UF―RO纯水系统的运行维护

摘要：随着反渗透技术的不断成熟，反渗透装置，在工业生产中被广泛应用。

结合宝钢新增纯水项目介绍了超滤反渗透除盐装置运行的注意事项及系统的运行维护的基本方法。

并根据现场特点分析超滤反渗透系统回收率与设计之间所存在的差异，和可能提高的回收率的方法
关键词：超滤反渗透运行维护系统回收率纯水
一、纯水系统介绍
宝钢能源部新增纯水制备采用UF-RO工艺，设计产水流量为625m3/h，原水由二中水厂过滤水提供。

整个系统主要由汽水混合器、自清洗过滤器、超滤膜池、超滤产水池、一级RO、中间水池、二级RO、纯水配水池组成。

过滤水经过自清洗过滤器初步过滤后进人UF系统，UF系统共4套，每套处理能力305 m3/h，设计回收率≥95%，出水SDI小于3，采用中空纤维膜。

一级RO系统共4套，每套处理能力180m3/h，设计回收率大于等于75%；二级RO共四套，每套处理能力160m3/h，设计回收率大于等于85%。

UF系统的反洗排水排至反洗废水池后排至二中水废水坑，一级R0系统的浓水排入串接水系统，二级RO系统的浓水排入UF产水箱继续利用。

该系统从2011年5月投运，产水水质良好，电导率维持在3?eS/cm以下，但系统耗水量较大，整个系统的产水率一直在60%左右波动。

本文根据纯水站实际的运行情况，总结超滤反渗透系统的运行要点，并根据现场运行经验找出找出影响产水率的因素并提出改进意见。

二、反渗透系统的维护
1.保安过滤器的重要性
保安过滤器主要目的是为保证RO进水不损坏膜组件，按运行方式可分为反洗型和不可反洗型。

不可反洗滤元为一次性，运行费用高，但效果好。

对于复合膜，不允许含余氯。

保安过滤器则成为系统中细菌滋生及污物沉积的主要隐患。

因此，滤元使用时间不宜过长，可以选择较高的滤速，以便减少更换周期，降低投资并较好防止了细菌滋生等隐患。

2.阻垢剂的使用
反渗透膜污染可分为：生物污染、悬浮物污染、化学污染、胶体污染、细菌污染等。

目前，反渗透系统中阻垢剂使用最多的为六偏磷酸钠，但六偏磷酸钠易分解成磷酸根，而磷酸根又是细菌的营养源，所以使用不当易造成生物污染。

另外六偏磷酸钠本身引起的结垢也影响系统的运行。

3.低压冲洗
定期对RO装置进行大流量、低压力、低PH值的冲洗，有利于剥除附着在RO膜表面上的污垢，维持膜性能，当进水SDI突然升高超过5以上时，应进行低压冲洗，待SDI值调至合格后再开机。

如果水质含盐量较高，必须用RO出水冲洗，需专门配置RO冲洗系统。

4 .停运保护
反渗透装置停用保护的目的是：1）避免生物的滋生和污染。

2）防止膜在停用时，在含有阻垢剂的情况下形成亚稳定态的盐类析出而结垢，导致性能下降。

停运保护的方法有两种：1）采取低流量保护，适用于短时间停运的保护。

2）加强腐蚀剂保护，适用于停运2周以上的保护。

实践发现，水温20℃以上时，RO装置中的水存放3d就会发臭变质，有大量细菌繁殖。

因此，建议水温高于2O℃时，每2 d或1d低压冲洗1次，水温低于2O℃时，可以每3 d低压冲洗1次，每次冲洗完后需关闭反渗透装置上所有进出口阀门。

长期停用保护适用于停运15 d以上的系统，必须用保护液充入反渗透装置进行保护。

三、纯水回收率水率波动的分析
纯水制备系统的产水率主要依赖主要系统的回收率来保证：自清洗过滤器的回收率为99%，UF系统回收率为95 %，一级RO系统回收率为75% ，二级RO系统回收率为85% 。

