RO系统故障分析

RO系统故障分析
1.概要如有很多原因会造成反渗透设备不能正常运行。

在对问题作
进一步分析之前，你必须可能地收集各种征状。

2. 简介本篇的主题是如何排除RO设备的故障，我们假定设备设计有相应的仪表和取样点以满足故障排除和设备清洗的需要. 3. 如何避免设备异常的最好方法是从一开始就进行防范，以下是一些相关的RO设计的建议： 设计RO系统时应有水质全分析。

如果水质存在季节性的变化(在地表水中十分常见)或水源变化(在市政供水中十分常见)，尽量获取你所能得到的所有分析数据并确认它们取自于最新的材料。

现场进行15分钟SDI(污染密度指数)试验，以确定发生胶体污堵的可能性。

先确认在设计RO系统时已设计有足够的预处理。

在设计RO时(特别是有可能发生污染时)应留有余地。

在保守的RO系统设计时选用较低的水通量，因为减少单位膜面积上的产水量会减少污染物在膜对于以井水作为给水水源的系统，设计水通量应控制在8~14gfd(加/平方英尺/日)的范围内。

对于井水作为给水水源系统，设计水通量应控制在14~18gfd 的范围内。

回收率应取较为保守的值，以使污染物的浓度降至最低。

一个保守的设计应尽量增加进水横向流速和浓水流速，横向流速越高，膜表面盐分和污染物向主体溶液的扩散速度越快，因而可以减少膜表面盐分和污染物的浓度。

对于不同的使用场合选择合适的膜元件类型。

调查你周围是否有使用同一进水水源的反渗透系统。

查明故障： 我们建议您对所
记录的运行数据运行“标准化”，以确定系统污堵的规律，使你能够订出洗涤的时间表，并确认系统有无故障。

这些标准化的参数是通过将每日的主要运行数据，如温度，进水TDS、回收率和压力等与第一天的运行数据进行比较。

并根据变化作相应调整而得到的。

举一个例子，如果第100天的标准化产水量是80gpm(加仑/分钟)，而第一天的产水量是100gpm(加仑/分钟)，说明膜元件受到了污堵并损失了20%的产水量，因而建议进行清洗。

如果RO系统进行参数发生波动，那么最明智和合理的做法是判断反渗透系统的真实状态。

RO系统停运是否正确？系统运行时，应将系统中的浓水冲洗出来，否则污染物会沉积在反渗透膜表面。

冲洗时最好采用RO产品水作为冲洗水源。

RO系统停运时间是否太长？如果水长时间不流动(特别是在温暖的气候条件下)，会造成严重的微生物污染问题。

如果为了控制碳酸钙(石灰)结垢而加酸以调低pH值，你是否调到了所要求的pH值？ 确认给水与浓水间的压降增加值不超过15%。

反之，也就意味着给水通道受到污染，膜表面水流量受到限制，系统需要清洗了。

监测段间压降会有助于判断哪段发生污堵，从而可判断出可能的污染物。

确认给水和产水间的压降不超过15%，反之则表明反渗透膜表面已受到污染需及时进行清洗。

确认产水导电度增加值不超过15%，反之则表明反渗透膜表面已受到污染需及时进行清洗。

确认各仪表已经过校准。

有可能的话，测量每段产水水质及每支压力容器产水水质。

有些污染物会污染系统前半部分；另一些
污染物会污染系统后半部分。

使用RO系统故障分析表(附后)可以帮助确认污染物的种类。

从产品水管取样并测定产水导电度以检查O型圈有无损坏，取样时采用向取样管插入1/4英寸塑料管的方法并测量插入深度。

检查RO前保安过滤器中有无污染物，因为相对来说为比较容易做到。

在RO膜元件中有无污染物或是否受到损伤。

取样并分析RO给水、浓水和产品水水质，并将分析结果与膜元件制造厂家提供的设计值比较。

在RO出现故障时，如能排除因外部损伤而引起的原因，那么，就需要推测污染物的类型，并据此进行一次或一系列的清洗工作。

采集清洗液并对所去除的污染物、顔色变化或pH值变化情况进行分析，清洗效果可在RO系统重新投运时得到证实。

如果以上所有检查RO膜元件中污染物的方法均未奏效，那么只能进行膜元件解剖分析，此时拆开膜元件并对膜表面和污染物进行分析测试以确定问题所在。

RO系统故障分析表可能之原因可能之位置压降产水流量盐透过率金属氧化物第一段通常会增大下降通常会增大胶体污堵第一段通常会增大下降通常会增大结垢最后一段增大下降增大生物污堵任何一段通常会下降增加增大有机物污垢所有各段正常下降通常会增大氧化剂 ( 如：Cl2 ) 第一段最严重通常会下降增加增大表面磨损 ( 碳粒、淤泥 )第一段最严重减少增加增大 O环或胶合处裂缝随机通常会减少增大回收率过高所有各段减少通常会减少增大
复合膜的常见污染物及其清洗方法
复合膜的常见污染物及其清洗方法，本文适用于4英寸、8英寸直径的反渗透膜元件。

