反滲透系統(tǒng)操作規(guī)程

反滲透:系統(tǒng)操作規(guī)程（一）、反滲透基礎(chǔ)：一、反滲透原理：反滲透，英文為ReverseOsmosis，它所描繪的是一個自然界中水分自然滲透過程的反向過程。早在1950年美國科學家DR.S.Sourirajan有一回無意中發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水，隔了幾秒后吐出一小口的海水。他由此而產(chǎn)生疑問：陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水，那為什么海鷗就可以飲用海水呢.這位科學家把海鷗帶回了實驗室，經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)在海鷗囔嗦位置有一層薄膜，該薄膜構(gòu)造非常精密。海鷗正是利用了這薄膜把海水過濾為可飲用的淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外。這就是以后逆滲透法（ReverseOsmosis簡稱R.O）的基本理論架構(gòu)。對透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜成為半透膜。一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜視為理想的半透膜。當把相同體積的稀溶液（如淡水）和濃液（如海水或鹽水）分別置于一容器的兩側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側(cè)流動，濃溶液側(cè)的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個壓力差，達到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定于濃液的種類，濃度和溫度與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動，此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。即在進水（濃溶液）側(cè)施加操作壓力以克服自然滲透壓，當高于自然滲透壓的操作壓力施加于濃溶液側(cè)時，水分子自然滲透的流動方向就會逆轉(zhuǎn)，進水（濃溶液）中的水分子部分通過膜成為稀溶液側(cè)的凈化產(chǎn)水（請參見下圖）。二、反滲透過程根據(jù)反滲透原理可知，滲透和反滲透必須與具有允許溶劑（水分子）透過的半透膜（反滲透膜或納濾膜）聯(lián)系在一起才有意義，才會出現(xiàn)滲透現(xiàn)象和反滲透操作。反滲透膜：允許溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)分子透過的一種功能性的半透膜稱為反滲透膜；膜元件：將反滲透膜膜片與進水流道網(wǎng)格、產(chǎn)水流道材料、產(chǎn)水中心管和抗應力器等用膠粘劑等組裝在一起，能實現(xiàn)進水與產(chǎn)水分開的反滲透過程的最小單元稱為膜元件；膜組件：膜元件安裝在受壓力的壓力容器外殼內(nèi)構(gòu)成膜組件；膜裝置：由膜組件、儀表、管道、閥門、高壓泵、精密過濾器、就地控制柜和機架組成的可獨立運行的成套單元膜設(shè)備稱為膜裝置，反滲透過程通過該膜裝置來實現(xiàn)；膜系統(tǒng)：針對特定水源條件和產(chǎn)水要求設(shè)計的，由預處理、加藥裝置、增壓泵、水箱、膜裝置和電氣儀表連鎖控制的完整膜法水處理工藝過程稱為系統(tǒng)。待處理的進水經(jīng)過高壓泵被連續(xù)升壓后入膜裝置內(nèi)，在膜元件內(nèi)進水被分成濃度低的或更純的產(chǎn)水，稱為透過液和濃度高的濃水。濃水調(diào)節(jié)閥控制成為產(chǎn)水和濃水的比例即裝置回收率。三、 影響反滲透性能的因素產(chǎn)水通量和脫除率是反滲透過程中的關(guān)鍵參數(shù)，針對特定系統(tǒng)條件，水通量和脫除率是膜的本征特性，而膜系統(tǒng)的水通量和脫除率則主要受壓力、溫度、回收率、進水含鹽量和pH值影響。具體影響情況見下表：四、 定義回收率：指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分率。