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《反渗透系统运行、污染、故障及清洗》电子资料
一般情况下，当标准化通量下降10～15%时，或系统脱盐率下降10～15%，或操作压力及段间压差升高10～15%，应清洗RO系统。
清洗频度与系统预处理程度有直接的关系，当SDI15<3时，清洗频度可能为每年4次；当SDI15在5左右时，清洗频度可能要加倍但清洗频度取决于每一个项目现场的实际情况。
目前行之有效的评价RO/NF系统进水中胶体污染可能的最好技术是测量进水的淤积密度指数(SDI，又称污堵指数)，这是在RO设计之前必须确定的重要参数。
在RO/NF运行过程中，必须定期进行测量(对于地表水每日测定2～3次)，ASTM D4189-82规定了该测试的标准。
膜系统的进水规定是SDI15值必须≤5。降低SDI预处理的有效技术有多介质过滤器、超滤、微滤等。在过滤之前添加聚电介质有时能增强上述物理过滤、降低SDI值的能力。
在许多进水条件下，采用离子交换树脂或反渗透在技术上均可行，工艺的选择则应由经济性比较而定，一般情况下，含盐量越高，反渗透就越经济，含盐量越低，离子交换就越经济。
由于反渗透技术的大量普及，采用反渗透+离子交换工艺或多级反渗透或反渗透+其它深度除盐技术的组合工艺已经成为公认的技术与经济更为合理的水处理方案，如需深入了解，请咨询水处理工程公司代表。
膜的使用寿命取决于膜的化学稳定性、元件的物理稳定性、可清洗性、进水水源、预处理、清洗频率、操作管理水平等。根据经济分析通常为5年以上。
纳滤是位于反渗透合同超滤之间的膜法液体分离技术，反渗透可以脱除最小的溶质，分子量小于0.0001微米，纳滤可脱除分子量在0.001微米左右的溶质。
纳滤本质上是一种低压反渗透，用于处理后产水纯度不特别严格的场合，纳滤适合于处理井水和地表水。
纳滤适用于没有必要像反渗透那样的高脱盐率的水处理系统，但对于硬度成份的脱除能力很高，有时被称为“软化膜”，纳滤系统运行压力低，能耗低于相对应的反渗透系统。
反渗透是
目前最精密的液体过滤技术，反渗透膜对溶解性的盐等无机分子和分子量大于100的有机物起截留作用，另一方面，水分子可以自由的透过反渗透膜，典型的可溶性盐的脱除率为>95～99%。
操作压力从进水为苦咸水时的7bar(100psi)到海水时的69bar(1,000psi)。
纳滤
能脱除颗粒在1nm(10埃)的杂质和分子量大于200～400的有机物，溶解性固体的脱除率20～98%，含单价阴离子的盐(如NaCl或 CaCl2)脱除率为20～80%，而含二价阴离子的盐(如MgSO4)脱除率较高，为90～98%。
超滤
对于大于100～1,000埃(0.01～0.1微米)的大分子有分离作用。所有的溶解性盐和小分子能透过超滤膜，可脱除的物质包括胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。多数超滤膜的截留分子量为1,000～100,000。
微滤
脱除颗粒的范围约0.1～1微米，通常情况下，悬浮物和大颗粒胶体能被截留而大分子和溶解性盐可自由透过微滤膜，微滤膜用于去除细菌、微絮凝物或总悬浮固体TSS，典型的膜两侧的压力为1～3bar。
水处理公司可以提供专用膜清洗剂和清洗服务,用户可根据膜公司或设备供应商的建议自行购买清洗剂进行膜清洗。
最大允许二氧化硅的浓度取决于温度、pH值以及阻垢剂，通常在不加阻垢剂时浓水端最高允许浓度为100ppm，某些阻垢剂能允许浓水中的二氧化硅浓度最高为240ppm，请咨询阻垢剂供应商。
某些重金属如铬会对氯的氧化起到催化作用，进而引起膜片的不可逆性能衰减。这是因为在水中Cr6+比Cr3+的稳定性差。似乎氧化价位高的金属离子，这种破坏作用就更强。因此，应在预处理部分将铬的浓度降低或至少应将Cr6+还原成Cr3+。
通常的预处理系统组成如下，粗滤(～80微米)以除去大颗粒，加入次氯酸钠等氧化剂，然后经多介质过滤器或澄清池进行精密过滤，再加入亚硫酸氢钠还原余氯等氧化剂，最后在高压泵入口之前安装保安滤器。
