預(yù)處理

　　各種原水中均含有一定濃度的懸浮物和溶解性物質(zhì)。懸浮物主要是無(wú)機(jī)鹽、膠體和微生物、藻類等生物性顆粒。溶解性物質(zhì)主要是易溶鹽(如氯化物)和難溶鹽(如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽)金屬氧化物，酸堿等。在反滲透過程中，進(jìn)水的體積在減少，懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的濃度在增加。懸浮顆粒會(huì)沉積在膜上，堵塞進(jìn)水流道、增加摩擦阻力(壓力降)。難溶鹽在超過其飽和極限時(shí)，會(huì)從濃水中沉淀出來(lái)，在膜面上形成結(jié)垢，降低RO膜的通量，增加運(yùn)行壓力和壓力降，并導(dǎo)致產(chǎn)品水質(zhì)下降。這種在膜面上形成沉積層的現(xiàn)象叫做膜污染，膜污染的結(jié)果是系統(tǒng)性能的劣化。需要在原水進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)之前進(jìn)行預(yù)處理，去除可能對(duì)反滲透膜造成污染的懸浮物、溶解性有機(jī)物和過量難溶鹽組分，降低膜污染傾向。對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理的目的是改善進(jìn)水水質(zhì)，使RO膜獲得可靠的運(yùn)行保證。對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理的效果反映為TSS、TOC、COD、BOD、LSI及鐵、錳、鋁、硅、鋇、鍶等污染物水質(zhì)指標(biāo)的絕對(duì)值降低，在上一章中有對(duì)于這些污染物水質(zhì)指標(biāo)的詳細(xì)描述。表征膜污染傾向的另外一個(gè)重要的水質(zhì)指標(biāo)是SDI。通過預(yù)處理，除了要將上述指標(biāo)降到反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)水要求的范圍內(nèi)，還有重要的一點(diǎn)是盡量降低SDI，理想的SDI(15分鐘)值應(yīng)小于3。

　　5.1化學(xué)預(yù)處理

　　為了改善反滲透系統(tǒng)的操作性能，在進(jìn)水中可以加入添加下列一些藥劑：酸、堿、殺菌劑、阻垢劑和分散劑。

　　1 加酸-防止結(jié)垢在進(jìn)水中可以加入鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)來(lái)降低pH。硫酸價(jià)格便宜、不會(huì)發(fā)煙腐蝕周圍的金屬元器件，而且膜對(duì)硫酸根離子的脫除率較氯離子高，所以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業(yè)級(jí)硫酸即適宜于反滲透使用，商品硫酸有20%和93%兩種濃度規(guī)格。93%的硫酸也稱為66波美度硫酸。在稀釋93%硫酸時(shí)一定要小心，在稀釋到66%時(shí)發(fā)熱可將溶液的溫度提升到138℃。一定要在攪拌下緩慢地將酸加入水中，以免水溶液局部發(fā)熱沸騰。鹽酸主要在可能產(chǎn)生硫酸鈣或硫酸鍶結(jié)垢時(shí)使用。使用硫酸會(huì)增加反滲透進(jìn)水中的硫酸根離子濃度，直接導(dǎo)致硫酸鈣結(jié)垢傾向增加。工業(yè)級(jí)的鹽酸(無(wú)添加劑)購(gòu)買非常方便，商品鹽酸一般含量為30-37%。降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結(jié)垢的傾向，即降低朗格里爾指數(shù)(LSI)。LSI是低鹽度苦咸水中碳酸鈣的飽和度，表示碳酸鈣結(jié)垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學(xué)中，LSI是確定是否會(huì)發(fā)生碳酸鈣結(jié)垢的是個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)LSI為負(fù)值時(shí)，水會(huì)腐蝕金屬管道，但不會(huì)形成碳酸鈣結(jié)垢。如果LSI為正值，水沒有腐蝕性，卻會(huì)發(fā)生碳酸鈣結(jié)垢。LSI由碳酸鈣飽和的pH減去水的實(shí)際pH。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小(水壺中的水垢就是這樣形成的)，隨pH、鈣離子的濃度即堿度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進(jìn)水中注入酸液(一般是硫酸或鹽酸)即降低pH的方法來(lái)調(diào)低。推薦的反滲透濃水的LSI值為0.2(表示濃度低于碳酸鈣飽和濃度0.2個(gè)pH單位)。還可以使用聚合物阻垢劑來(lái)防止碳酸鈣沉淀，一些阻垢劑供應(yīng)商聲稱其產(chǎn)品可以使反滲透濃水的LSI高達(dá)+2.5(比較保守的設(shè)計(jì)是LSI為+1.8)。

