反滲透技術培訓資料大全
1.反滲透水處理系統的構成
2.反滲透預處理—它是讓您高枕無憂的關鍵
★成功運行的必要條件
★具體的預處理設計需要根據現場情況和膜元件類型確定
★必須仔細考慮各種要求
★原水的特點非常重要
★為確保系統可靠運行，有時需要做小型實驗
★最後您將心想事成！
2-1反滲透預處理合適與否的簡單判斷準則
2-2反滲透預處理設計考慮因素
膜元件種類
進水水質(水源及其變化)
進水流量(小型或大型裝置)
反滲透的回收率(高回收率意味著需要更好的預處理)
後處理設備和要求
2-3反滲透膜元件的進水條件
氯的耐受力計算建立在無鐵存在的基礎上
2-4預處理中應考慮的反滲透結垢成分
反滲透進水中含有的難溶鹽及相關成分達到下表中所列的濃度時，均應在預處理中採用相應的措施，以防止反滲透膜結垢。
注意：上表中指標的設計基礎為75%的系統水回收率，在某些情況下，最小值範圍會有變化。
2-5反滲透污染物
A、懸浮固體
普遍存在於地表水和廢水中
尺寸﹥1微米(膠體可能會小於1微米)
在未攪拌溶液中能從懸浮狀態沉積下來(膠體會保持懸浮狀態)
預處理後必須將下列指標降低至：
濁度﹤1NTU
15分鐘SDI值﹤5
B、膠體污染物
普遍存在於地表水和廢水中
污染物主要存在於反滲透系統的前端
尺寸﹤1微米
在未攪拌溶液中微粒會保持懸浮狀態
可以是有機或無機成分組成的單體或複合化合物
無機成分可能是硅酸、鐵、鋁、硫
有機成分可能是單寧酸、木質素、腐殖物
預處理後必須將下列指標降低至：
濁度﹤1NTU
15分鐘SDI值﹤5
C、有機物污染物
污染物主要存在於反滲透系統的前端
普遍存在於地表水和廢水中
被吸收附著在膜表面
天然腐殖有機會來源於植物腐爛物且常帶電荷
缺乏明確的TOC(總有機碳)含量規定
進水中TOC含量為2ppm時引起注意
具有電中性表面的LFC1膜及CAB膜可能更適用
D、生物污染
普遍存在於地表水和廢水中
開始時易在反滲透前端形成污染物，隨後擴展及整個反滲透系統
通常污染物為細菌、生物膜、藻類、真菌
警戒含量為每毫升10000cfu(菌落生成單位)
必須控制生物活性
CAB膜由於其對余氯的耐受性較好，因而可能更適用
2-6針對特定污染物的反滲透預處理設計要點
A、針對難溶鹽的反滲透預處理設計
離子交換軟化
弱酸陽離子軟化
石灰軟化
添加化學阻垢劑
B、針對金屬氧化物的反滲透預處理設計
離子交換軟化
石灰軟化
錳砂過濾
添加化學分散劑
C、針對溶解性硅的反滲透預處理設計
石灰軟化
熱交換器
脫除鐵
硅分散劑
D、針對微粒和膠體的反滲透預處理設計
澄清
石灰軟化
砂濾或添加混凝劑或絮凝劑後進行多介質過濾器
微濾或超濾
E、針對天然有機物的反滲透預處理設計
澄清
石灰軟化
活性炭過濾
微濾或超濾
F、針對有機生物滋長的反滲透預處理設計
化學殺菌劑
石灰軟化
紫外殺菌
微濾或超濾
保持水流動
盡量減少死角
G、由於預處理系統設計或操作不當而人為造成的常見污染物
在市政水廠添加化學藥劑
陽離子聚合物
氯化鋁或氯化鐵
正磷酸鋅
添加了互不相容的化學藥劑
氧化劑
3.反滲透系統的故障診斷與運行數據的標準化
3-1反滲透系統的故障及其診斷
確定問題
您的反滲透系統是否運轉不正常
您的反滲透系統是不是正常停機中停用時間過長
您的反滲透預處理或化學加藥系統是否正常
確定您是否在適當的進水溫度、TDS和PH條件下使用
確定您的水流量和水回收率是否適當
確定壓降(進水—濃水)是否正常
確定所有的儀器儀錶是否校準
對產水流量和產水水質進行標準化
逐段及逐個壓力容器測量產水水質
檢查每隻壓力容器密封件有無損壞
檢測反滲透進水的保安過濾器是否含有污染物