保安滤器的作用顾名思义，它是作为最终的保险措施，以防止偶然大颗粒对高压泵叶轮和膜元件的破坏作用。含颗粒悬浮物较多的水源，通常需要更高程度的预处理，才能达到规定的进水要求；硬度含量高的水源，建议采用软化或加酸和加阻垢剂等，对于微生物及有机物含量高的水源，还需要使用活性炭或抗污染膜元件。
反渗透(RO)非常致密，对病毒、噬菌体和细菌具有非常高的脱除率，至少在3log以上(脱除率>99.9%)。但是还须注意的是，在很多情况下，膜产水侧仍可能会出现微生物再次滋生，这主要取决于装配、监测和维护的方式，就是说，某一个系统的脱除微生物的能力关键取决于系统设计、操作和管理是否恰当而不是膜元件本身的性质。
温度越高，产水量越高，反之亦然，在较高的温度条件下运行时，应调低运行压力，使产水量保持不变，反之亦然。关于产水量变化的温度校正系数TCF请查阅相关章节。
反渗透或纳滤系统一旦出现颗粒和胶体的污堵gou就会严重影响膜的产水量，有时也会降低脱盐率。
胶体污堵的早期症状是系统压差的增加，膜进水水源中颗粒或胶体的来源因地而异，常常包括细菌、淤泥、胶体硅、铁腐蚀产物等，预处理部分所用的药品如聚合铝和三氯化铁或阳离子聚电介质，如果不能在澄清池或介质过滤器中有效的除去，也可能引起污堵。
此外阳离子性的聚电介质也会与阴离子性的阻垢剂反应，其沉淀物会污堵膜元件，水中这类污堵倾向或预处理是否合格采用SDI15进行评价，请参考相关章节的详细介绍。
如果系统使用阻垢剂，当水温在20～38℃之间，大约4小时;在20℃以下时，大约8小时;如果系统未用阻垢剂，约1天。
膜系统是按连续运行作为设计基准的，但在实际操作时，总会有一定频度的开机和停机。
当膜系统停机时，必须用其产水或经过预处理合格的水进行低压冲洗，从膜元件中置换掉高浓度但含阻垢剂的浓水。
还应采取措施预防系统内水漏掉而引入空气，因为元件失水干掉的话，可能会产生不可逆的产水通量损失。
如果停机小于24小时，则无需采取预防微生物滋生的措施。但停机时间超过上述规定，应采用保护液作系统保存或定时冲洗膜系统。
要求膜元件上的盐水密封圈装在元件进水端，同时开口面向进水方向，当给压力容器进水时，其开口(唇边)将进一步张开，完全封住进水从膜元件与压力容器内壁间的旁流。
水中硅以两种形态存在，活性硅(单体硅)和胶体硅(多元硅)：胶体硅没有离子的特征，但尺度相对较大，胶体硅能被精细的物理过滤过程所截留，如反渗透，也可以通过凝聚技术降低水中的含量，如混凝澄清池，但是那些需要依靠离子电荷特征的分离技术，如离子交换树脂和连续电去离子过程(CDI)，对脱除胶体硅效果十分有限。
活性硅的尺寸比胶体硅小得多，这样大多数的物理过滤技术如混凝澄清、过滤和气浮等均无法脱除活性硅，能够有效脱除活性硅的过程是反渗透、离子交换和连续电去离子过程。
反渗透膜产品对应pH范围，一般为2～11，pH对膜性能本身的影响很小，这是与其它膜产品不同的显著特点之一，但是水中许多离子本身的特性受pH的影响巨大，例如当柠檬酸等类的弱酸在低pH条件下，主要呈非离子态，而在高pH值下出现解离而呈离子态。由于同一离子，荷电程度高，膜的脱除率高，荷电程度低或不荷电，则膜的脱除率低，因此pH对某些杂质的脱除率影响十分巨大。
当获得进水电导率数值时，必须将其转化成TDS数值，以便能在软件设计时输入。对于多数水源，电导率/TDS的比率为1.2～1.7之间，为了进行ROSA设计，海水选用1.4比率而苦咸水选用1.3比率进行换算，通常能够得到较好的近似换算率。
当元件从压力容器内取出时，将水倒在竖起的膜元件进水侧，水不能流过膜元件，仅从端面溢出(表明进水流道完全堵塞)
当保护液出现混浊时，很可能是因为微生物滋生之故。用亚硫酸氢钠保护的膜元件应每三个月查看一次。
当保护液出现混浊时，应从保存密封袋中取出元件，重新浸泡在新鲜保护液中，保护液浓度为1%(重量)食品级亚硫酸氢钠(未经钴活化过)，浸泡约1小时，并重新密封封存，重新包装前应将元件沥干。
22、RO膜元件和IX离子交换树脂的进水要求有哪些?
