脫鹽水系統反滲透的運行維護及故障處理

付林軍

一、反滲透膜元件的安裝及藥劑控制

1.1膜元件安裝及藥劑控制

膜元件安裝過程

沖洗進水管路及膜殼內部，檢查潔凈程度不得存有異物。

由給水端向濃水端插入1只膜元件的2/3，記錄元件編號。

檢查膜連接件的“○”型密封，并加甘油潤滑。禁止使用凡士林、有機溶劑或陽離子表面活性劑進行潤滑。

將膜元件向濃水方向推入膜殼內。

全部膜元件裝入膜殼后，需測量膜元件兩側與膜殼端板之間是否存在間隙，如果存在較大間隙，需要加裝墊片以防止系統運行時膜元件在膜殼內來回撞擊。

1.2 RO進水水質要求

濁度：傳統預處理后<0.5NTU，超濾后<0.2NTU）

SDI<5（傳統預處理后<4，超濾后<3）

鐵、錳<50μg/L

總油為0mg

余氯為0mg

ORP<200mv

PH：2—10，通常控制在6—8之間

其他數據應符合系統設計的進水水質

膜殼及管道需要反復沖洗，直到潔凈為止。之后開始安裝，使用甘油潤滑，保證中心管連接緊密。

密封膠圈一側為進水方向，沒有膠圈的為濃水側。

膜與膜殼端板之間間隙過大，要在端板適配器上增加墊片，墊片要加在進水側的適配器上。

1.3系統加藥及濃度控制

若系統進水中存在殘留氧化劑，系統運行時應投加相對計量的還原劑。設定為每1.0mg/L余氯投加2～3.0mg/L（PPM）SBS（亞硫酸氫鈉）;還原劑加藥泵應與供水泵聯動;

系統運行應投加阻垢劑的加藥量，應由藥劑供應商根據實際進水水質計算確定。阻垢劑加藥泵應與高壓泵聯動;

要根據進水水質的變化及時調整加藥量;

氧化性殺菌劑一般安排在預處理單元，保證殺菌時間;

非氧化性殺菌劑選型很重要，定期更換品種防止菌類產生抗藥性;

藥劑配制量不宜過多，防止浪費或失效。

1.4加藥量計算舉例

每個現場都存在加藥量計算問題，使用的泵的型號不同，藥劑濃度不同，泵的流量不同，該如何計算，下面舉例說明。

一套反滲透系統添加阻垢劑。使用的計量泵最大流量14.4升/小時，可調頻率和沖程。供水量200m3/H，加藥量為3PPM。藥劑為8倍濃縮液，藥桶1m3。問每桶藥劑制配需要多少公斤的濃縮液。

計算：

每小時需要添加阻垢劑X：X/供水量=3PPM=>X=3*200*1000=600000毫克=600=0.6公斤

也就是說需要在一個小時內在加藥泵最大加藥量14.4升藥劑中含有0.6公斤的純度100%的阻垢劑，而阻垢劑為8倍濃縮液，所以0.6/8=0.075公斤（設計阻垢劑密度為1，如果>1，這個數據要除以密度）。

加藥桶為1m3，制配滿桶藥劑需要阻垢劑的量為Y：

Y/1000=0.075/14.4=>Y=1000*0.075/14.4=5.208公斤。

Y就是最后的加藥量。

1.5系統生物活性控制

氧化性殺菌劑：次氯酸鈉、二氧化氯等;

如使用氧化性的殺菌劑，需在RO系統前進行還原;

日常消毒使用15-25PPM的異噻唑啉酮（1.5%濃度）;

沖擊式殺菌使用10-30PPM的DBNPA（二溴次氮基丙酰胺）;

不定期的更換非氧化殺菌劑的品種，防止微生物形成抗藥性。

二、數據標準化及運行參數

標準化介紹

因反滲透運行受到某些不正常因素的影響，各項運行數據發生比較典型的改變時，往往難以準確判斷是何種因素的變化所致，這就需要我們把運行條件統一在一個標準上進行比較，可以凸顯非正常原因帶來的運行參數的改變和整體運行工況的趨勢，數據采集和找出變化的這種工作是一種標準化工作。