檢查反滲透膜元件是否被污染或被損壞
採樣並分析反滲透進水、濃水和各段產水及總產水水質數據
將分析所得水質數據與反滲透設計的計算值相比較
以標準化後的產水水質、流量及壓降的變化為基礎，確定可能的污染物
對預測的污染物及垢質進行清洗
分析清洗液中所含的污染物以及清洗液的顏色和PH值變化
將反滲透膜元件送出進行非破壞性的分析，並確定清洗方案
最後的手段是進行膜元件解剖分析和實驗室分析以確定污染物
3-2常見反滲透污染現象
A、膜降解
--水解(由過低或過高PH值造成)
--氧化(Cl2，H2O2，KMnO4)
--機械損壞(產水背壓、膜卷突出、過熱、由於細碳粒或硅砂粒造成的磨損)
B、沉澱物沉積
--碳酸垢(Ca)
--硫酸垢(Ca、Ba、Sr)
--硅垢(SiO2)
C、膠體沉積
--金屬氧化物(Fe，Zn，Al，Cr)
--污泥
D、有機物沉積
--天然有機物(腐植物和灰黃素)
--不溶油類(泵密封泄漏，新換管道)
--過量的阻垢劑或鐵沉澱
--過量的陽離子聚合物(來源於預處理的過濾器)
E、生物污染
--複合膜表面形成生物污泥
--藻類
--真菌
3-3反滲透污染癥狀
系統進水與濃水間壓降增加
反滲透進水壓力發生變化
標準化後的產水流量變化
標準化後的鹽透過率發生變化
3-4反滲透故障診斷一覽表
3-5如何減少故障和降低反滲透清洗頻率
在取得水質全分析的基礎上設計反滲透系統
在進行設計前確定RO進水的SDI值
如果進水水質變化，需要作出相應的設計調整
必須保證足夠的預處理
選擇正確的膜元件
選擇比較保守的水通量
選擇合理的水回收率
設計足夠的橫向流速及濃水流速
對運行數據進行標準化
3-6反滲透系統的標準化
使用計算機程序來分析產水水質和產水水量在一段時間內的變化趨勢，監測反滲透系統的運行
然後可以初步掌握「該反滲透系統是否運轉正常？」
有助於反滲透系統故障排除
A、標準化
由於下列原因導致反滲透系統性能變化：
基本設計參數如溫度、使用年限、進水TDS、回收率、水通量等發生變化—即系統發生變化是正常
膜元件發生污染或結垢—即需要清洗
膜元件的降解—即需要購買新膜更換
B、標準化定義
標準化：將現在經過計算的操作數據(標準化後的產水流量和標準化後的脫鹽率)和原來選定的基準參考時間的操作參數進行比較的過程
標準化後的流量：如果系統運行條件與初投運時相同，現在理論上所能達到的流量
標準化後的脫鹽率：如果系統運行條件與初投運時相同，現在理論上能達到的脫鹽率
參考點：
1、初投運時(穩定運行或經過24小時)優先選用
2、反滲透膜元件製造廠商的標準參數
C、標準化後的一半特徵
通常CPA膜元件鹽透過率每年增加10-17%
通常反滲透膜元件產水通量每年減少4-10%
反滲透膜元件壓降通常不增加
標準化的真正意義在於了解變化趨勢，而不是評價某一天的變化
前一次有效清洗後，標準化後的流量或產水水質下降15%或壓降增加15%時，建議進行再清洗
4.反滲透膜的清洗消毒及保存
目的：保證反滲透系統的正常運行；延長反滲透膜元件的使用壽命
什麼時候需要清洗及消毒
如何清洗消毒及用何種藥品進行清洗消毒
4-1什麼時候需要清洗反滲透系統
當標準化後的產水量比上次清洗後減少10-15%
當標準化後的產水水質比上次清洗後降低10-15%
當標準化後的壓降比上次清洗後增加10-15%
在長期停用前
作為日常的維護
4-2需要清洗什麼
硫酸鈣垢
硫酸鋇、硫酸鍶垢
水合金屬氧化物垢(鐵、錳、鎳、銅等)
硅垢
膠體沉積物(無機)
有機沉積物(無機、有機混合物)
有機沉澱物(自然產物)
有機沉澱物(人為產物)
生物滋長(細菌、真菌、黴菌等)