进水水质对RO元件和IX树脂的寿命及性能将产生巨大的影响。
RO膜能够很好地脱除离子和有机物，反渗透膜比纳滤膜有更高的脱除率，反渗透通常能脱除给水中99%的盐份，进水中的有机物的脱除率≥99%。
24、怎样知道你的膜系统该用何种清洗方法进行清洗?
为了获得最好的清洗效果，选择能对症的清洗药剂和清洗步骤非常重要，错误的清洗实际上还会恶化系统性能，一般来说，无机结垢污染物，推荐使用酸性清洗液，微生物或有机污染物，推荐使用碱性清洗液。
在密闭的体系内，CO2、HCO3－和CO32-的相对含量随pH值的变化而变化，低pH值条件下，CO2占主要部分，在中等pH值范围内，主要为HCO3-，高pH值范围内，主要为CO32-。
由于RO膜可以脱除溶解性的离子而不能脱除溶解性的气体，RO产水中的CO2含量与RO进水中CO2的含量基本相同，但是HCO3－和CO32- 常常能够减少1～2个数量级，这样就会打破进水中CO2、HCO3－和CO32- 之间的平衡，在系列反应中，CO2将与H2O结合发生如下反应平衡的转移，直到建立新的平衡。
如果进水中含有CO2，则RO膜元件的产水pH值总会降低，对于大多数RO系统反渗透产水的pH值将有1～2个pH值的下降，当进水碱度和HCO3－高时，产水的pH值下降就更大。为数极少的进水，含较少的CO2、HCO3－或CO32-这样看到产水pH值的变化就少。
反渗透出水pH值偏低，加计量泵投加NaOH调节pH至碱性，因为当pH值介于7.5~8之间，反渗透的除盐效果能达到最佳。
采用低能耗膜元件即可，但应注意到它们的脱盐率比标准膜元件略低。
水处理设备中反渗透设备为实现膜壳中各区间的密封隔离，膜壳中需要三类密封胶圈。为了减小安装阻力系统安装时均应在各密封圈表面涂抹清水或甘油。
需要注意的是，润滑剂应慎用凡士林或其他石油类油脂润滑剂，否则将造成淡水管的裂化，特别是会造成密封胶圈的膨胀。胶圈的膨胀一般并不直接影响系统的运行效果，但会影响系统卸载后再次装载，即装载时膨胀的胶圈难于进入槽位。
反渗透设备中由于膜元件的给水端与浓水端之间存在压力差即膜压降，又因每只元件的浓水含盐量均高于给水含盐量，故每只元件的给水渗透压沿系统流程不断上升。
如果忽略淡水背压及渗透压，沿系统流程的每只膜元件的产水量将与各自的工作压力及渗透压的差值呈正比，即每只膜元件的产水量逐渐下降。
反渗透设备作为水处理设备中主要的过滤工艺，那么在原水进入都反渗透膜中，原水的 pH 值对反渗透膜会不会带来伤害，一般来说反渗透膜才有的材质多为复合型膜材料，这种膜材料在使用时如果是根据产品规定的 pH 值的范围内，一般为 2-11，那么 pH 值对膜本身带来的伤害及影响是较小的。
至于 pH 对反渗透膜脱盐率的影响，则是由水中的多种离子本身的特性受 pH 值所影响的，这是由于离子本身的酸碱性、分解性，电荷的程度来决定的，这些都是会导致膜的脱盐率降低的因素。
由此可见 pH对于某些杂质的脱盐率还是存在着极大的影响。同理，如果反渗透膜的对 CO2 的脱除率为零时，增加原水的 pH值，让CO2转化为CO32-时，这样反渗透膜就可以有效的脱盐。但是这时要特别的注意反渗透膜的结垢问题。
采用低压低流量的手法将管道中的空气赶走，只有管道中的空气不存在设备才能正常的运行。首先压力要保持在 0.2~0.4MPa 之间。使用低压冲洗和排气时，要将产生的浓水和产水排放到下水道中。
如果在运行时压力上升较快的时候，这是膜元件中存有空气，将会产生水流与径向的冲击力。这样的情况下可能就会使膜的外包皮破裂，造成反渗透膜不可修复的情况。