2.1反滲透運行數據標準化管理

在穩定回收率、產水量的情況下，真實記錄系統運行參數;

采用美國海德能或陶瓷的數據標準化軟件;

數據標準化軟件可以消除溫度、進水TDS、產水量和回收率的影響，獲得標準化性能參數，判斷系統是否處于故障狀態及是否需要化學清洗;

將系統目前的標準化性能參數與運行初始的標準化數據進行對比，就可以確定系統性能的變化情況。

2.2各項運行指標對反滲透運行產生的影響—回收率

濃縮倍率=

2.4各項運行指標對反滲透運行產生的影響—水溫

2.5各項運行指標對反滲透運行產生的影響—含鹽量

2.6各項運行指標對反滲透運行產生的影響--PH

2.7各項運行指標對反滲透運行產生的影響—操作壓力

三、化學清洗及保護

3.1化學清洗判斷標準

在未做人工調整的情況下，反滲透系統運行參數明顯偏離設定值的狀況，可以作為化學清洗的判斷標準

3.1.1反滲透故障的表現：流量——標準化后產水流量較初始值下降15%以上，表現為產水量明顯下降或運行壓力升高

3.1.2壓差——標準化后壓差升高至初始值1.5倍以上，表現為單端壓差升高或兩段同時升高;

3.1.3透鹽率——標準化后透鹽率升高15%以上，表現為產水電導明顯升高;

3.2化學清洗前的準備工作

清洗前可分別打開壓力容器一段入口側端板及二段出口側端板進行檢查，看是否有明顯的附著物、膜元件有無變色、異味、手摸有無粘滑或沙礫感，根據檢查的結果確定膜的污染種類及程度，從而確定化學清洗配方;

稱重也有助于判斷膜元件的污堵或結垢的程度;

化學清洗前先記錄各運行參數及單只壓力容器的產水電導，以便洗后評判化學清洗的效果;

準備好化學清洗所需的足量藥品;檢查化學清洗系統的泵、閥門、管路是否正常;校正化學清洗中使用的流量、溫度、pH等儀表;更換清洗保安過濾器濾芯。

污染物質和清洗藥品

3.2.1清洗的注意事項

循環清洗時，水泵的轉動、流體的撞擊和某些化學反應均會導致清洗液溫度升高，需要嚴格監測清洗溫度;

嚴重污染時可能需要排放更多的清洗液，以防止循環清洗帶來的污染;

根據清洗液PH、流量和壓力的變化判斷清洗效果，還有清洗液氣泡是否豐富和顏色是否變化，清洗流量是否增加等等，注意根據具體情況添加藥劑，保證清洗液的有效成分

3.2.2生物污染的清洗

清洗雖不能減少生物污染層，但可以改變污染層透水性;

常見生物污泥剝離劑大都是陽離子表面活性劑，使用時需控制用量;

堿性清洗液與非氧化性殺菌劑可交替使用，對生物污染膜元件進行反復清洗，并盡量提高清洗流速;

生物污染嚴重的膜元件無法通過化學清洗完全恢復性能，應注意平時的生物活性控制。

3.2.3重垢清洗時的注意事項

嚴重結垢的膜元件在化學清洗時存在塊狀剝離現象，垢塊從膜表面剝離時可能會損傷膜元件的脫鹽層;

結垢的系統應避免采用過低pH的清洗液及過高的清洗流速，應采用溫和的清洗液，以低速循環及浸泡為主，直至pH不再出現明顯改變，方可提高流速;

嚴重結垢的膜元件采用低pH值運行更為適合;

3.2.4清洗中的物理性強化手段

分段清洗可以有效避免系統前端、后端交叉污染;

分段清洗能夠有效降低清洗阻力，增大清洗切向流速;

