反渗透和软化水

反渗透（RO ）技术

反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般常指水）通过反渗透膜(一种半透膜)而分离出来与渗透方向相反，可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子围。

反渗透，英文为Reverse Osmosis ，是花费数亿美元并经过多年的精心研制而成的高科技水处理技术。这种薄膜分离技术，是依靠渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。渗透是一种物理现象。反渗透就是在有盐份的水中（如原水）施加比自然渗透压力更大的压力，使水由浓度高的一方渗透到浓度低的一方，把原水肿的水分子压到膜的另一边变成纯净水，而原水中的细微杂质、胶体、有机物、重金属、细菌、病毒及其他有害物质都统统截留下来并经污水出口排放掉。由于反渗透膜的孔径仅0.0001微米，一个细菌要缩小4000倍，过滤性病毒也要缩小200倍以上才能通过，所以其有效去除率高达96％以上。

反渗透法分离过程有如下优点：

①不需加热、没有相变；

②能耗少；

③设备体积小、操作简单，适应性强； ④对环境不产生污染。

反渗透纯水系统根据不同的源水水质采用不同的工艺。一般自来水经一级反渗透系统处理后，产水电导率＜10μS/cm，经二级反渗透系统后产水电导率＜5μS/cm甚至更低，在反渗透系统后辅以离子交换设备或EDI设备可以制备超纯水，使电阻率达到18兆欧姆(电导率=1/电阻率)。

反渗透(以下简称RO)是近20年来广泛应用的水处理技术，它对提高水资源的利用，缓解全球性水资源紧缺有实际意义。因其优越的操作性能和经济效益，也越来越多地应用于发电厂锅炉补给水处理中。

1 设备原理和技术参数

反渗透是渗透的逆意，在RO设备膜的浓溶液一侧，外加一个大于其渗透压的压力，则溶剂(水)会由浓溶液侧渗透膜流向稀溶液，从而得到纯净的水。

发电厂从美国引进2套RO设备，其主要技术参数为：

膜材料芳香聚酰胺螺旋卷式膜；

设备型号FT30；

最大工作压力 2.1 MPa；

标准流量进水83 t/h(净水62 t/h，浓盐水21 t/h)；

组装型式一段8个容器，2段4个容器组装而成。

2 RO设备运行中主要参数的控制

发电厂RO设备经调试于1999年3月投入运行。要达到经济、高效运行，就要做好运行中主要参数的控制。

2.1 原水预处理出水水质的控制

a)原水经澄清过滤后出水浊度小于1 mg/L；

b)软化器进口加入NaHSO3溶液，维持ORP值在70～130围，以除去水中过大的余氯，使余

氯小于0.1 mg/L，并起杀死水中微生物，保护RO设备，反渗透膜的作用；

c)精密过滤器出水浊度值小于0.2 mg/L，SDI值小于4。

2.2 RO设备主要运行参数的控制

a)在实际运行中，最佳pH值为6.5～7.5。

b)温度对RO的透水量有较明显的影响，水温每提高1 ℃，透水量增加2.7%，但运行水温不能超过35 ℃；

c)运行压力越大，透水量也越大(在许可围)，运行压力一般控制在1.3～1.4 MPa围；

d)运行中控制回收率为75%；

e)运行中控制SDI值小于4。

3 RO设备的运行及注意事项

3.1 RO设备的运行

RO设备的运行包括：预冲洗、冲洗、运行、运行后冲洗4个步骤：a)“预冲洗”的目的是

把RO充满水，除去膜空气。

b)“冲洗”是预冲洗的继续。在45 s，RO的出水质量达到要求后自动投入运行；若在45 s 不能达到要求，或流量小于最小设定值，则RO会自动转为“运行后冲洗”阶段。

c)“运行”是冲洗的继续。在此阶段，运行人员应根据压力、75%回收率和流量来调整RO

进水门及浓盐水出水门的阀门开度。

d)“运行后冲洗”的目的是当RO设备停止运行时，通过低压的水流冲洗反渗透膜而除去残留在膜的盐分，直至浓盐水侧的水质与进水侧水质一样为止。时间为预设定，通常约需10 min。

3.2 运行操作中应注意的事项

a)每次启动RO设备时，应缓慢开启进水阀，以防止反渗透膜因受瞬间的过高压力而遭到破坏。

b)操作中应注意静背压，不允许净水侧压力高于进水及浓盐水侧的压力。

c)不论在运行或停运时，都必须注意防止反渗透膜的脱水现象，因为反渗透膜一旦脱水，会造成不可恢复的损伤。

4 RO设备的保养

当RO设备停运时间超过48 h的情况下，则需对反渗透膜进行保养，防止因细菌、微生物的生长对膜造成破坏。通常采用的保养液有两种：亚硫酸氢钠或甲醛溶液。

4.1 用亚硫酸氢钠溶液保养

停运时间低于5 d时，取亚硫酸钠的质量分数为0.5%即可，直接在运行中由加药泵加入，

当RO完成“运行后冲洗”步骤后关闭所有进、出水阀门；若停运时间高于5 d，则应在清洗箱中配药，亚硫酸钠的质量分数为2%～3%。配好后利用清洗泵将药液慢慢循环注满RO容器，然后关闭所有进、出水阀门。

4.2 用甲醛溶液保养

一般地，取甲醛溶液的质量分数为0.5%～3.0%。甲醛的杀菌效果比亚硫酸氢钠佳，且不易被氧气分解，但操作应特别小心(怀疑甲醛有致癌作用)，在实际中用亚硫酸氢钠更为方便些。

4.3 保养时应注意的事项

a)保养期间应每周检测一次溶液的pH值，当pH≤3时，应更换溶液；

b)每月至少应更换一次溶液；

c)温度不能超过45 ℃。

5 RO设备的清洗

5.1 RO设备的清洗条件

当反渗透膜被污染后，会造成透水量降低及进水侧与浓盐水侧的压降增加。当达到下列条件之一时，就应对RO设备进行清洗：

a)透水量下降10%；

b)出水中盐浓度增加10%；

c)进水侧与浓盐水侧的压力差增加15%(与参考值相比，参考值是指开始运行的24～48 h的压降值)。

5.2 确定污染物类型

在清洗前，必须先确定污染物(或垢)的类型，这是清洗的关键。不同类型的污染物应用不同类型的化学药品进行清洗。在实际中可根据下列要点分析污染物的类型：

a)分析进水水质及浓盐水中各种离子成分；

b)分析运行数据；

c)与上次清洗的原因进行比较；

d)用SDI值判断膜上的沉积物；

e)分析精密过滤器的沉积物；

f)检查容器的壁，若发现红褐色，则可能是铁锈。

5.3 清洗液配方

5.3.1 A配方

柠檬酸(质量分数2.0%)、磷酸(质量分数0.5%)或草酸(质量分数1.0%)。这种溶液用于去除