注1：在任何情况下不要让带有游离氯的水与复合膜元件接触，如果发生这种接触，将会造成膜元件性能下降，而且再也无法恢复其性能，在管路或设备杀菌之后，应确保送往反渗透膜元件的给水中无游离氯存在。

在无法确定是否有游离氯时，应通过化验来确证。

应使用活性炭过滤器来吸附水中游离氯。

注2：在反渗透膜元件担保期内，建议每次反渗透膜清洗应在与我厂协商后进行，至少在第一次清洗时，我公司的现场服务人员应在现场。

注3：在清洗溶液中应避免使用阳离子表面活性剂，因为如果使用可能会造成膜元件的不可逆转的污染。

•反渗透膜元件的污染物在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。

污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不在早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。

定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。

表1列出了常见污染物对膜性能的影响。

•污染物的去除污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现，有时亦可通过
改变运行条件来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。

1. 标准化之后的产品水流量降至正常值的10～15%。

2. 为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了10～15%。

3. 产品水水质降低10～15%；盐透过率增加10～15%。

4. 总进水压力增加10～15%。

5. RO各段间的压差增加明显（也许没有仪表来监测这一迹象）。

反渗透膜的污染及清洗方法常见污染物及其去除方法：•碳酸钙垢在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现故障而导致给水PH值升高，那么碳酸钙就有可能沉积出来，应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生，以防止生长的晶体对膜表面产生损伤，如早期发现碳酸钙垢，可以用降低给水PH至3.0～5.0之间运行1～2小时的方法去除。

对沉淀时间更长的碳酸钙垢，则应采用柠檬酸清洗液进行循环清洗或浸泡过夜。

注：应确保任何清洗液的PH不要低于2.0，否则可能会对RO膜元件造成损害，特别是在温度较高时更应注意。

碱洗时最高的PH不应高于11.0(短时间可达到12)。

可使用氨水来提高PH，使用硫酸或盐酸来降低PH值。

•硫酸钙垢清洗液2（见表2）是将硫酸钙垢从RO膜表面去除的最佳方法。

•金属氧化物垢可以使用上面所述的去除碳酸钙垢的方法，很容易地去除沉积下来的氢氧化物（例如氢氧化铁）。

•硅垢对于不是与金属氧化物或有机物共生的硅垢，一般只有通过专门的清洗方法才能将他们去除，有关的详细方法请与我公司联系。

•有机沉积物有机沉积物（例如微生物粘泥或霉斑）可以使用清洗液3去除，为了防止再繁殖，可使用经我公司认可的杀菌溶液在系统中循环、浸泡，一般需较长时间浸泡才能有效，如反渗
透装置停用超过三天时，最好采用消毒处理，请与我公司会商以确定适宜的杀菌剂。

反渗透膜的污染及清洗方法•清洗液清洗反渗透膜元件时建议采用表2所列的清洗液。

确定清洗液前对污染物进行化学分析是完全必要的，对分析结果的详细比较，可帮助选择最佳的清洗剂及清洗方法。

应记录每次清洗时清洗方法及获得的清洗效果，为在特定给水条件下，找出最佳的清洗方法提供依据。

对于无机污染物建议使用清洗液1。

对于硫酸钙及有机物建议使用清洗液2。

对于严重有机物污染建议使用清洗液3。

所有清洗液可以在最高温度为华氏104度（摄氏40℃）下清洗60分钟，所需药量以每100加仑（379升）中加入量以表2所提供数值计，配制清洗液时按比例加入药品及清洗用水，应采用不含游离氯的反渗透产品水来配制溶液并混合均匀。

如果需要其他有关信息或服务，请与相关技术服务部门联系。

反渗透膜元件的化学清洗与水冲洗清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高
压侧循环，此时膜元件仍装在压力容器内而且需要用专门的清洗装置来完成该工作。

清洗反渗透膜元件的一般步骤： 1.用泵将干净、无游离氯的反渗透产品水从清洗箱（或相应水源）打入压力容器中并排放几分钟。

2.用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。

3.将清洗液在压力容器中循环1小时或预先设定的时间，对于8英寸容器时，流速为35到40加仑/分钟（133到151升/分钟），对于4英寸压力容器流速为9到10加仑/分钟（34到38升/分钟）。

