反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制-反滲透系統(tǒng)的清洗

1、配制系統(tǒng)清洗方案時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

把清洗排放廢液對(duì)環(huán)境的影響(EDTA,殺菌劑等）降低到低限度，應(yīng)盡可能使本次清洗過(guò)程去除污染物大化，應(yīng)在清洗時(shí)對(duì)膜的損傷小化（應(yīng)首先考慮選擇對(duì)膜性能影響小的藥劑，即藥劑和膜的兼容性）。

在實(shí)際清洗橾作時(shí)在保證清洗效果的前提條件下，盡可能使清洗費(fèi)用低化。

2、反滲透膜發(fā)生污染的原因

（1）恰當(dāng)?shù)念A(yù)處理：系統(tǒng)配備預(yù)處理裝置相對(duì)于原水水質(zhì)及流量不合適或在系統(tǒng)內(nèi)未配備必要的工藝裝置和工藝環(huán)節(jié)，預(yù)處理裝置運(yùn)行不正常，即系統(tǒng)原有的預(yù)處理設(shè)備對(duì)原水SDI成分、濁度、膠狀物等的去除能力較低，預(yù)處理效果不理想；

（2）系統(tǒng)選擇了不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備或設(shè)備材質(zhì)選擇不正確（泵、配管及其它）；

（3）系統(tǒng)化學(xué)藥品注入裝置發(fā)生故障（酸、絮凝／助凝劑、阻垢／分散劑，還原劑及其它），設(shè)備間斷運(yùn)行或系統(tǒng)停止使用后未采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施；

（4）運(yùn)行管理人員不合理的設(shè)備操作與運(yùn)用（回收率、產(chǎn)水量、濃縮水量、壓差、清洗及其它）；

（5）膜系統(tǒng)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間的難溶沉淀物堆積或相當(dāng)程度的微生物污染，原水組份變化較大或水源特性發(fā)生了根本的改變。

3、反滲透膜惡化（降解）的預(yù)防

有時(shí)污染與惡化同時(shí)發(fā)生，但是污染與惡化有著本質(zhì)的區(qū)別，膜的污染是可逆的，可以通過(guò)有效的清洗工藝恢復(fù)污染膜的工作性能；然而膜的惡化以致降解卻是不可逆的。所以在設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行中應(yīng)該盡量避免反滲透膜的惡化。

（1）化學(xué)降解

反滲透膜化學(xué)降解的主要過(guò)程是水解和氧化。醋酸纖維膜在pH=4.7時(shí)為穩(wěn)定。當(dāng)pH增高或降低時(shí)，它的水解就會(huì)加速。所以，為了預(yù)防膜的化學(xué)降解，一定要嚴(yán)格控制反滲透預(yù)處理的給水pH=5~7。為避免誤橾作，必須嚴(yán)格控制NaOH、H2S04的加入量和加入點(diǎn)。膜的氧化一般發(fā)生在水體氧化劑（如CI-、03、H202等）含量較高的地方。有條件的地方可以定期對(duì)反滲透給水化學(xué)耗氧量(COD)進(jìn)行測(cè)定，以便及時(shí)掌握給水的水質(zhì)情況，盡快采取切實(shí)措施，有效預(yù)防反滲透膜的氧化降解。

（2）生物降解

在自然環(huán)境中每一個(gè)表面都是被細(xì)菌占據(jù)著的。由于反滲透膜具有很大的表面積，這就為細(xì)菌的大量粘附提供了場(chǎng)所。從微生物總的圖譜來(lái)看，膜材料也易遭受細(xì)菌的污染。膜的生物降解的一個(gè)常見原因是原水預(yù)處理時(shí)的絮凝劑加入過(guò)量。另外，磷系阻垢劑既是微生物源，也是微生物薄膜的營(yíng)養(yǎng)源，它的加入也會(huì)為微生物的繁殖提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。