　　2 加堿-提高脫除率

　　在一級(jí)反滲透中加堿使用較少。在反滲透進(jìn)水中注入堿液用來(lái)提高pH。一般使用的堿劑只有氫氧化鈉(NaOH)，購(gòu)買方便，而且易溶于水。一般不含其他添加劑的工業(yè)級(jí)氫氧化鈉便可滿足需要。商品氫氧化鈉有100%的片堿，也有20%和50%的液堿。在加堿調(diào)高pH時(shí)一定要注意，pH升高會(huì)增加LSI、降低碳酸鈣及鐵和錳的溶解度。最常見的加堿應(yīng)用是二級(jí)RO系統(tǒng)。在二級(jí)反滲透系統(tǒng)中，一級(jí)RO產(chǎn)水供給二級(jí)RO作為原水。二級(jí)反滲透對(duì)一級(jí)反滲透產(chǎn)水進(jìn)行“拋光” 處理，二級(jí)RO產(chǎn)水的水質(zhì)可達(dá)到4兆歐。在二級(jí)RO進(jìn)水中加堿有4個(gè)原因：

　　a.在pH8.2以上，二氧化碳全部轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳本身是一種氣體，會(huì)隨透過液自由進(jìn)入RO產(chǎn)水，對(duì)于下游的離子交換床拋光處理造成不當(dāng)?shù)呢?fù)荷。

　　b.某些TOC成分在高pH下更容易脫除。

　　c.二氧化硅的溶解度和脫除率在高pH下更高(特別是高于9時(shí))。

　　d.硼的脫除率在高pH下也較高(特別是高于9時(shí))。

　　加堿應(yīng)用有一個(gè)特例，通常被叫做HERO(高效反滲透系統(tǒng))過程，將進(jìn)水pH調(diào)到9或10。一級(jí)反滲透用來(lái)處理苦咸水，苦咸水在高pH下會(huì)有污染問題(比如硬度、堿度、鐵、錳等)。預(yù)處理通常采用弱酸性陽(yáng)離子樹脂系統(tǒng)和脫氣裝置來(lái)除去這些污染物。

　　3 脫氯藥劑-消除余氯

　　RO 及NF進(jìn)水中的游離氯要降到0.05ppm以下，才能達(dá)到聚酰胺復(fù)合膜的要求。除氯的預(yù)處理方法有兩種，粒狀活性炭吸附和使用還原性藥劑如亞硫酸鈉。在小系統(tǒng)(50-100gpm)中一般采用活性碳過濾器，投資成本比較合理。推薦使用酸洗處理過的優(yōu)質(zhì)活性炭，去除硬度、金屬離子，細(xì)粉含量要非常低，否則會(huì)造成對(duì)膜的污染。新安裝的碳濾料一定要充分淋洗，直到碳粉被完全除去為止，一般要幾個(gè)小時(shí)甚至幾天。我們不能依靠5μm的保安過濾器來(lái)保護(hù)反滲透膜不受碳粉的污染。碳過濾器的好處是可以除去會(huì)造成膜污染的有機(jī)物，對(duì)于所有進(jìn)水的處理比添加藥劑更為可靠。但其缺點(diǎn)是碳會(huì)成為微生物的飼料，在碳過濾器中孳生細(xì)菌，其結(jié)果是造成反滲透膜的生物污染。

