反滲透技術基礎培訓

反滲透技術基礎培訓2011年1反滲透水處理系統(tǒng)的構成2反滲透預處理

成動運行的必要條件；具體的預處理設計需要根據(jù)現(xiàn)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(tǒng)可靠運行，有時需要作小型實驗、中型實驗。3反滲透預處理是否合適

簡單判斷準則清洗頻率

預處理是否合理或適度3個月或更長適度1-3個月可能需要加強預處理1個月超過1次確實需要加強預處理4反滲透預處理設計考慮因素

膜元件種類(醋酸纖維素膜或芳香聚酰胺復合膜)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)后處理設備和要求5

反滲透元件的進水條件

反滲透膜元件類型

進水中氯的濃度-ppm

是否能耐受細菌的降解進水pH

進水溫度-℃

CAB0.3-1.0不能5-61-35CPA＜0.1可以4-101-45SWC＜0.1可以4-101-45ESPA＜0.1可以4-101-45ESNA＜0.1可以4-101-456預處理中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，均應在預處理中采取相應措施，以防止反滲透膜結垢。結垢成份

在下列進水情況下需要預處理，包括添加阻垢劑、分散劑

CaCO3濃水LSI值＞0，pH值較高，溫度較高CaSO4濃度積/溶度積＞100%，Ca+SO4＞250ppmBaSO4濃度積/溶度積＞100%，Ba＞50ppbSrSO4濃度積/溶度積＞100%，Sr＞2ppm可溶性鐵Fe＞0.3ppm錳Mn＞0.05ppm可溶性硅溫度＜15℃時，且沒有重金屬(Fe、Al等)存在時，SiO2＞25ppm7反滲透污染物

懸浮固體普遍存在于地表水和廢水中尺寸＞1微米(膠體可能會小于1微米)在未攪拌溶液中能懸浮狀態(tài)沉積下來(膠體會保持懸浮狀態(tài))預處理后必須將下列指標降低至濁度＜1NTU15分鐘SDI值＜58

膠體污染物

普遍存在于地表水或廢水中污染物主要存在于反滲透系統(tǒng)的前端尺寸＜1微米在未攪拌溶液中微粒會保持懸浮狀態(tài)可以是有機或無機成份組成的單體或復合化合物無機成份可能是硅酸、鐵、鋁、硫有機成份可能是單寧酸、木質素、腐殖物預處理后必須將下列的指標降低至：濁度＜1NTU15分鐘SDI值＜59有機污染物

污染物主要存在于反滲透系統(tǒng)的前端普遍存在于地表水或廢水中被吸收附著在膜表面天然腐殖有機物來源于植物腐爛物且常帶電荷缺乏明確的TOC(總有機碳)含量規(guī)定進水中TOC含量為2ppm時應引起注意具有電中性表面的LFC1膜及CAB膜可能更適用

10生物污染

普遍存在于地表水或廢水中開始時易在反滲透前端形成污染物，隨后擴展及整個反滲透系統(tǒng)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膜由于其對余氯的耐受性較好，因而可能更適用11針對特定污染物的反滲透預處理設計要點

針對給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12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

13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

14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后進行多介質過濾微濾或超濾15針對天然有機物的

反滲透預處理設計

澄清石灰軟化活性碳過濾微濾或超濾

16

針對有微生物滋長的

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

17由于預處理系統(tǒng)設計或操作不當而人為造成的常見污染

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18反滲透系統(tǒng)的故障診斷和運行數(shù)據(jù)的標準化

反滲透系統(tǒng)的故障及其診斷確定問題：您的反滲透系統(tǒng)是否運轉不正常？您的反滲透系統(tǒng)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(tǒng)是否正常？確定您是否在適當?shù)倪M水溫度、TDS或這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？確定所有的儀器儀表是否校準？對產(chǎn)水流量和產(chǎn)水水質進行標準化。逐段及逐個壓力容器測量產(chǎn)水水質。檢查每只壓力容器密封件有無損壞。19反滲透系統(tǒng)的故障診斷和運行數(shù)據(jù)的標準化檢測反滲透進水的保安過濾器是否含有污染物？檢測反滲透膜元件是否被污染或被損壞。采樣并分析反滲透進水、濃水和各段產(chǎn)水及總產(chǎn)水水質數(shù)據(jù)。將分析所得水質數(shù)據(jù)與反滲透設計的計算值相比較。以標準化后產(chǎn)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顔色和pH值變化。將反滲透膜元件送出進行非破壞性的分析，并確定清洗方案。最后的手段是進行膜元件解剖分析和實驗分析以確定污染物。