膜系統(tǒng)的設(shè)計是基于預設(shè)的進水水質(zhì)而定的，設(shè)置在濃水管道上的濃水閥可以調(diào)節(jié)并設(shè)定回收率。回收率常常希望最大化以便獲得最大的產(chǎn)水量，但是應該以膜系統(tǒng)內(nèi)不會因鹽類等雜質(zhì)的過飽和發(fā)生沉淀為它的極限值。脫鹽率：通過反滲透膜從系統(tǒng)進水中除去總可溶性的雜質(zhì)濃度的百分率。透鹽率：脫鹽率的相反值，它是進水中溶解性的雜質(zhì)成份透過膜的百分率。滲透液：經(jīng)過膜系統(tǒng)產(chǎn)生的凈化產(chǎn)水。流量：流量是指進入膜元件的進水流率，常以每小時立方米（m3/h）或每分鐘加侖表示（gpm）。濃水流量是指離開膜元件系統(tǒng)的未透過膜的那部分的“進水”流量。這部分濃水含有從原水水源帶入的可溶性的組份，常以每小時立方米（m3/h）或每分鐘加侖表示（gpm）。通量：以單位膜面積透過液的流率，通常以每小時每平方米升（l/m2h）或每天每平方英尺加侖表示（gfd）。淡水：凈化后的水溶液，為反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水。濃水：未透過膜的那部分溶液，如反滲透系統(tǒng)的濃縮水。（二）、系統(tǒng)簡介本系統(tǒng)采用單級兩段的連續(xù)處理方式，為了平衡被拿走的產(chǎn)水并保持每段內(nèi)原水的流速均勻性，每段壓力外殼的數(shù)量按進水水流方向遞減，本系統(tǒng)的排列比例為7：4。每套反滲透系統(tǒng)有11個壓力容器，每個壓力容器中有6支膜元件，第一段由7個壓力容器組成，第二段由4個壓力容器組成。第一段的濃水出水為第二段的進水，兩段的產(chǎn)水和為總產(chǎn)水，濃水由第二段排出。整套系統(tǒng)的回收率為75%。（三）、操作說明一、 反滲透運行前準備：1、 開始啟動設(shè)備之前，首先檢查供電電源是否打開，應使之處于打開狀態(tài)。2、 檢查前級處理設(shè)備（纖維過濾器或連續(xù)微濾）供水端總進水閥是否打開，并且水壓保持在0.2-0.4Mpa壓力范圍內(nèi)。3、 檢查各管路管件、加藥系統(tǒng)的狀況。4、 電器線路是否完整，接線是否可靠。檢查高低壓控制器上、下限控制指針的位置，高壓泵進口前的低壓控制下限指針在 0.1Mpa位置。5、 打開高壓泵進出口閥門（①、③），濃水排放閥（⑥）和淡水出口閥門（⑤），關(guān)閉各取樣閥門。6、 檢查高壓泵機械部分是否靈活，如發(fā)現(xiàn)異常，需采取必要措施予以處理。7、 開啟反滲透裝置的總電源開關(guān)（電源指示燈亮），預設(shè)變頻器的運行頻率（變頻器運行頻率的預設(shè)方法參考有關(guān)說明書） 。8、 打開過濾器的放氣閥門，待放氣閥門出水后，關(guān)閉放氣閥。預處理給水壓力應保持保安過濾器出口壓力表（高壓泵前壓力）指示在0.15-0.4Mpa范圍內(nèi)。二、 就地手動控制：1、將|就地/遠控按鈕旋至就地位置，再將|手動/就地/自動按鈕旋至手動位置。利用預處理給水壓力，使水通過高壓泵進入反滲透組件 2分鐘，以排除組件及管路中的空氣。2、 開啟高壓泵、低壓運行（0.3-0.5Mpa）5-10分鐘，以沖洗膜元件，然后緩慢調(diào)節(jié)濃水排放閥⑥，使壓力緩慢上升， 10分鐘后升至額定壓力約1.0?1.5MPa。（此時也可以看淡水、濃水出水流量計調(diào)解，以回收率不大于75%為準）注：此處壓力調(diào)節(jié)參看《壓力調(diào)節(jié)》3、 檢查各段壓力，檢查淡水和濃水的流量是否正常。調(diào)整濃水出水閥門，以確保裝置的回收率不大于 75%。4、 關(guān)機：反滲透系統(tǒng)每次啟動關(guān)閉，都牽涉到壓力與流量的改變，因此對膜元件造成機械應力，因此應盡量減少開關(guān)次數(shù)，同時，正常的開動程序也應越平穩(wěn)越好，進水壓力上升要緩慢。當關(guān)閉RO膜系統(tǒng)時，先關(guān)閉高壓泵10秒后關(guān)閉進水閥。三、就地自動控制1、開機運行：在系統(tǒng)手動正常運行各閥門正確位置，給水壓力為0.2—0.4Mpa時，將|就地/遠控按鈕旋至就地位置，將|手動/就地/自動|按鈕旋至自動位置，控制系統(tǒng)將選擇于自動控制狀態(tài)（即程序控制方式）。