　　亞硫酸氫鈉(SBS)是較大型RO裝置選用的典型還原劑。將固體偏亞硫酸氫鈉溶解在水中配制成溶液，商品偏亞硫酸氫鈉的純度為97.5-99%，干燥儲(chǔ)存期6個(gè)月。SBS溶液在空氣中不穩(wěn)定，會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以推薦2%的溶液的使用期為3-7 天， 10%以下的溶液使用期為7-14天。從理論上講，1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亞硫酸氫鈉)能夠還原1.0ppm的氯。設(shè)計(jì)時(shí)考慮到工業(yè)苦咸水系統(tǒng)的安全系數(shù)，設(shè)定SBS的添加量為每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游，設(shè)置距離要保證在進(jìn)入膜元件有29秒的反應(yīng)時(shí)間。推薦使用適當(dāng)?shù)脑诰�攪拌裝置(靜態(tài)攪拌器)。

　　介質(zhì)過濾

　　從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質(zhì)過濾。多介質(zhì)過濾器以成層狀的無(wú)煙煤、石英砂、細(xì)碎的石榴石或其他材料為床層。床的頂層由質(zhì)輕和質(zhì)粗品級(jí)的材料組成，而最重和最細(xì)品級(jí)的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去，較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被除去。

　　在單一介質(zhì)過濾器中，最細(xì)的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數(shù)過濾發(fā)生在床頂部5cm區(qū)域內(nèi)，其余作為支撐介質(zhì)。有一泥漿層形成。雖然單一介質(zhì)過濾器的濾速限制為81.5— 163L/(min.m2)過濾面積，多介質(zhì)過濾器的水力過程流速可高達(dá)815L/(min.m2)，但因高水質(zhì)的要求，通常在RO預(yù)處理中流速限制在 306L/(min.m2)。

　　由于膠體懸浮物既很細(xì)小又由于介質(zhì)電荷之間的排斥，所以單獨(dú)過濾不起作用。在這些情況下，在過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學(xué)藥品。常用的絮凝劑有三氯化鐵、礬和陽(yáng)離子聚合物。因?yàn)殛?yáng)離子聚合物在低劑量下就有效果，且不明顯地增加過濾器介質(zhì)的固體負(fù)荷，所以最常用。另一方面，如果陽(yáng)離子聚合物進(jìn)入現(xiàn)在采用的某些最通用的膜上，則它們卻是非常強(qiáng)的污染物。很少量的陽(yáng)離子聚合物就能堵塞這些膜，且往往難以去除。務(wù)須謹(jǐn)記當(dāng)用陽(yáng)離子聚合物作為過濾助劑時(shí)，必須小心使用。

　　2除鐵、錳——氧化過濾

　　通常含鹽量為苦咸水范圍的某些井水呈還原態(tài)，典型特點(diǎn)是含有二價(jià)的鐵和錳，有時(shí)還會(huì)存在硫化氫和氨。如果對(duì)這類水源進(jìn)行氯化處理，或當(dāng)水中含氧量超過5mg/L時(shí)，F(xiàn)e2+將轉(zhuǎn)化為Fe3+形成難溶解性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧化反應(yīng)如下：

　　4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3+8CO2

　　4Mn(HCO3)2+O2+2H2O→4Mn(OH)3+8CO2

　　由于鐵的氧化在很低的pH值時(shí)就會(huì)發(fā)生，因而出現(xiàn)鐵污染的情況要比錳污染的情況要多，即使SDI小于5，RO進(jìn)水的鐵含量低于0.1mg/L，仍會(huì)產(chǎn)生鐵污染的問題。堿度低的進(jìn)水鐵離子含量要高，這是因?yàn)镕eCO3的溶解度會(huì)限制Fe2+的濃度。