足夠高的切向流速是清洗顆粒物及微生物污染的前提;

系統前端污染時，反向清洗系統膜元件受到的污染更小;

離線清洗可以使清洗效果最大化;

嚴重污染時，正反向交替清洗的效果更為明顯！

3.2.5系統停機保護與再運行

短期停機應定期使用RO產水低壓沖洗，每次15分鐘以上，每天至少沖洗一次;

長期停機前應進行徹底的化學清洗，再將保護液打入系統內并封閉系統，27℃以下每30天沖洗一次并更換保護液，27℃以上每15天1次;

保護液可使用1%的亞硫酸氫鈉溶液，保護液需采用RO產水配制;

再次啟動系統時，應排盡系統內氣體，在低于正常給水壓力50%的壓力下進行低壓沖洗1小時以上，將保護液沖洗干凈方可啟動。

四、反滲透故障分析

可能導致反滲透故障的因素

膜污染;污堵結垢微生物污染

機械性損傷：劃傷、破裂、剝離

化學性侵害：氧化劑陽離子型藥劑超出pH范圍其他化學品

4.1反滲透故障判斷步驟1——準備工作

獲取真實運行記錄;

現場查看水質是否波動;

對儀器儀表進行校核;

對運行數據進行標準化

4.2反滲透故障判斷步驟2-在線評估

首先對RO系統整體現場檢查，然后前處理系統現場檢查，其次對單套RO裝置現場檢查，再有對壓力容器內部檢查。

4.2.1整體現場檢查：了解阻垢劑、還原劑的種類、劑量、加藥方式、加藥點位置;是否可能偏流？了解實際加藥量;了解保安濾芯更換周期及舊濾芯的表面狀況;了解反滲透的啟停規律;了解反滲透進水SDI、余氯、pH、水溫等的變化情況;

4.2.2前處理系統檢查：對前處理工藝進行檢查，了解各工藝運行工況及進水及產水水質;

4.2.3單套RO檢查：了解故障發生時間及數據變化情況;了解故障發生前后有無異常情況發生;查看該反滲透設備之間相對位置關系;測量分析單支壓力容器產水電導;實行單支膜的檢查;

4.2.4壓力容器內部檢查：實行探針法檢測分析;拆膜檢查適配器及膜連接件的密封圈是否完好。

4.3在線評估3—關注細節

4.3.1通過氣味簡單判斷發現系統潛在問題：

Cl、Fe、生物污染均存在不同氣味，系統沖洗時及拆膜后應注意有無異常的漂白粉味、鐵腥味、魚腥味或臭味。

4.3.2細致詢問系統運行過程和參數：

注意了解系統啟停方式、故障發生時間及過程、加藥及配藥細節、有無突發事件、化學清洗周期及過程、濾芯更換周期等，全面了解系統運行狀況。一般來說，反滲透污染前，前處理裝置會有預警，比如濾芯更換周期縮短、多介質過濾器SDI或濁度超標、超濾清洗頻率增加等。

4.4在線評估4—拆出檢查

將拆除的膜元件控水后稱重、觀察端面、膜殼內壁狀態、手摸有無粘滑或沙礫感，對附著物定性分析。稱重能直觀的判斷污染程度和類別。往往污染嚴重的膜會比新膜重很多。所以安裝新膜之前稱重記錄以備今后使用，是一個好的習慣。

4.5在線評估5——單支壓力容器產水電導測量

尋找每支壓力容器產水水質分布規律;

確定系統中哪一支壓力容器具有高透鹽率;

對照啟動時此壓力容器產水水質情況;

建議將此項工作常態化，定期測量

探針測試，系統正常運行，膜殼產水一側堵死，另外一側插入探針管，檢測產水電導率變化趨勢。

濃水端板污染物，用鹽酸滴定，有大量氣泡，說明系統二段存在結垢的情況。

五、結語

本人通過上述組織對本單位的反滲透系統膜元件的運行維護效果好，成本較低，建議推廣。