首次使用时，一定要将膜运行的压力调节至 0.2~0.4MPa 进行冲洗，要保证反渗透系统每次启动时都会自动低压冲洗反渗透膜功能。
保安过滤器在使用一段时间之后，由于使用年限之久，处理的水质会发生差异。这时就会出现滤芯污堵的情况，更换滤芯要根据过滤器前后的压差，当压差大于 0.03MPa 时应考虑更换。
更换方法：将反渗透系统关闭。将压力去除，按下设备上泄压阀的按钮，直到压力表上的指示为零。用专业的扳手旋转式将过滤器的滤瓶打开。抽出旧的滤芯，将新的滤芯换上。用专业的扳手将过滤器的滤瓶旋转式拧紧。
一般对于反渗透系统的清洗要求的是专业的技术人士来进行，客户是不是可以自行清洗的，如果反渗透系统需要清洗应该联系专业厂家人员来完成。下面的条件是需要化学清洗的前提，若出现就可进行清洗。
化学清洗的前提条件：系统的产水量比初期或是上一次运行清洗时降低 5-10%时。系统的脱盐率比初期或是上一次运行清洗时降低 2.5-5%时。系统各段的压力差值和初期或是上一次运行清洗后的 1-2 倍时。系统需长期停运时用保护溶液保护。
备注：
产水量和脱盐率是会受到水温的影响的，所以在测试的结果应该是在应该在相同水温的情况下得出的结果。
人使用了超氟水的话，会对人体造成伤害，为了避免人们在生活当中遭受氟的危害，可以利用反渗透设备进行除氟。地下水中的氟离子大多来自于围岩侵蚀溶解作用，而在水中还含有大量可溶性离子，在进行除氟时必须考虑除氟对其他分子的影响。含盐量过大的地下水中采用反渗透设备除氟去除率并不是太高。但是反渗透法和与其他方法相比，它操作简便，处理效果好。
纯化水设备制取的纯化水在医药、生物医疗等行业的使用。但是纯化水水质的基本标准又是什么呢?中国药典及欧洲药典都明确指出，制药用水的原水至少要达到饮用水的标准。
如果不达标，就先进行进化处理，直到达标为止。除了大肠杆菌有明确的规定外，其他的细菌一起不许超过100 个 /ml。在纯化水设备制水的过程中，还会存在内部污染，纯化水设备中各种水处理装置都有可能成为污染源。
所以一定要经常对纯化水设备进行清洗和消毒，另外，纯化水设备的末端还应该安装杀菌消毒装置。
纯化水设备制取的出水水质符合国家规定的卫生标准，符合企业的实际生产标准。纯化水设备的出水-纯化水具有两个特点。一个特点是纯化水设备安装的消毒灭菌的设备逐渐增多。
另一个特点是纯化水设备的管路分配系统由循环管路代替了传统的送水管路，这两个特点都是为了控制微生物污染和细菌内毒素的增加。
同时，还要注意管内流速对微生物繁殖的影响，即管道内的流速过低或者堵塞，就可能造成微生物的繁殖增多，影响水质。
软化水设备的出水水质良好，系统运行稳定，被很多企业使用。在安装软化水设备的同时，应该注意以下几点：
4）不要将软化水设备安装于离锅炉3米以内的地方，否则热水会回流至软化水设备中，造成损坏。
5）要将软化水设备置于室温低于1°C和高于49°C的环境中。
软化水设备是去除水水中的Ca、Mg等离子，降低水的硬度，使水软化的水处理设备。软化水设备经过长时间的使用，要遵循一定的注意事项。
1）软化水设备在使用时进水口应该长期打开，除非是设备检修的情况下才需要关闭。如无须用水则可以关闭出水阀。
2） 如果因为软化水设备再生不完全导致的出水不合格可以手动再生。
3） 软化水设备在长期停用时需要将盐水吸入罐内保护。
4）再次投入使用时只需再备好和正常工作一样都的盐水，先打开进水阀，然后接上电源，让设备自行复位后再手动再生一次完毕就可以打开出水阀。
5）如果使用的工业盐太脏，应该每年清洗一次盐桶，以保证吸盐过程的顺利进行。