　　處理這類水源的一種方法時(shí)防止整個(gè)RO過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接觸。低pH值有利于延緩Fe2+的氧化，當(dāng)pH<6，氧含量<0.5mg/L時(shí)，最大允許Fe2+濃度4mg/L,另一種是用空氣、Cl2或KMnO4氧化鐵和錳，將所形成的氧化物通過介質(zhì)過濾器除去，但需要主要的是，由硫化氫氧化形成的膠體硫可能難以由過濾器除去，在介質(zhì)過濾器內(nèi)添加氧化劑通過電子轉(zhuǎn)移氧化Fe2+，即可一步同時(shí)完成氧化和過濾。

　　海綠石就是這樣一種粒狀過濾介質(zhì)，當(dāng)其氧化能力耗盡時(shí)，它可通過KMnO4的氧化來(lái)再生，再生后必須將殘留的KMnO4完全沖洗掉，以防止對(duì)膜的破壞。當(dāng)原水中含F(xiàn)e2+的量小于2mg/L時(shí)，可以采用這一處理方法，如原水中含更高的Fe2+的量小于2mg/L時(shí)，可以采用這一處理方法，如原水中含更高的Fe2+時(shí)，可在過濾器進(jìn)水前連續(xù)投加KMnO4,但是在這種情況下，必須采取措施例如安裝活性炭濾器以保證沒有高錳酸鉀進(jìn)入膜元件內(nèi)。

　　Birm過濾也可以有效地用于從RO/NF進(jìn)水中去除Fe2+，Birm是一種硅酸鋁基體上涂有二氧化錳形成沉淀，并且通過濾器反洗可將這些沉淀沖出濾器。由于該過程pH將升高，可能會(huì)發(fā)生LSI值變化，因而要預(yù)防濾器和RO/NF系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)CaCO3沉淀。

　　3 微絮凝

　　如果過濾前對(duì)原水中的膠體進(jìn)行絮凝或混凝處理，可以大幅度地提高介質(zhì)過濾器效率，使出水的SDI降低到5左右。硫酸鐵和三氯化鐵可以用于對(duì)膠體表面的負(fù)電荷進(jìn)行失穩(wěn)處理，將膠體捕捉到新生態(tài)的氫氧化鐵微小絮狀物上，使用含鋁絮凝劑其原理相似，但因其可能有殘留鋁離子污染問題，并不推薦使用，除非使用高分子聚合鋁。迅速的分散和混合絮凝劑十分重要，建議采用靜態(tài)混合器或?qū)⒆⑷朦c(diǎn)設(shè)在增壓泵的吸入段，通常最佳加藥量為10-30mg/L，但應(yīng)針對(duì)具體的項(xiàng)目確定加藥量。

　　為了提高混凝劑絮體的強(qiáng)度進(jìn)而改進(jìn)它們的過濾性能，或促進(jìn)膠體顆粒間的架橋，絮凝劑與混凝劑一起或單獨(dú)使用，絮凝劑為可溶性的高分子有機(jī)化合物，如線性的聚丙烯酰胺，通過不同的活性功能團(tuán)，它們可能表現(xiàn)為陽(yáng)離子性、陰離子性或中性非離子性�；炷齽┖托跄齽┛赡苤苯踊蜷g接地影響RO 膜，間接的影響如它們的反應(yīng)產(chǎn)物形成沉淀并覆蓋在膜面上，例如當(dāng)過濾器發(fā)生溝流而使混凝劑絮體穿過濾器并發(fā)生沉淀;當(dāng)使用鐵或鋁混凝劑，但沒有立即降低 pH值時(shí)，在RO階段或因進(jìn)水濃縮誘發(fā)過飽和現(xiàn)象，就會(huì)出現(xiàn)沉淀，還有在多介質(zhì)濾器后加入化合物也會(huì)產(chǎn)生沉淀反應(yīng)，最常見的是投加阻垢劑，幾乎所有的阻垢劑都是荷負(fù)電的，將會(huì)與水中陽(yáng)離子性的絮凝劑或助凝劑反應(yīng)而污染RO膜。