2分鐘后系統(tǒng)進入運行狀態(tài)。2、自動停機：反滲透系統(tǒng)在下面幾種情況可自動停機1）本設(shè)備具有高、低壓保護功能。當原水供水不足，壓力下降到一定值（小于0.1Mpa）或壓力過大（大于0.5Mpa）時，壓力開關(guān)會自動關(guān)閉RO系統(tǒng)，達到保護高壓泵和RO膜的目的。當原水壓力恢復時關(guān)掉控制回路電源開關(guān)消警，合上開關(guān)設(shè)備恢復工作。設(shè)備報警自動停機或恢復啟動后，操作者應及時調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)。因為原水壓力的改變會改變設(shè)備原有的運行狀態(tài)。2） 阻垢劑、還原劑加藥箱也設(shè)有液位保護功能。當藥箱液位過低時，高壓泵停止工作。3） 人為停機：將|手動/就地/自動按鈕旋至手動位置，系統(tǒng)將手動停機。（四）、化學清洗1、 化學清洗條件膜表面的污垢將加速系統(tǒng)性能的下降，如減少產(chǎn)水流量，降低脫鹽率。污垢的另一個負面現(xiàn)象是進水和濃水間的壓差增加。只要措施得力及時，就可以很有效地進行系統(tǒng)清洗，最大限度地恢復膜系統(tǒng)的性能。但若拖延太久才進行清洗，則很難完全將污染物從膜面上清洗掉。在正常操作過程中，反滲透元件內(nèi)的膜片會受到無機鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機物質(zhì)的污染。操作過程中這些污染物沉積在膜表面，導致標準化的產(chǎn)水流量和系統(tǒng)脫鹽率分別下降或同時惡化。當下列情況出現(xiàn)時，需要清洗膜元件：（在所有運行參數(shù)不變的情況下）—標準化產(chǎn)水量降低10%以上—進水和濃水之間的標準化壓差上升了15%—標準化透鹽率增加5%以上以上的標準（基準）比較條件取自系統(tǒng)經(jīng)過最初48小時運行時的操作性能。2、 化學清洗安全注意事項.在下列各章節(jié)中，當使用任何清洗化學品時，必須遵循獲得認可的安全操作規(guī)程。關(guān)于化學品安全性、使用方法和排放處置方面的細節(jié)請咨詢該化學品制造商。.當準備清洗液時，應確保在進入元件循環(huán)之前，所有的清洗化學品得到彳艮好的溶解和混合。.在清洗化學藥品與膜元件循環(huán)之后，應采用高品質(zhì)的不含余氯等氧化劑的水對膜元件進行沖洗（最低溫度＞20°C） ，推薦用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水，如果對管道沒有腐蝕問題時，可用經(jīng)脫氯的飲用水和經(jīng)預處理的給水。在恢復到正常操作壓力和流量前，必須注意開始要在低流量和壓力下沖洗大量的清洗液。此外，在清洗過程中清洗液也會進入產(chǎn)水側(cè)，因此，產(chǎn)水必須排放10分鐘以上或直至系統(tǒng)正常啟動運行后產(chǎn)水清澈為止。.在清洗液循環(huán)期間， pH2?10時溫度不應超過50°C,pH1?11時溫度不應超過35°C,pH1~12時溫度不應超過30°C。.對于直徑大于6英寸的元件，清洗液流動方向與正常運行方向必須相同，以防止元件產(chǎn)生“望遠鏡”現(xiàn)象，因為壓力容器內(nèi)的止推環(huán)僅安裝在壓力容器的濃水端。在小型元件的系統(tǒng)清洗時也建議注意這一點，清洗流程如示意圖所示。3、清洗步驟1）配制清洗液下表列舉了適宜的清洗藥品，這些酸性和堿性清洗劑是標準的清洗藥品，酸性清洗劑用于清除包括鐵污染在內(nèi)的無機污染物，而堿性清洗劑用于清洗包括微生物在內(nèi)的有機污染物。由于使用硫酸會引起硫酸鈣沉淀的危險，不應選作清洗劑。最好采用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水配制清洗液，當然在很多情況下也可以使用經(jīng)過預處理的合格預處理出水（反滲透出水）來配制清洗液。原水可能緩沖容量很大，需要消耗更多的酸或堿才能達到規(guī)定的pH值，酸性清洗的pH約為2左右，堿性清洗的pH約為12左右。本套工藝配置清洗液為酸堿兩種，堿性清洗液為0.1%NaOH（W）即：每噸水中<^1KgNaOH（片堿），配置^H約為12左右。