超纯水设备的出水水质良好，适合各类企业的生产需要，使用的范围也就逐渐扩大。本文主要介绍超纯水设备安装时标准说明。
1）设备安装场地应当选择在平整，环境整洁，紧靠电源、水源的环境当中。
2）请勿靠近火源及任何发热体，以避免受热影响其运行的效率。
3） 在北方地区不得将设备安装在室外，以防设备内部冻结，损坏仪表及过滤元件。
4）设备安装位置应能方便排水，使设备的排水管保持顺畅。
5）系统所用的水泵工作压力确保在1.0-1.2Mpa，确保水泵在其额定扬程范围内工作。
解决方法：
若是380v电压，应检查增压泵、高压泵是否反转，如发现反转应把泵的三个电源接线头任意调换两个，如不反转需把泵的排气阀打开放气或注满水。
220v电压的增压泵、高压泵不会出现反转现象，只要把泵的排气阀打开放气或给泵体注满水即可。
解决方法：
检查和高压泵对接的继电器是否吸合，接线栓的线头有无松动、脱落或欠水指示灯亮起；如欠水指示灯亮起，说明原水水源不够增压泵使用，为了不使高压泵空转从而损坏高压泵，故使用断水保护器切断高压泵电源，从而起到保护高压泵的作用。如提供充足的水源，使断水保护器压力达到高压泵的工作压力要求，断水保护器指示灯灭，即可启动高压泵。
解决方法：
检查高压泵有无空转，有时高压泵在水没有完全进入时会发出一些异响，通常会在1~3分钟自动消失，如在3分钟后没有消失的情况下，应将高压泵的排气阀打开，进行放气或注水。
解决方法：
由于一些地区的水质较差，杂质较多，或由于长时间没有更换绒喷滤芯和清洗RO膜，会导致RO膜堵塞，从而导致管道内压力增高，致使管道爆裂。
出现这种情况应首先检查绒喷滤芯是否已经需要清洗或更换，然后清洗RO膜即可。质量太差的原水会导致RO膜经常堵塞，此时我们应增设离子交换设备或在原水中添加阻垢剂，以消除水中杂质，从而提高产水质量、增加RO膜的使用寿命。
解决方法：
有些设备使用者会发现，设备出水量越来越小(使用自来水作原水的设备基本上不会出现这种现象)，这是因为有些地下水水质较差，杂质较多，造成RO膜部分堵塞，从而使设备出水量减少。
这时我们应该定期对预处理进行反冲，绒喷滤芯进行更换，RO膜进行清洗，或把原水由质量很差的地下水更换成自来水(在没有自来水的情况下好配置一套离子交换阻垢系统，基本上会杜绝此类现象的发生)。
解决方法：
这是因为管道受到污染，致使细菌滋生造成的。出现这种情况应将烧碱溶解后放入精密过滤器内，操作调节阀将废水关闭，纯水开到高点，启动高压泵，把纯水出水口流出的水引入精密过滤器循环打水约30分钟即可。配有管道消毒机的设备应及时打开管道消毒机对纯净水管道进行消毒。
19、反渗透设备中有残余气体在高压下运行,形成气锤会损坏膜
1）设备排空后,重新运行时,气体没有排尽就快速升压运行。应在2～4bar的压力下将余下的空气排尽后,再逐步升压运行。
2）在预处理设备与高压泵之间的接头密封不好或漏水时(尤其是微滤器及其后的管路漏水)当预处理供水不很足时，如微滤发生堵塞，在密封不好的地方由于真空会吸进部分空气。应清洗或更换微滤器，保证管路不漏。
总之应在流量计中没有气泡的情况下逐步升压运行,运行中发现气泡应逐渐降压检查原因。
1）关机时快速降压没有进行彻底冲洗。由于膜浓水侧的无机盐的浓度高于原水,易结垢而污染膜。
2）用投加化学试剂的预处理水冲洗。因含化学试剂的水在设备停运期间可能引起膜污染。
反渗透水处理设备在准备关机时，应停止投加化学试剂，逐步降压至3bar左右用预处理好的水冲洗10min，直至浓缩水的TDS与原水的TDS很接近为止。