4.清洗完成以后，排净清洗箱并进行冲洗，然后向清洗箱中充满干净的产品水以备下一步冲洗。

5.用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱（或相应水源）
打入压力容器中并排放几分钟。

6.在冲洗反渗透系统后，在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统，直到产品水清洁、无泡沫或无清洗剂（通常需15到30分钟）。

表1.反渗透膜污染特征及处理方法污染物一般特征处理方法 1. 钙类沉积物（碳酸钙及硫酸钙类，一般发生于系统第二段）脱盐率明显下降系统压降增加系统产水量稍降用溶液1清洗系统 2．氧化物（铁、镍、铜等）脱盐率明显下降系统压降明显升高系统产水量明显降低用溶液1清洗系统 3．各种胶体（铁、有机物及硅胶体）脱盐率稍有降低系统压降逐渐上升系统产水量逐渐减少用溶液2清洗系统 4．硫酸钙（一般发生于系统第二段）脱盐率明显下降系统压降稍有或适度增加系统产水量稍有降低用溶液2清洗系统，污染严重用溶液3清洗 5．有机物沉积脱盐率可能降低系统压降逐渐升高系统产水量逐渐降低用溶液2清洗系统，污染严重时用溶液3清洗 6．细菌污染脱盐率可能降低系统压降明显增加系统产水量明显降低依据可能的污染种类选择三种溶液中的一种清洗系统说明：必须确认污染原因，并消除污染源，如需帮助请与我公司联系。

表2.建议使用的常见清洗液清洗液成份配制100加仑（379升）溶液时的加入量 PH调节 1 柠檬酸反渗透产品水（无游离氯） 17．0磅（7.7公斤）100加仑（379升）用氨水调节PH至3.0 2 三聚磷酸钠EDTA四钠盐反渗透产品水（无游离氯）17．0磅（7.7公斤）7磅（3.18公斤）100加仑（379升）用硫酸调节PH至10.0 3 三聚磷酸钠十二烷基苯磺酸钠反渗透产品水（无游离氯） 17．0磅（7.7公斤）2. 13磅（0.97公斤）100加仑（379
升）用硫酸调节PH至10.0 复合膜元件的一般保存方法注意：在对膜元件进行长期或短期停运保存前，请与我公司联系以获取有针对性的建议。

•适用范围介绍的方法适用于以下情况： 1. 安装在压力容器中的反渗透膜元件的短期保存； 2. 安装在压力容器中的反渗透膜元件的长期保存； 3. 作为备件的反渗透膜的干保存及反渗透系统启动前的膜保存。

注意：芳香族聚酰胺反渗透复合膜元件在任何情况下都不应与含有残余氯的水接触，否则将给膜元件造成无法修复的损伤。

在对RO设备及管路进行杀菌、化学清洗或封入保护液时应绝对保证用来配制药液的水中不含任何残余氯。

如果无法确定是否有残余氯存在，则应进行化学测试加以确认。

在有残余氯存在时，应使用亚硫酸氢钠中和残余氯。

此时要保持足够的接触时间以保证中和完全。

•短期保存短期保存方法适用于那些停止运行5天以上30天以下的反渗透系统。

此时反渗透膜元件仍安装在RO系统的压力容器内。

保存操作的具体步骤如下： 1. 用给水冲洗反渗透系统，同时注意将气体从系统中完全排除； 2. 将压力容器及相关管路充满水后，关闭相关阀门，防止气体进入系统； 3. 每隔5天按上述方法冲洗一次。

