵， 具有绝缘等级高，运行效率高的特点。膜元件选用代表当今国际最高水准的美国DOW公司提供的芳香聚酰胺复合 膜，该组件由三层薄膜复合，表面层为芳香聚酰胺材质，并由一层微孔聚砜层支 撑，可承受高压力，对机械张力及化学侵蚀具有较好抵抗性，该组件具有较大的 膜面积，超低的工作压力，对NaCl、CaCl、MgCl具有99.5%的脱盐率。22BW30-400 系列低压复合膜元件具有脱盐率高、产水量大、操作压低、抗压密性 好、耐生物分解力强等诸多优点。但对进水有严格要求（见表 1），必须严格按 规定的指标执行。表1项目单位业f Lt数据备注水温C15 35PH范围310余氯ppmW0.1OT法SDIW415分钟化学耗氧量O2mg/lW3Mn法水质稳定指数负数硫酸钙溶度积浓水侧不发生沉淀钡、锶Mg/l浓水侧不发生沉淀铁Mg/lW0.10锰Mg/lW0.10铝Mg/lW0.05总硅Mg/l浓水侧不发生沉淀2、反渗透装置的安装2.1 反渗透装置的安装必须按下列条件执行2.2.1装置运到现场后，应放置于室内，周围环境温度最低不得低于5C,最高 不得高于38C。当温度高于35C时，应加强通风措施。2.2.2 装置到达后，应在一个月内安装完毕，并应立即进行通水试车运行。2.2.3 装置在未进行通水试车前，任何阀门均不得开启。2.2.4 装置就位后，应调整装置支承点，使组件处于基本水平的位置，且与基础 接触可靠。2.2.5 装置与供水泵相接的管路及阀门在连接之前应进行脱脂处理，供水泵过流 部分也应进行脱脂处理。2.2.6 装置的产水管最大输出高度应小于 8 米。2.2.7清洗装置与R/O装置间如用硬管连接，则进、回液管均不得直接敷设在地 面上，以免损坏。2.2 反渗透膜组件的安装2.2.1 检查压力容器内部有无擦伤或损伤，泄漏的容器必需更换。用清水冲洗压 力容器以去除所有尘土和颗粒，清理腐蚀产物或外部杂质（包括润滑油过量）。 润滑管壳内从斜面 1/2处到距斜面大约 1/2”的范围。2.2.2 检查膜元件表面有无缺陷，如有缺陷应及时处理以免擦伤容器。注意防止 膜卷缩伸出装置的端部，如果发现不能处理的缺陷，联系生产厂家处理。2.2.3 用约 50%的甘油-水混合物来润滑容器内部。可用合适尺寸的棉布沾取混 合物。2.2.4 把第一个膜元件装入压力容器的进水端，元件的端部留几寸在容器外，以 便连接下一个膜元件。2.2.5用少量润滑剂润滑连接器的O型环，将连接器连上下一个膜元件。安装下 一个膜元件。2.2.6 连接上所有外部管路。2.3 压力容器与膜元件的拆卸 拆卸过程与安装过程步骤相反。方法详见安装方法。注意：1）从组件进水相反方向取出元件，取出元件时，必须平行抽出，不得 左右摇动。2）装入元件应从进水方向装入，并均匀用力推入，不得强行用硬物敲入。3 ）拆卸后的元件应立即垂直浸没于051 %亚硫酸氢钠溶液中，绝对不得干 置于空气中。3、RO 装置调试步骤3.1 对装置的进水进行分析、测试，结果表明符合进水要求，方可进行装置通水 调试。3.2 对高压泵的压力控制系统进行调整。3.3 检查装置所有管道之间连接是否完善，压力表是否齐全，低压管道连接是否 紧密，有否短缺。3.4 全开各压力表开关和总进水阀、浓水排放阀、产水排放阀。3.5 启动预处理设备，并调整供水量大于装置总进水量。3.6 待出水无甲醛气味，关毕装置总进水阀。3.7启动高压泵，并缓缓开启装置总进水阀，控制装置总进水压力小于 0.5Mpa， 冲洗 5分钟，并检查各高、低压管路、仪表是否正常。3.8调整进水阀、浓水排放阀，使进水压力达到1.01.4Mpa。3.9 检测产品水电导率，符合要求时开启产品水出水阀，关闭产水排放阀。3.10 RO 装置的调试均是手动单步操作，运行正常后，方可切换到自动状态， 由在线仪表及PLC自动控制运行。4、反渗透装置的运行说明 反渗透装置的运行及保护性冲洗各步骤均可自动进行，其各工序的时间设定及流 量应按下述要点进行适当调整。4.1 制水高压泵进口压力初设定值为0.05Mpa，运行时应根据现场情况作适当调整。4.2 保护性冲洗按将停运RO装置中浓水完全冲出设定充分的时间，预设定时间为5分钟。