反渗透的运行

反渗透系统调试运行中常见问题

来源：作者：发布时间：2007-11-22

摘要：随着电子及医药产业的迅猛发展，水处理技术也在实际应用中不断完善，尤其是膜处理技术已有相当完整的理论基础并且经过了长期的实践检验。笔者有幸参与过几个纯水站的调试工作，在这里想借此机会与同仁们就水站中反渗透系统(膜处理系统)在调试运行中常见的问题进行探讨。反渗透系统是水站中极为关键的一道程序，它具有设备精密、运行压力高的特点。该系统的运行状况将直接影响到最终出水水质，故做好反渗透系统的调试工作显得尤为重要。我们可以从以下几个方面来掌握：一、运行条件反渗透系统由反渗透膜(RO)、高压泵及为保护反渗透膜而设置的保安过滤。

随着电子及医药产业的迅猛发展，水处理技术也在实际应用中不断完善，尤其是膜处理技术已有相当完整的理论基础并且经过了长期的实践检验。笔者有幸参与过几个纯水站的调试工作，在这里想借此机会与同仁们就水站中反渗透系统(膜处理系统)在调试运行中常见的问题进行探讨。反渗透系统是水站中极为关键的一道程序，它具有设备精密、运行压力高的特点。该系统的运行状况将直接影响到最终出水水质，故做好反渗透系统的调试工作显得尤为重要。我们可以从以下几个方面来掌握：

一、运行条件

反渗透系统由反渗透膜(RO)、高压泵及为保护反渗透膜而设置的保安过滤器组成。保安过滤器内装有过滤孔径为5μm的滤芯。这些滤芯会过滤掉任何尺寸大于5μm的颗粒。对下游RO膜起到保护作用，否则RO膜表面极易结垢。目前较常用的渗透膜类别为聚酰胺膜，膜型式为卷式复合膜，该种型式的膜的除盐率可达99.5%。由于RO膜易受水中PH值、余氯及水温的影响，故RO膜运行前对进水水质有严格要求：

PH 值：3~10

余氯值：<0.1mg/L

SDI15值：<5.0

水温：<45 ℃

以上任一指标超出范围，均有可能使渗透膜产生变形，从而影响出水水质和缩短膜的使用寿命。并

且膜的种类不同对进水水质要求也有所不同。在调试前可以根据RO膜厂家提供的说明进行确认。

二、运行前准备

RO作为高压运行设备，在运行前为保护设备及仪表和安全起见，应严格安照操作程序确认并调整好阀门的开启状态，具体操作如下：

1、完全打开保安过滤器进水阀门和打开高压泵进水阀门

2、打开高压泵出水阀门一圈

3、打开RO入口阀一圈

4、将浓水管上针阀旋转三圈半

5、完全打开产水出口阀及浓水出口阀

6、将所有取样阀和清洗阀门关闭

7、将所有压力显示阀打开至半开状态

三、试车运行

当确认以上条件都满足时，可以启动高压泵投入试运行。由于RO也是一种液液分离设备，只有当给水压力高于渗透压时，水才能通过反渗透膜，从而达到除盐效果。此现象的驱动力来自给水(浓水)压力和渗透压(渗透压随渗透膜的种类和型式不同而变化)之间的压差(ΔP)，该部分的ΔP可由装在RO入口的截止阀(阀5)和装在浓水管线上的压力调节针型阀(阀13)来调节控制。首先根据RO入口截止阀来调节进水总量(流量计11与流量计12的读数和)至设计进水量。然后用压力调节针型阀(阀13)来准确调节产水流量及浓水压力，当产水量比设计值小时，说明给水(浓水)压力太小，即是ΔP值太小，这时应将针阀关小，以增大浓水(进水)压力，直到产水量等于设计值。

四、故障分析

反渗透装置运行管理中若干问题的探讨

肖宏张烜

∙简介：纯水及超纯水是目前微电子、电力（包括核电）、生物工程、基本粒子研究等尖端工业和科学研究中不可缺少的基础材料之一。目前工业化制造超纯水的典型工艺流程是反渗透与离子交换技术相结合。由于反渗透工程不仅对阴阳离子具有90％以上的脱除率，而且具有99％的除菌和热源能力，同时对中性的二氧化硅和分子量300以上的微量有机物具有较高的脱除率。从而使离子交换床的再生周期延长约10倍，废水排放量是全离子法的1／10左右，尤其重要的是使随后的混合床出水的电阻率长期稳定在17-18MΩ-cm（25℃）。因此，近几年来，此项技术日趋成熟，我国已具有许多专业生产反渗透设备厂家，可为电力、治金、轻工、汽车、半导体、化工、制药、食品、医疗卫生等行业提供高品质的纯水。超纯水系统长期稳定地运行的关键是反渗透装置的运行管理。本文就这一问题作一综合性的讨论，供有关人员参考。