注意：通常您需要清潔的是上述幾種污染物的混合物
4-3如何選擇清洗藥劑
確定污染物
與膜製造廠商、工程公司或反滲透專業化學藥劑供應商聯繫
選用通用型或專用型化學清洗藥品
現場收集信息並進行清洗(實驗及校正法)
向反滲透專用藥劑供應商提供膜元件以供實驗室分析之用
考慮藥品成本
4-4在選擇和使用化學清洗藥劑的注意事項
遵循製造廠商推薦的關於藥劑品種、劑量、PH值、溫度及接觸時間的指導原則
最佳的清洗效果
最小限度地使用強烈化學試劑
對於CPA、ESPA膜通常PH範圍為4-10
對於CPA、ESPA膜最大PH範圍為2-12
在推薦溫度清洗，一般在30-40℃下清洗最好
需要考慮排放對環境的影響
不要將酸鹼混合
用高PH的產水沖洗清洗劑
如果出現油污染，開始時不要使用低PH值溶液清洗
4-5複合膜(CPA、ESPA、ESNA)最常用的清洗配方
4-6二氧化硅垢的化學清洗
對沉澱在膜上的溶解性硅，在不損壞膜的前提下很難去除
在清洗前應詢問膜廠商
較高的沖洗流速有利於沖刷掉污垢
反覆地循環、浸泡有助於除垢
對於CPA膜，高PH值10-12的鹼性溶液和40℃溫度有助於硅垢的去除
4-7複合膜生物污染物的清洗
珊瑚礁綜合症：無結垢、金屬氧化物、膠體物質、有機物質、活的及死的細菌、生物粘泥、真菌等的複雜混合物
解決方法一：
低PH值清洗
高PH值清洗
生物殺菌劑消毒
解決方法二：
利用能破壞粘泥的殺菌劑消毒
高PH值清洗
每周停運殺菌一次，每次使用殺菌劑消毒20-30分鐘
4-8細菌的控制和殺除
濃水中細菌濃度控制規則：
如果每毫升﹤4 log cfu，認為細菌數量已得到控制
如果每毫升4-6 log cfu，應引起注意
如果每毫升達到6 log cfu或細菌數量上升，應著手處理問題
注意：4 log=10000=104 6 log=1000000=106
消毒：指細菌減少99.9% (3log)
殺菌：指細菌減少99.9999% (6log)
滅菌：指細菌減少99.9999999% (9log)
殺菌劑：殺滅細菌
生物抑製劑：阻止細菌生長
粘泥破壞劑：破壞生物粘膜的數量
4-9反滲透化學殺菌劑應有的特性
殺除細菌
去除生物粘膜
最少接觸時間
對膜危害最小
無毒性及無環境危害性
可以安全地操作
合理的價格
4-10殺菌劑的殺菌速度
條件為20℃時去除99.9999%的孢菌
殺菌劑 接觸時間
2%甲醛溶液 12小時
100ppm的次氯酸鈉溶液 7小時
0.2%的過氧化氫溶液 25小時
5%的過氧化氫溶液 2-3小時
10%的過氧化氫溶液 1-2小時
1%過氧化氫和400ppm的過醋酸溶液 0.5-1小時
4-11複合膜(CPA、ESPA、ESNA)元件消毒用殺菌劑
A、甲醛
劑量：0.1-1.0%
在美國認為該藥劑有一定毒性
對於新膜，必需在操作24小時後才可使用，否則會導致不可恢復的水通量損失
可用作長期貯存時的殺菌劑
B、異噻唑啉
劑量：15-25ppm
可用作長期貯存時的殺菌液
C、亞硫酸氫鈉
劑量：500ppm，使用30-60分鐘
1.0%的溶液可用於長期貯存
D、過氧化氫、過乙酸
劑量：0.2%(2種化合物之和)
PH：3-4(高PH值時會引起膜氧化)
溫度：25℃(最高)
如果存在鐵或過渡金屬，會引起CPA膜氧化
反覆循環20-30分鐘/浸泡2小時/隨後沖洗
對於破壞生物粘膜可能需要4小時的接觸時間
是有效、迅速的氧化性殺菌劑
對於破壞生物粘膜比較有效
本殺菌液不適用於長期貯存
4-12反滲透系統化學清洗的一般方法
步驟1：沖洗反滲透膜組件
排除運行過程中剩餘濃水和給水通道中的污染物。
步驟2：清理清洗裝置