•长期停用保护长期停用保护方法适用于停止使用30天以上，膜元件仍安装在压力容器中的反渗透系统。

保护操作的具体步骤如下： 1.清洗系统中的膜元件； 2.用反渗透产出水配制杀菌液，并用杀菌液冲洗反渗透系统。

杀菌剂的选用及杀菌液的配制方法可参见我公司相应技术文件或与我公司联系以获取有关技术建议。

3.用杀菌液充满反渗透系统后，关闭相关阀门使杀菌液保留于系统中，此时应确认系
统完全充满。

4.如果系统温度低于27℃，应每隔30天用新的杀菌液进行第二、第三步的操作；如果系统温度高于27℃，则应每隔15天更换一次保护液(杀菌液)。

5.在反渗透系统重新投入使用前，用低压给水冲洗系统一小时，然后再用高压给水冲洗系统5～10分钟，无论低压冲洗还是高压冲洗时，系统的产水排放阀均应全部打开。

在恢复系统至正常操作前，应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。

附：污染密度指数SDI的测定方法污染密度指数SDI值是表征反渗透系统进水水质的重要指标。

本文介绍了测定SDI值的标准方法，其方法的基本原理是测量在30psi给水压力下用0.45дm微滤膜过滤一定量的原水所需要的时间。

•测试仪器的组装 1. 按图1组装测试装置； 2. 将测试装置连接到RO系统进水管路取样点上； 3. 在装入滤膜后将进水压力调节至30psi。

在实际测试时，应使用新的滤膜。

注意，为获取准确测试结果，应注意下列事项：•在安装滤膜时，应使用扁平镊子以防刺破滤膜•确保O型密封圈清洁完好并安装正确•避免用于触摸滤膜•事先冲洗测试装置，去除系统中的污染物•测试步骤 1．记录测试温度。

在试验开始至结束的测试时间内，系统温度变化不应超过1℃。

2．排除过滤池中的空气压力。

根据滤池的种类，在给水球阀开启的情况下，或打开滤池上方的排气阀，或拧松滤池夹套螺纹，充分排气后关闭排气阀或拧紧滤池夹套螺纹。

3．用带有刻度的500ml量筒接取滤过水以测量透过滤膜的水量。

4．全开球阀，测量从球阀全开到接满100ml和500ml[注1]水样的所需时间并记录。

5．五分钟后，再次测量收集100ml和500ml水样的所需时间，
十分钟及十五分钟后再分别进行同样测量。

6．如果接取100ml水样所需的时间超过60秒，则意味着约90%的滤膜面积被堵塞，此时已无需再进行实验。

7．再次测量水温以确保与实验开始时的水温变化不超过1℃。

8．实验结束并打开滤池后，最好将实验后的滤膜保存好，以备以后参考。

•计算公式 SDI ＝P30/Tt ＝100×（1-Ti/Tf）/Tt 式中： SDI ——污染密度指数 P30 ——在30psi给水压力下的滤膜堵塞百分数 Tt ——总测试时间，单位为分钟通常Tt为15分钟，但如果在15分钟内即有75%的滤膜面积被堵塞[注2]，测试时间就需缩短 Ti ——第一次取样所需时间 Tf ——15分钟（或更短时间）以后取样所需时间
SDI的测定方法
SDI值是由水在207KPa压力下通过0.45μ微孔滤膜的堵塞速率推算而来的。

是表征预处理出水胶体含量的有效方法之一，是确保反渗透等膜分离过程有效运行的重要指标。

一、设备、仪表和工具
1.SDI测定装置
根据压力源不同有气压式和管道式二种，在RO进水的SDI常规监测中多半采用管道式。

不管其方式异同，但基本原理相同。

管道式SDI装置（见附图1）主要部件。

(1)球阀
(2)稳压阀，调节压力207±7KPa
(3)压力表
(4)滤器（Millipore,NO.× ×
4304700）滤膜（0.45μ,47mm）
(5)500mL量筒
2.秒表
3.钝头不锈钢小镊钳
二、测定步骤
1.按附图1装好SDI仪，将压力调节
器调至207KPa；
2.用水冲洗滤器；
3.测定水温；
4.拆开滤器，将0.45μ滤膜放在滤器的支撑板上，切忌用手指取膜；
5.放上“Ｏ”型密封圈，装上滤器上半部分，将紧固螺栓拧于适当程度；
6.开启进水阀，逐出滤器内膜面上夹带的气泡，关闭阀，拧紧滤器；
7.开启进水阀，同时测定初始时过滤500mL水样所需的时间t1 ，让其继续过滤；
8.测定5、10和15分钟时过滤250mL水样所需的时间（注意：在整个测试期间，压力必须保持在30PSI（207±7KPa）；
9.测定水温（注意：在整个测定期间，水温必须保持在±1℃变化范围之内）；
三、SDI的计算
t1
100(1-──)
t2
SDI＝─────
Tt
式中：
Tt─总的测时间（分）通量为T15。