这是复合聚酰胺膜使用中普遍存在的问题,因为聚酰胺膜耐余氯性差，在使用中没有正确投加氯等消毒剂，加上用户对微生物的预防重视不够，容易导致微生物的污染。许多厂家生产的纯水微生物超标，就是消毒、保养不力造成的。
主要表现为：
出厂时,RO设备没有采用消毒液保养；设备安装好后没有对整个管路和预处理设备消毒；间断运行不采取消毒和保养措施；没有定期对预处理设备和反渗透设备消毒；保养液失效或浓度不够。
如投加NaHSO3的泵失灵或药液失效,或活性炭饱和时因余氯损坏膜。
23、清洗不及时与清洗方法不正确导致的膜性能的损坏
设备在使用过程中,除了性能的正常衰减外，由于污染而引起设备性能的衰减更为严重。
EDI高纯水设备通常的污染主要有化学垢，有机物及胶体污染，微生物污染等。不同的污染表现出的症状是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的症状也是有一定的差异。
在工程中我们发现，污染时间的长短不一样，其症状也不一样。
如：膜发生碳酸钙垢污染,污染时间为一个星期时，主要表现为脱盐率的迅速下降，压差缓慢增大，而产水量变化不明显，用柠檬酸清洗能完全恢复性能。污染时间为一年(某纯水机)，盐通量由最初的2mg/L上升为37mg/L(原水为140mg/L～160mg/L)，产水量由230L/h下降为50L/h，用柠檬酸清洗后，盐通量降为7mg/L，产水量上升至210L/h。
再者污染往往不是单一的,其表现的症状也有一定的差别，使得污染的鉴别更困难。
鉴别污染类型要综合原水水质，设计参数，污染指数，运行记录，设备性能变化及微生物指标等加以判断：
1）胶体污染：发生胶体污染时,通常伴随着以下两个特性:A、前处理中微滤器堵塞得很快,尤其是压差增大很快,B、SDI值通常在2.5以上。
2）微生物污染：发生微生物污染时,RO设备的透过水和浓缩水中的细菌总数都比较高,平时一定没有按要求进行保养和消毒。
3）钙垢：可依据原水水质及设计参数进行判断。对碳酸盐型水而言,如果回收率为75%时,设计时投加了阻垢剂,浓缩液的LSI应小于1;不投加阻垢剂时浓缩液的LSI应小于零,一般不会产生钙垢。
4）可用1/4英寸的PVC塑料管插入组件中测试组件不同部位的性能变化进行判断。
6）可用酸洗(如柠檬酸、稀HNO3)，根据清洗的效果和清洗液判断钙垢，通过清洗液成分分析进一步证实。
7）对清洗液进行化学分析：取原水、清洗原液、清洗液，三个样分析。
在确定了污染的类型后,可按表1中的方法清洗,然后消毒使用。在不能确定污染的类型时,通常采用清洗(3)消毒0.1%HCl(pH为3)的步骤清洗。
新的反渗透膜元件通常浸润1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后贮存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情况下，贮存1年左右，也不会影响其寿命和性能。当塑料袋开口后，应尽快使用，以免因NaHSO3在空气中氧化，对元件产生不良影响。因此膜应尽量在使用前开封。
反渗透设备试机完后,我们采用过两种方法保护膜。设备试机运行两天(15～24h),然后采用2%的甲醛溶液保养；或运行2～6h后，用1%的NaHSO3的水溶液进行保养(应排尽设备管路中的空气，保证设备不漏，关闭所有的进出口阀)。
两种方法均可得到满意的效果。第一种方法成本高些，在闲置时间长时使用，第二种方法在闲置时间较短时使用。
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