如：水箱、管路、清洗水泵、清洗保安過濾器等
步驟3：配置清洗溶液
(1) 使用反滲透產品水，至少是軟化水
(2) 混合均勻
(3) 調節至所需PH值
(4) 調節至所需溫度
(5) 對於正常污染情況，每根4」X40」膜元件配製2.2加侖溶液
(6) 對於正常污染情況，每根8」X40」膜元件配製8.7加侖溶液
(7) 對於嚴重污染的情況，可將溶液體積加倍
步驟4：
(1) 反滲透進水入口處最大壓力為60Psi，減少已鬆脫的污染物被沖回膜表面的可能
(2) 單支膜元件最大壓降10-15Psi，以防止膜卷突出將置換出的水排入下水通道
(3) 將最初20%已污染的/變色的化學清洗溶液排入下水道
(4) 將乾淨的化學清洗溶液再循環至清洗藥箱
(5) 將滲出的少量產品水再循環至清洗藥箱
(6) 如果PH值變化超過0.5個單位，則需要重新調整PH值到指定範圍
步驟5：低流量循環
(1) 循環5-15min
(2) 每根4」壓力容器流量為11.4L/min
(3) 每根8」壓力容器流量為45.5L/min
(4) 盡量減少沖洗下來的污染物對進水通道的堵塞
步驟6：中等流量循環
(1)循環5-15min
(2)每根4」壓力容器流量為22.7L/min
(3)每根8」壓力容器流量為90.9L/min
步驟7：第一次大流量循環
(1)循環30-60min
(2)每根4」壓力容器流量為30.3-37.9L/min
(3)每根8」壓力容器流量為132.5-151.4L/min
步驟8：浸泡(選擇使用)
(1)循對於CPA、ESPA和CAB膜的輕度污染可浸泡1-2小時
(2)對於嚴重污染的CPA膜，需浸泡過夜，為保持溫度可能需要維持正常流量10%的循環流量
(3)浸泡有利於污染物的去除
(4)應當在必須的情況下才進行浸泡，原則上應盡量減少化學試劑與膜的接觸時間
步驟9：第二次高流量循環(選擇使用)
(1)循環15-60min
(2)按需要浸泡及循環
步驟10：沖洗
(1)使用與清洗溶液PH值及溫度相同且與系統容積相同量的反滲透產品水沖洗，並將出水排入下水通道
(2)然後使用未調節過的反滲透產品水反覆沖洗
(3)保證化學清洗液全部被洗出
步驟11：使用第一種殺菌溶液(選擇使用)
(1)按照標準配製殺菌液
(2)採用中等流量在已清洗各段的反滲透裝置中循環15-60min
(3)浸泡1-2小時或按需要而定
(4)用反滲透產品水沖洗
步驟12：利用第二種清洗液進行清洗(選擇使用)
(1) 先用低PH溶液清洗，再用高PH溶液清洗
步驟13：使用第二種殺菌溶液(選擇使用)
步驟14：最終沖洗
(1)通常沖洗10-30min
(2)使用通常的經過前處理的進水低壓沖洗
(3)直至濃水不再有氣泡
(4)直至濃水電導與進水電導相同
步驟15：運行前沖洗
(1) 在正常運行操作條件相同，但是產品水排入下水通道直至產品水水質達到所需標準
4-13複合膜(CPA、ESPA、ESNA)在反滲透壓力容器中的保存
A、 短期保存
通常保存時間為1-5天(由細菌的繁殖活性決定)
使用給水進行正常的停運沖洗和排氣
每5天重新沖洗一次(最多保存30天)
使用1%的亞硫酸氫鈉溶液沖洗可以減少生物污染的可能性
B、 長期保存
通常保存時間為30天以上
清洗反滲透膜元件
使用適宜的殺菌劑沖洗及保存(0.15%異噻唑啉，1%的亞硫酸氫鈉或0.1-1.0%甲醛)
如果溫度小於27度，每30天使用殺菌劑再沖洗及保存
如果溫度大於28度，每15天使用殺菌劑再沖洗及保存
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