t1─初始时收集500mL水样所需的时间（秒）；
t2─经Tt（通常T15)后收集500mL水样所需的时间（秒）。

四、注意事项
膜有正反面，放滤膜时正面朝向进水。

水处理基础技术问答
水中的有机物质是指什么？
水中的有机物质主要是指腐殖酸和富里酸的聚羧酸化合物、生活污水和工业废水的污染物。

其中前者多官能团芳香族类大分子的弱性
有机酸，占水中溶解的有机物质95%以上。

腐殖物质是水生物一类的生命活动过程的产物。

生活污水主要是人体排泄物和垃圾废物。

各种工业废水中的有机物有动植物纤维、油脂、糖类、染料、有机酸、各种有机合成的工业制品、有机原料等。

这些有机物污染着水体，并使水质恶化。

有机物对水体有什么危害？水在的有机有个共同特点，就是要进行生物氧化分解，需要消耗水中的溶解氧，而导致水中缺氧。

同时会发生腐败发酵，使细菌滋长，恶化水质，破坏水体；工业用水的有机污染，还会降低产品的质量。

有机物质是引起水体污染的主要原因之一。

水的总固体、溶解固体和悬浮固体
水中除了溶解气体之外的一切杂质称为固体。

而水中的固体又可分为溶解固体和悬浮固体。

这二者的总和即称为水的总固体。

溶解固体是指水经过过滤之后，那些仍然溶于水中的各种无机盐类、有机物等。

悬浮固体是指那些不溶于水中的泥砂、粘土、有机物、微生物等悬浮物质。

总固体的测定是蒸干水分再称重得到的。

因此选定蒸干的温度有很大的关系，一般规定控制在105~110℃。

什么是水的含盐量
水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类的数量。

由于水中各种盐类一般均以离子的形式存在，所以含盐量也可以表示为水中各种阳离子的量和阴离子的量的和。

水的含盐量与溶解固体的含义有所不同，因为溶解固体不仅包括水中的溶解盐类，还包括有机物质。

同时，水的含盐量与总固体的含
义也有所不同，因为总因休不仅包括溶解固体，还包括不溶解于水的悬浮固体。

所以，溶解固体和总固体在数量上都要比含盐量高。

但是在不很严格的情况下，当水比较清净时，水中的有机物质含量比较少，有时候也用溶解固体的含量来近似地表示水中的含盐量。

当水特别清净的时候，悬浮固体的含量也比较少（如地下水），因此有时也可以用总固体的含量来似表示水中的含盐量。

什么是水的浑浊度？
由于水中含有悬浮及胶体状态的微粒，使得原来无色透明的水产生浑浊现象，其浑浊的程度称为浑浊度。

浑浊度的单位是用"度"来表示的，就是相当于1L的水中含有1mg.的SiO2（或是非曲直mg白陶土、硅藻土）时，所产生的浑浊程度为1度，或称杰克逊。

浊度单位为JTU，1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。

现代仪器显示的浊度是散射浊度单位NTU，也称TU。

１TU＝１JTU。

最近，国际上认为，以乌洛托品－硫酸肼配制浊度标准重现性较好，选作各国统一标准FTU。

１FTU ＝１JTU。

浑浊度是一种光学效应，是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。

它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。

控制浑浊度是工业水处理的一个重要内容，也是一项重要的水质指标。

根据水的不同用途，对浑浊度有不同的要求，生活饮用水的浑浊度不得超过５度；要求循环冷却水处理的补充水浑浊度在２～５度；除盐水处理的进水（原水）浑浊度应小于３度；制造人造纤维要求水的浑浊度低于0.3度。

由于构成浑浊度的悬浮及胶体微粒一般是
稳定的，并大都带有负电荷，所以不进行化学处理就不会沉降。

在工业水处理中，主要是采用混凝、澄清和过滤的方法来降低水的浑浊度。

什么是水的色度？
水的色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的
指标。

天然水经常显示出浅黄、浅褐或黄绿等不同的颜色。

产生颜色的原因是由于溶于水的腐殖质、有机物或无机物质所造成的。

另外，当水体受到工业废水的污染时也会呈现不同的颜色。

这些颜色分为真色与表色。

真色是由于水中溶解性物质引起的，也就是除去水中悬浮物后的颜色。

而表色是没有除去水中悬浮物时产生的颜色。

这些颜色的定量程度就是色度。

色度是测定是用铂钴标准比色法，亦即用氯铂酸钾（K2PtCl6）和氯化钴（CoCl2•6H2O）配制成测色度的标准溶液，规定1升水中含有 2.419毫克的氯铂酸钾和2.00毫克氯化钴时，将铂（Pt）的浓度为每升1毫克时所产生的颜色深浅定为1度（1。

）。

水色度往往会影响造纸、纺织等工业产品的质量。

各种用途的水对于色度都有一定的要求：如生活用水的色度要求小于15。

；造纸工业用水的色度要求小于15。

～30。

；纺织工业的用水色度要求小于10。

～12。

；染色用水的色度要求小于5。

工业废水可能使水体产生各种各样的颜色，但水中腐殖持、悬浮泥砂和不溶解矿物质的存在，也会使水带有颜色。

例如，粘土能使水带黄色，铁的氧化物会使水变褐色，硫化物能使水呈浅蓝色，藻类使水变绿色，腐败的有机物会使水变成黑褐色等等。

水的硬度有哪几种？。