要有效控制和預(yù)防膜的生物降解的發(fā)生，就要切斷所有可能引起生物污染的因素。如在設(shè)計(jì)方面應(yīng)盡量避免管道的彎曲，少留死角，不能使用帶有龜裂、死端的附件和未消毒的儲(chǔ)槽等，在給水方面，必須控制給水溫度，有機(jī)物、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物、細(xì)菌的數(shù)量和SDI等不宜過(guò)高；在操作方面，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，禁止使用被微生物污染的預(yù)處理藥劑并嚴(yán)格控制加藥劑量。另外，適時(shí)加強(qiáng)生物污染可能性的預(yù)測(cè)也是非常重要的即通過(guò)進(jìn)行水質(zhì)分析，檢驗(yàn)含鹽量、TOC、COD、pH和電導(dǎo)率等都可以得到生物污染隱患的線索。

（3）物理降解

研究還發(fā)現(xiàn)一些物理因素也能導(dǎo)致反滲透膜的降解和性能的降低。例如振動(dòng)及其所產(chǎn)生的超聲波能夠引起膜的惡化。當(dāng)一些無(wú)機(jī)鹽的硬晶體接觸到膜表面并伴隨著振動(dòng)時(shí)，它能對(duì)膜表面造成劃痕，以致使膜表面的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而惡化。安裝適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)吸收器與進(jìn)行合理的管線布置能夠有效消除機(jī)械振動(dòng)和超聲波對(duì)膜的影響，防止膜的物理降解。

4、污垢的判別

復(fù)合膜的清洗，由于其對(duì)pH值與溫度的高度穩(wěn)定性，只要選擇清洗工藝得當(dāng)，即可以達(dá)到較好的清洗效果。如果未及時(shí)清洗，拖延太久，將很難*清洗干凈。有效的清洗是依據(jù)污垢的性質(zhì)而選擇適當(dāng)?shù)那逑此巹e(cuò)誤選擇清洗藥劑將使污垢惡化，因此清洗前可根據(jù)下述幾個(gè)方面弄清污垢種類：

（1）首先應(yīng)認(rèn)真分析在此之前所記錄的、能反映設(shè)備運(yùn)行狀況的近期設(shè)備運(yùn)行記錄資料以及以前清洗的檢查結(jié)果；

（2）反滲透裝置與系統(tǒng)的配置和組合，原水化學(xué)成分分析；

（3）SDI測(cè)定的過(guò)濾膜上的污垢分析；

（5）5µm過(guò)濾器濾芯上沉積物的分析；

（6）檢查給水管道內(nèi)表面，打開壓力容器端部觀察在膜元件的進(jìn)水端污垢的外狀（如紅棕色則可能是鐵污垢，生物污垢或有機(jī)物通常為黏性膠狀物）。

可用1/4英寸的PVC塑料管插入組件中測(cè)試組件不同部位的性能變化進(jìn)行判斷。

5、反滲透裝置一般污染處理方式

5.1、污染處理方式

(1)碳酸鹽垢：標(biāo)準(zhǔn)滲透水流量下降，或是脫鹽率下降，原因?yàn)槟け砻鏉獠顦O化增加?？梢罁?jù)原水水質(zhì)及設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行判斷，對(duì)碳酸鹽型水而言，如果回收率為75％時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)投加了阻垢劑，濃縮液的LSI應(yīng)小于1，不投加阻垢劑時(shí)濃縮液的LSI應(yīng)小于零一般不會(huì)產(chǎn)生鈣垢?？捎盟嵯矗ㄈ鐧幟仕?、稀HN03)，根據(jù)清洗的效果和清洗液判斷鈣垢，通過(guò)取原水、清洗原液、清洗液三個(gè)樣分析并驗(yàn)證。污染時(shí)間為一個(gè)星期時(shí)，主要表現(xiàn)為脫鹽率的迅速下降，壓差緩慢增大，而產(chǎn)水量變化不明顯，用檸檬酸清洗能*恢復(fù)性能，污染時(shí)間為一年（某純水機(jī)），鹽通量由初的2mg/L上升為37mg/L（原水為140mg/L~160mg/L),產(chǎn)水量由230L/h下降為50L/h,用檸檬酸清洗后，鹽通量降為7mg/L,產(chǎn)水量上升至210L/h。