但在
实际的运行中，受设备状态和工艺用水需求的影响，系统消耗的水量要大于设计水量，回收率没有达到设计的要求。

（1）自清洗过滤器过滤精度为100?em。

设置自清洗过滤器的作用主要是为了保护UF系统的正常运行，将原水中大颗粒悬浮物、砂砾等对超滤膜表面造成机械划伤的杂质去除，设备设计的自耗水率低于过滤水流量的1% 。

过滤器采用压差控制，当进出水口的压差达到0.05 MPa时设备开始自动反冲洗，压差恢复后进行过滤。

在实际的运行过程中发现，由于系统中只有1台过滤器，当夏季藻类繁殖较严重的时候，尽管系统中投加了次氯酸钠进行杀菌，压差上升仍然比较严重，导致自清洗过滤器频繁进行反洗，最严重的时候每隔5～7min反洗一次，反洗排水达到100 m3/d以上，回收率严重下降。

当对自清洗过滤器的不锈钢滤网进行更换和拆洗时，超滤系统的进水只能走旁通管，给UF系统的运行也带来一定的安全隐患。

针对以上问题，在可以考虑在系统中增加了1台过滤器，当发现1台过滤器频繁反洗的时候，可进行人工切换，对污堵的滤网及时进行化学清洗和更换，恢复其通量和过滤性能，保证UF 系统的进水水质符合要求。

（2）UF系统存在大量的水量消耗，UF系统的水量消耗主要集中在反洗和化学清洗上。

根据中纤维膜的特性，UF机组每运行15min自动反洗一次，每次2 min，耗水约10 m3左右，每周还将进行一次化学清洗，每次化学反洗时间为30 min，耗水约50 m3。

根据上述耗水量计算，进水量为250m3/h的UF机组，平均产水量为180 m3/h，回收率只有72% ，不能满设计要求。

（3）RO系统的实际回收率比设计值低。

RO系统的回收率是指产水流量与进水流量的比值，但在实际的运行过程中，RO系统除了浓水排放外，部分产水也有消耗。

产水的消耗主要集中在启停机的低压冲洗上，每次启停耗水约5m3。

如果RO机组满负荷24h不问断运行，回收率基本维持在75% 左右。

在实际的生产中，RO机组的运行需根据外线用水量和UF水箱的液位调节，停机几乎不能避免。

在纯水站运行初期，外线用水量波动很大，导致RO机组频繁启停，最多达到每天启停17次之多，水量浪费严重，回收率下降至70%左右。

为改善这情况，根据外线用水量，规定用水量<300 m3/h时只开启2套RO机组进行制水，其他2组备用，并将RO机组的启停机液位从7m调整到了5 m。

通过以上措施，使机组连续运行时间增加，有效减少了停机次数，目前每天RO机组的启停机次数控制在5次以内，一级RO的产水率维持在74% 。

通过设备设备改造和运行参数的调整，整套纯水系统的产水率可显著上升。

同时，纯水制备系统的产水率还受到进水水温、运行压力和膜系统的污染情况等因素的影响，这些因素也需要在运行操作中加以足够重视。

在冬季运行时，维持合理进水压力，既不能太高，使膜发生永久变形，也不能太低，影响产水率。

当膜系统出现污堵的时候要及时进行针对性的在线和离线清洗，防止造成膜元件不可逆的性能下降，影响产水率和脱盐率。

四、小结
本文从实际的运行经验出发，对UF-RO运行中要点进行分析，给出了相应维持系统良好运行状况的措施，并分析了UF-RO系统的产水率变化的原因，并提出了合理可行的改善方法。

通过对纯水站实际运行情况的总结，进一步认识到设计人员在设计时应充分考虑工厂生产的特点，合理进行水的综合利用，以提高纯水系统的产水率。

参考文献：
[1] 杨春，王光.除盐水系统产水率低的原因分析与改进.电站系统工程，2008，24（5）：56-58
[2] 朱雪松.提高反渗透系统纯化水产水量.河北化工，2008，31（10）：38-39，56。