表 4-1 反渗透装置高压泵、控制阀状态表：状态顺序高压泵进水阀门冲洗阀门浓水阀门产水阀门产水排放阀启动1关开由PLC机 设定自动 运行。开开开2开开调节开开运行1开开开开关停机1关开开开开5、装置的运行管理本装置由于RO是自动运行，而保安过滤器操作简单，故无需特别的运行操作， 但当处理水质恶化、水量下降、压差上升至O.IMPa时，应及时查明原因，然后 进行妥善处理。装置运行中发生异常的现象，主要通过脱盐率、回收率、压力降三个参数变化来 反映。究其原因，往往是复杂的、多方面的。可能是设备原因，也可能是进水水 质变化的原因，也可能是RO膜组件的原因。因此在原因调查时，应细致、有条 不紊。以下给出检查流程（图 5-1）及有关说明，供参考。6、运行要点及工艺参数6.1 进水参数严格控制进水水质，保证装置在符合进水指标要求的水质条件下运行。6.1.1 最高运行压力600psi（41Bar）6.1.2 最高使用温度45C6.1.3 最大给水浊度1NTU6.1.4 允许游离氯0.1ppm；6.1.5 连续运行 PH 范围2-10；6.1.6 给水最大 SDI 值5.06.1.7 单个膜元件回收率15%（非系统回收率）。6.2 环境温度周围环境温度最低不得低于 5C,最高不得高于38 C。当温度高于35 C时,应加强通风措施。注：夏季水温偏高的操作对策： 1） 在保证产水水质的前提下,可降低操作压力,实施减压操作。2）根据供水量要求，关停RO装置时间不得大于24小时，否则容易造成膜面 细菌孳生,增加压降。6.3 系统回收率 在满足生产的前提下尽可能采用较低的系统回收率，易于防止结垢和膜污染。6.4 控制盐的透过量 盐透过量与膜两侧的浓度差和温度有关。因此应控制系统回收率如6.3所述，水 温保持在20-25C左右，最高不得大于30C。6.5 化学清洗 正常运行中膜元件受到渗透水的冲洗，所以只有在反渗透出水量下降 10%压降增 加 15%、脱盐率明显下降或人为要求时，才对系统进行化学清洗。但为了保证系 统长时间的安全运行，通常三个月至半年清洗一次。清洗方向与运行的方向相同， 不允许反向清洗，以免发生膜卷伸出而损坏膜元件。6.6 调试进水压力 调试过程中要求进水压力不得大于1.4MPa,且只限于对装置进行耐压实验。6.7 操作压力控制 应在满足产水量与水质的前提下，尽量取低的压力值。6.8 排放量控制 由于水温、操作压力等因素的变化，使装置的产水量也发生相应的变化，这时应 对排放量进行调整，控制排放量与产水量之间比如前所述。6.9 停运处理装置不得长时间停运，每天至少运行 2小时。如准备停机72小时以上，应用化 学清洗系统向组件内冲装浓度为 0.5%的亚硫酸氢钠溶液以实施保护。6.10 低压冲洗反渗透装置每次启机都应在进水压力小于0.5MPa条件下冲洗15分钟。6.11 数据记录操作工人应每 1 小时对运行参数进行记录，主要内容为： 进水：电导率、压力、水温、流量产水：电导、产水量 浓水：流量、压力6.12 当反渗透系统发生脱盐率严重下降时，应依据以下原因进行逐项分析，确 认原因及时处理 浓差极化造成膜表面的发生污染和结垢，使膜表面变得粗糙，系统脱盐率下 降。 元件之间的连接件 O 型圈密封失效。 膜口袋粘结线破裂。 膜被硬颗粒划破。 因高压泵启动时产生的水锤使膜元件或其连接件破损。 膜元件压降过大而产生的膜卷伸出损坏。6.13 严禁未经培训人员上岗操作。7、故障分析及排除方法7. 1装置运行异常及对策异常原因现象检查部位对策流量脱盐率压降1温度高n!季节变化；泵的效率压力调整；冷却低、ot季节变化压力调整；加热2压力高nt泵；阀门调整压力低、o!t泵；阀门；保安过滤器调整压力3浓水流量大nR/O进水流量；压力控制 阀调节流量小!、oR/O进水流量；压力控制 阀调节流量4膜老化t!PH控制控制PH5含盐量高、o!R/O进水控制压力低nttR/O进水控制压力6不溶物（结垢）!tR/O进水水质；回收率；PH值控制压力；调整回收率注：h t增加 o !减少 n o主要现象7.2 反渗透组件部份异常及对策异常原因现象检查部位对策流量脱盐率压降1膜功能衰退t、o!运行时间；进水温度；PH值；余氯清洗或更换R/O元件2膜泄漏t、o!