(2)膠體污染：發(fā)生膠體污染時(shí)，通常伴隨著前處理中微濾器堵塞得很快，尤其是壓差增大很快，或SDI值通常在2.5以上。

(3)鐵／錳污染：標(biāo)準(zhǔn)壓差升高（主要發(fā)生在裝置前端的膜元件），也可能引起透水量下降，通常錳和鐵會(huì)同時(shí)存在。

(4)硫酸鹽垢：首先影響鹽濃度高的系統(tǒng)后面的膜元件，即二段壓差明顯升高，需要用清洗劑。

(5)硅污染分為顆粒硅、硅膠和溶解硅污染：顆粒硅污堵膜元件水流通道，導(dǎo)致系統(tǒng)壓差升高，采用0.4％二氯胺對(duì)于溶解嚴(yán)重污染的硅垢是有效的；膠硅與顆粒硅相似，溶解硅形成硅酸鹽析出，應(yīng)采用二氯胺清洗。

(6)懸浮物、有機(jī)物污堵：透水量下降，一段壓差明顯升高，若給水SDI大于4或濁度大于1，有機(jī)物污染的可能性較大。

(7)微生物污堵：標(biāo)準(zhǔn)壓差升高或標(biāo)準(zhǔn)透水量下降，RO設(shè)備的透過(guò)水和濃縮水中的細(xì)菌總數(shù)都比較高，平時(shí)一定沒(méi)有按要求進(jìn)行保養(yǎng)和消毒，可采用非氧化性殺菌劑加堿進(jìn)行清洗。

(8)鐵細(xì)菌污堵表現(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)壓差升高，可采用EDTA鈉鹽加堿進(jìn)行清洗。

5.2、運(yùn)行不當(dāng)處理方式

(1)設(shè)備中有殘余氣體在高壓下運(yùn)行，形成氣錘會(huì)損壞膜，應(yīng)在流量計(jì)中沒(méi)有氣泡的情況下逐步升壓運(yùn)行，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)氣泡應(yīng)逐漸降壓檢查原因。

a.設(shè)備排空后，重新運(yùn)行時(shí)，氣體沒(méi)有排盡就快速升壓運(yùn)行。應(yīng)在2~4bar的壓力下將余下的空氣排盡后，再逐步升壓運(yùn)行。

b.在預(yù)處理設(shè)備與高壓泵之間的接頭密封不好或漏水時(shí)（尤其是微濾器及其后的管路漏水），當(dāng)預(yù)處理供水不很足時(shí)，如微濾發(fā)生堵塞，在密封不好的地方由于真空會(huì)吸進(jìn)部分空氣。應(yīng)清洗或更換微濾器，保證管路不漏。

(2)在準(zhǔn)備關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)停止投加化學(xué)試劑，逐步降壓至3bar左右，用預(yù)處理好的水沖洗10min,直至濃縮水的TDS與原水的TDS很接近為止。

a.關(guān)機(jī)時(shí)快速降壓沒(méi)有進(jìn)行*沖洗，由于膜濃水側(cè)的無(wú)機(jī)鹽的濃度高于原水，易結(jié)垢而污染膜。

b.用投加化學(xué)試劑的預(yù)處理水沖洗，因含化學(xué)試劑的水在設(shè)備停運(yùn)期間可能引起膜污染。

(3)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)加氯不夠重視，余氯監(jiān)測(cè)不力，如投加NaHS03的泵失靈或藥液失效、活性炭飽和時(shí)因余氯超量損壞膜。

(4)保養(yǎng)液失效或濃度不夠?qū)е履ば阅芟陆怠?/span>