∙关键字：反渗透装置,超纯水,反渗透膜,脱水率,产水率

要使反渗透装置得到长期稳定的性能，除了选用组件和系统工艺设计合理以外，良好的运行管理是一个非常重要的因素，运行管理认真、仔细、严格可延长反渗透膜元件的使用寿命，反之要使反渗透装置达到设计指标也是困难的，因此，在长期运行管理中应着重注意如下问题。

1 严格控制运行条件

根据用户原水分析报告，为了满足对脱盐率、产水率、回收率、寿命等要求，选择合适的组件进行设计，组装反渗透装置。操作压力、回收率（或浓水排放量）、进水的SDI（污染指数）、PH、余氯和温度是反渗透装置的主要运行控制参数；脱盐率、产水量和装置的压力降是三个主要监视性能参数。操作管理人员必须严格遵守，绝不能随意改变操作条件。特别要防止提高回收率来增加产水量，导致反渗透膜面产生结垢；要防止在SDI值超标的情况下继续运行，导致反渗透膜的堵塞；要防止在允许最大压差以上继续工作而造成膜元件的破坏性损坏。

2 防止碳酸钙、硫酸钙和二氧化硅的沉淀

在超纯水制造系统中，原水往往是苦咸水或城市自来水，而CaCO3、CaSO4、SIO2是反渗透膜面形成水垢的三种主要物质。在工程中，往往在保安过滤器前注入酸，降低pH值来防止CaCO3的沉淀，对醋纤膜讲，调节进水PH值的另一个重要作用是降低膜的水解速度；注入SHMP或FLOCON－100络合剂来防止CaSO4的沉淀；或者在预处理系统中设置软化器来同时防止CaCO3和CaSO4的沉淀；SiO2的沉淀一般通过提高进水温度或降低回收率来防止；但由于原水中的各种离子是随季节的变化而变化，特别在工厂改变水源后，变化则更大，因此，己投入运行的反渗透系统，对进水和排放水每季度进行一次全面分析，通过计算LSI指数，硫酸钙浓度积来预测反渗透膜面是否产生碳酸钙、硫酸钙的沉淀是十分必要的。当反渗透浓水的LSI＜0，浓度积＜10×10-5时，将不会产生碳酸钙、硫酸钙的沉淀。对于S iO2沉淀，同反渗透装置的进水温度密切有关，浓水中的二氧化硅浓度，25℃时不能超过1 00mg/l，5℃时则不能超过25mg/l。因此，当预处理系统中无加热设备时，在冬季要十分注意二氧化硅沉淀物对膜元件的污染问题，严格控制浓水中的二氧化硅含量，其值不能超过在该温度下的溶解度。值得一提的是SHMP在四小时以后将失效，因此，如反渗透装置停运4 h以上时，应低压运行10min，将反渗透装置中的浓水置换掉。

3 防止胶体对反渗透膜的污染

由于反渗透膜对胶体具有非常高的去除效果。从而使反渗透装置中膜面的胶体浓度，沿水流方向不断提高，当回收率75％时，装置中最后一级膜元件水中的胶体浓度大约是第一级的四倍。胶体在膜面的沉淀主要取决于二个因素，即胶体的浓度和凝聚速率常数。胶体的浓度可以用污染指数（SDI值）测量，而速率常数与2ETA电位有关。人们在长期实践中，已经找到了为防止膜被胶体的污染而需要控制的SDI值，就卷式装置来说，SDI值要控制在4以下或MF值小于150S。中空装置，SDI值应控制在3或4以下，这样可使胶体污染程度降到反渗透装置可以正常运行的地步。值得一提的是当进水的2ETA电位大于负30毫伏时，反渗透进水的SDI值可以提高。如中空纤维组件可以从SDI＜3提高到SDI＞5。一般讲，胶体污染多半存在于以地表水为水源的系统中，由于胶体的种类及真浓度将随季节的变化而变化，尽管预处理设备选用时考虑了这种变化，但由于波动太大，往往原有预处理系统不适