振动；压降；冲击压力更换R/O元件3膜压密、ott进水温度；压力；运行时 间清洗或更换R/O元件40型圈泄漏t、ot振动；冲击压力更换0型圈5浓水密封圈漏、o!材料是否老化；短路更换浓水侧密封圈6内连接器断t、o!压降大；高温更换连接器7中心管断t、o!压降大；高温更换R/O元件8兀件变形!n压降大；高温更换R/O元件9悬浮物污染膜!n预处理；原水水质化学清洗10结垢!n预处理；原水水质化学清洗11有机物污染膜、o!t预处理；原水水质化学清洗注：a t增加 O !减少 n o主要现象7.3 组件污染后症状和对策污染物症状化学清洗法物理清洗法钙沉淀CaCO、3Ca（PO）经常出现4 2在系统中脱盐率明显下降，进出 口压差出现中等程度的 增加清洗液No.l配方氧化水合物（有机物、铁和硅酸盐）脱盐率迅速下降，进出 口压差速增。产水量迅 速降低清洗液No.l配方胶体化合物（有机物、铁和硅酸盐）脱盐率略有降低，进出 口压差迅速增加，产水 量在几个星期内逐渐减小清洗液No.2配方二氧化硅胶层的污 染只有直接冲洗， 才略去除一些，效 果有限硫酸钙CaSO 一般4在系统的浓缩端发现脱盐率极大降低，进出 口压差逐渐增加，产水 量略有下降清洗液No.2配方让R/0系统在低 于规定的回收率 下，运行一段时间有机物沉淀脱盐率明显下降，进出 口压差逐渐增加，产水 量逐渐减小清洗液No.2配方； 若污染严重用No.3配方8、反渗透装置的开车、停车8.1 装置不得长期停运，每天至少通水 2小时。如停机 72小时以上，应向装置 内冲灌亚硫酸氢钠溶液进行保护。8.2 装置每次停机，都需用大流量低压水对反渗透装置冲洗 15分钟左右，以防 膜面浓水产生结垢。8.3 反渗透装置开车时，应注意升压不得太快。如开机前系甲醛封存，应先低压 冲洗至排水无甲醛味和白沫。9、反渗透装置的清洗9.1、反渗透装置需清洗的条件 反渗透运行时如出现以下任一情况，则必须立即进行化学清洗： 装置总压差比运行初期增加0.150.20MPa； 装置脱盐率比上次清洗后下降了三个百分点； 装置的总产水量比上次清洗后下降了 10%以上； 即使上述三种情况未曾出现，通常也应 56 个月清洗一次；9.2、清洗的注意事项 清洗时应考虑可能的污染物类型，选用合适的清洗配方。 可用NH4OH和h2SO4调节PH值，必须注意PH值测量一定要正确可靠。 清洗操作时要有安全防护措施，如带防护镜、手套、鞋和衣等。 固体清洗剂必须充分溶解后，再加其他化学试剂，进行充分混合后才能进入 反渗透装置。 清洗压力为0.150.3Mpa，清洗时间为2小时。 清洗过程中密切注意清洗液温升情况，切忌温度超过35C，观察清洗水箱液 位和清洗液的颜色变化，必要时补充清洗液。 清洗结束后，取残液进行分析，确定污染物种类，为日后清洗提供依据。9.3、清洗方法 按选定的清洗剂配方，在清洗水箱中配制清洗液，用泵循环清洗液，将其搅 匀待用。 关闭反渗透装置上的进出水阀门、排放阀门，打开反渗透装置上的化学清洗 进出阀门，形成循环清洗系统。 接好清洗管路后，开启清洗泵电源开关，按规定的流量、压力（0.14-0.22Mpa） 和温度（V30C），清洗1-2小时（必要时可浸泡1-2小时），初始排出的清洗 液排入地沟，以保证清洗液的浓度。 清洗完毕后，将清洗水箱残液排完，注入符合反渗透装置进水指标的水，以 清洗相同条件进行冲洗。或用原水增压泵类似低压冲洗条件来冲洗。 各段冲洗结束后，按规定的运行方式进行低压冲洗和高压运行，最初产水排 入地沟，到出水指标合格后进入产品水箱。 清洗结束后，必须将化学清洗装置冲洗干净，切忌将清洗过滤器、清洗水泵 等设备置于酸或碱的状况下。9.4 甲醛或亚硫酸氢钠封存方法 利用清洗装置，配制0.51%浓度的甲醛或亚硫酸氢钠水溶液。 将清洗装置的出口、回流口分别与反渗透装置的清洗液进口、清洗液回流口 连接，而后打开清洗管线上的阀门。 启动清洗泵，循环10分钟。 关闭清洗泵，关闭所有阀门。9.5清洗配方 酸洗配方：0.3%HCl溶液 碱洗配方：O.3%NaOH溶液,PH调至12。9.6装置的防冻 停运期间（指48小时以上）需适当送水,以更换存水。 冬季停运应注意防冻,防冻液可以下面组成为参考。5丙三醇溶液0.5%亚硫酸氢钠溶液 停运时开启产水阀,关闭其它所有阀门。