酸性清洗液為0.2%HCL（W）即：每噸水中投加61鹽酸溶液（工業(yè)用濃鹽酸多為30%左右），配置^H約為2左右。1（W）表示有效成份的重量百分含量；2按順序污染物化學式符號為：CaCO3表示碳酸鈣；CaSO4表示硫酸鈣；BaSO4表示硫酸鋇。3按順序清洗化學品符號為：NaOH表示氫氧化鈉；Na4EDTA表示乙二胺四乙酸四鈉，陶氏化學生產(chǎn)該產(chǎn)品的商標為VERSENE*；Na-SDS表示十二烷基磺酸鈉鹽，又名月硅酸鈉；HCl表示鹽酸；Na2S2O4表示亞硫酸氫鈉；H3PO4表示磷酸；NH2SO3H表示亞硫酸氫胺。4為了有效的清洗硫酸鹽垢，必須盡早的發(fā)現(xiàn)和處理，由于硫酸鹽垢的溶解度隨清洗液含鹽量的增加而增加，可以在NaOH和Na4EDTA的清洗液中添加NaCl，當結(jié)垢一周以上時，硫酸鹽垢的清洗成功性值得懷疑。5檸檬酸是無機鹽垢的可選清洗劑。2） 低流量輸入清洗液。首先用清洗水泵混合一遍清洗液，預熱清洗液時應以低流量。然后以盡可能低的清洗液壓力置換元件內(nèi)的原水，其壓力僅需達到足以補充進水至濃水的壓力損失即可（用小泵，操作壓力0.1—0.2Mpa），即壓力必須低到不會產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓置換操作能夠最大限度的減低污垢再次沉淀到膜表面，視情況而定，排放部分濃水以防止清洗液的稀釋。3） 循環(huán)。當原水被置換掉后，濃水管路中就應該出現(xiàn)清洗液，讓清洗液循環(huán)回清洗水箱并保證清洗液溫度恒定（最適宜溫度為20—30°C）。4）浸泡。停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。有時元件浸泡大約1小時就足夠了，但對于頑固的污染物，需要延長浸泡時間，如浸泡10—15小時或浸泡過夜。為了維持浸泡過程的溫度，可采用很低的循環(huán)流量（約為小泵流量的10%，流量大小可用清洗泵的回水閥調(diào)解）。5） 高流量水泵循環(huán)。高流量循環(huán)30—60分鐘（大泵，操作壓力0.3—0.4Mpa）。高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物。如果污染嚴重，請采用高于所規(guī)定的50%的流量將有助于清洗，在高流量條件下，將會出現(xiàn)過高壓降的問題，對多元件壓力容器最大允許壓降為0.35Mpa（進出水壓差，即進水壓力不得高于0.45Mpa），以先超出為限。6） 沖洗。預處理的合格產(chǎn)水可以用于沖洗系統(tǒng)內(nèi)的清洗液（反滲透出水），為了防止沉淀，最低沖洗溫度為20°C。系統(tǒng)沖洗時間約為1小時。7） 重新啟動系統(tǒng)。必須等待元件和系統(tǒng)達到穩(wěn)定后，記錄系統(tǒng)重新啟動后的運行參數(shù)，清洗后系統(tǒng)性能恢復穩(wěn)定的時間取決于原先污染的程度。為了獲得最佳的性能，有時需要多次的清洗和浸泡步驟。注：本套設(shè)備清洗為分段清洗，每段的閥門開關(guān)情況依照RO運行狀態(tài)控制表。（五）、壓力調(diào)解1、 進水壓力，通過調(diào)節(jié)進水提升泵的回流水量來控制，控制在0.2—0.4Mpa。2、 高壓泵進水壓力，監(jiān)測點位于高壓泵前精密過濾器后，當高壓泵進水閥（電動）打開時，顯示壓力應該與進水壓力保持一致。3、 高壓泵出水壓力，通過緩慢調(diào)節(jié)濃水排放閥⑥，使之壓力控制在 1一75%1.5Mpa。（此時也可以看淡水、濃水出水流量計調(diào)解，以回收率不大于75%為準）4、 濃水出水壓力，此壓力與高壓泵出水壓力的差值視為標準壓力（水溫20°C時，標準壓力應為0.3Mpa左右），標準壓力越小證明反滲透膜通量越高，運行越穩(wěn)定。（標準壓力也受到溫度影響，水溫在4—45C之間時，水溫每下降1度，產(chǎn)水量將下降3%,標準壓力也隨之增加0.03Mpa左右）。5、 化學清洗進水壓力，通過調(diào)節(jié)化學清洗進水泵的回水閥。（六） 、其他1、 阻垢劑的配制及投加：根據(jù)本工藝進水水質(zhì)，阻垢劑的投加量為0.003%（即每噸水＜^3mL）。阻垢劑按照10%的配比進行配制（1L阻垢劑加9L水），每套反滲透設(shè)備按照50噸/小時