20反滲透系統(tǒng)的標準化

使用計算機和和程序來分析產(chǎn)水水質和產(chǎn)水水量在一段時間內(nèi)的變化趨勢，監(jiān)測反滲透系統(tǒng)的運行然后可以初步掌握“該反滲透系統(tǒng)是否運轉正常？”有助于反滲透系統(tǒng)故障排除標準化由于下列原因導致反滲透系統(tǒng)性能變化：基本設計參數(shù)如溫度、使用年限、進水TDS、回收率、水通量等發(fā)生變化——(即：系統(tǒng)發(fā)生變化是正常的)膜元件發(fā)生污染或結垢——(即：需要清洗！)膜元件降解——(即：需要購買新膜更換)3.6.2標準化定義標準化：將現(xiàn)在經(jīng)過計算的操作數(shù)據(jù)(標準化后的產(chǎn)水流量和標準化后的脫鹽率)和原來選定的基準參考時間的操作參數(shù)進行比較的過程。標準化的流量：如果系統(tǒng)進行條件與初投運時相同，現(xiàn)在理論上所能達到的流量。標準化后的脫鹽率：如果系統(tǒng)運行條件與初投運時相同，現(xiàn)在理論上所能達到的脫鹽率參考點：A.初投運時(穩(wěn)定運行或經(jīng)過24小時)(優(yōu)先選用)B.反滲透膜元件制造廠商的標準參數(shù)21標準化后的一般特征通常CAB膜元件鹽透過率每年增加33%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(chǎn)水流量每年減少4~10%22

常見反滲透污染現(xiàn)象

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(chǎn)水背壓、膜卷突出、過熱、由于細碳料或砂料造成的磨損)23沉淀物沉積

碳酸垢(Ca）硫酸垢(Ca、Ba、Sr)硅垢(SiO2)24膠體沉積

金屬氧化物(Fe、Zn、Al)污泥25有機物沉積

天然有機物(腐殖物和灰黃素)油類(泵密封泄漏，新?lián)Q管道)過量的阻垢劑或鐵沉淀過量的陽離子聚合物(來源于預處理的過濾器)26

生物污染

復合膜表面形成生物粘泥細菌對反滲透膜的浸蝕藻類真菌27反滲透污染癥狀

系統(tǒng)進水與濃水間壓降增加反滲透進水壓力發(fā)生變化標準化后的產(chǎn)水流量變化標準后的鹽透過率發(fā)生變化28反滲透污染癥狀29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(tǒng)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(diào)整必須保證足夠的預處理選擇正確的膜元件，CAB或LFC1膜對于處理比較復雜的地表水或污水可能更為適用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(shù)據(jù)進行標準化30.反滲透膜的清洗、消毒及保存

目的：保證反滲透系統(tǒng)的正常運行目的：延長反滲透膜元件使用壽命什么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31什么時候需要清洗反滲透系統(tǒng)

當標準化后的產(chǎn)水流量比上次清洗后減少10-15%當標準化后的產(chǎn)水水質比上次清洗后降低10-15%當標準化后的壓降比上次清洗后增加10-15%在長期停用前作為日常的維護32污染物的判定碳酸鈣垢硫酸鈣、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)膠體沉積物(無機、有機混合物)有機沉積物(自然產(chǎn)物)有機沉積物(人為產(chǎn)物)生物滋長(細菌、真菌、霉菌等)33

如何選擇清洗藥劑

確定污染物與膜制造廠商、工程公司或反滲透專用化學藥劑供應商聯(lián)系選擇通用型或專用型化學清洗藥品現(xiàn)場收集信息并進行清洗(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34選擇和使用化學清洗劑時的注意事項

遵循制造廠商推薦的關于藥劑品種、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于CPA、ESPA膜通常pH范圍為4-10對CPA、ESPA、膜最大pH范圍為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(huán)境的影響不要將酸堿混合用高pH的產(chǎn)水沖洗清洗劑如果出現(xiàn)油污染，開始時不要使用低pH值溶液清洗35普通的清洗方法污染物

清洗溶液

碳酸鈣、磷酸鈣、金屬氧化物(鐵)pH值4.0，2%檸檬酸溶液+氨水，溫度40℃，有時也可用pH2~3的鹽酸水溶液清洗硫酸鈣、混合膠體、小分子天然有機物、微生物pH值10.0，2%三聚磷酸鈉溶液，溫度40℃，有時也可用pH小于10的NaOH水溶液清洗大分子天然有機物、微生物pH值10.0，2%三聚磷酸鈉溶液，0.25%十二烷基苯磺酸鈉溶液，溫度40℃36二氧化硅垢的化學清洗

對沉淀在膜上的溶解性硅，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于沖刷掉污垢反復地循環(huán)、浸泡有助于除垢對于CPA膜，高pH值10-12的堿性溶液和40℃溫度有助于硅垢的去除37復合膜生物污染的清洗

珊瑚礁綜合癥：無機垢、金屬氧化物、膠體物質、有機物質、活的及死的細菌、生物粘泥、真菌等復雜混合物。38解決辦法一

低pH清洗高pH清洗生物殺菌劑消毒

解決辦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，每次使用生物殺菌劑消毒20~30分鐘39細菌的控制和殺除

濃水中細菌濃度控制規(guī)則：如果每毫升＜logcfu，認為細菌數(shù)量已得到控制如果每毫升4~6logcfu，應引起注意