　　當(dāng)添加的聚合物本身影響膜導(dǎo)致通量的下降，這屬于直接影響。為了消除RO/NF膜直接和間接的影響，陰離子和非離子的絮凝劑比陽(yáng)離子的絮凝劑合適，同時(shí)還須避免過量添加。

　　4微濾/超濾

　　采用超濾/微濾預(yù)處理工藝的反滲透/納濾系統(tǒng)叫做集成膜系統(tǒng)(IMS)。與采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的反滲透系統(tǒng)相比，IMS設(shè)計(jì)具有一些明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　● MF/UF透過液水質(zhì)更好。SDI和濁度更低，明顯降低了對(duì)反滲透的膠體和有機(jī)物、微生物污染負(fù)荷。

　　● 由于膜在這里是污染物的絕對(duì)屏障，MF/UF濾液的高質(zhì)量可以保持穩(wěn)定。即便是地表水和廢水等水質(zhì)波動(dòng)異常頻繁的水源，這種穩(wěn)定性也不會(huì)改變。

　　● 由于膠體污染減少，反滲透系統(tǒng)的清洗頻率明顯降低。

　　● 與一些傳統(tǒng)過濾工藝相比，MF/UF系統(tǒng)操作更容易，耗時(shí)更少。

　　● 與采用大量化學(xué)品的傳統(tǒng)工藝相比，MF/UF濃縮廢液的處置比較容易。

　　● 占地面積更小，在一些大系統(tǒng)中，有時(shí)只相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝的1/5。

　　● 有利于系統(tǒng)的擴(kuò)大增容。

　　● 運(yùn)行費(fèi)用基本相當(dāng)，在一些情況下會(huì)較少。

　　● 設(shè)備投資基本相當(dāng)，在一些情況下會(huì)較少。

　　(1)MF/UF膜的特性

　　市場(chǎng)銷售的微濾膜的孔徑一般在0.1-0.35mm。用于反滲透預(yù)處理的超濾膜的切割分子量一般在

　　20,000到750,000道爾頓(0.002-0.05mm)。

　　常見的操作跨膜壓差(TMP)在3-30psi。膜材料有聚砜、聚烯烴、聚醚砜、聚丙烯、纖維素類和其他專有配方。大多數(shù)膜材料具有相當(dāng)寬的pH范圍，以便于在低和高pH條件下進(jìn)行化學(xué)清洗。大多數(shù)膜還具有耐游離氯的性能，可以進(jìn)行周期性或連續(xù)消毒處理。聚合物膜的最大運(yùn)行溫度為40℃，但陶瓷膜可以在較高溫度下使用。

　　MF/UF膜有許多構(gòu)型：卷式平板膜、管式、中空纖維和板框式。用于RO預(yù)處理比較普遍的是中空纖維和卷式，這主要是由于考慮到投資、能耗、耐污染以及在沖洗和化學(xué)清洗的情況下的通量恢復(fù)性能。

　　(2)MF/UF運(yùn)行特性

　　MF/UF 膜有兩種不同的運(yùn)行模式：全量過濾和錯(cuò)流過濾。全量過濾操作模式(也叫做死端過濾)與筒式濾器相類似，即只有料液流和濾液流(沒有濃縮液流)。全量過濾方式可以實(shí)現(xiàn)水回收率的最大化，達(dá)到95-98%，但一般限于原水的懸浮固體含量較低的情況(比如濁度<10NTU)。錯(cuò)流操作模式的典型水回收率為 90-95%。

　　在一些情況下，MF/UF系統(tǒng)的原水回收率可以達(dá)到99%以上，需要將濃縮水和周期性反沖洗水進(jìn)行收集和處理。二次處理可以通過采用傳統(tǒng)固體沉降或另外一套MF/UF系統(tǒng)。

　　如果MF/UF系統(tǒng)需要預(yù)處理，只是簡(jiǎn)單的篩網(wǎng)過濾器，精度在100到150μm。有時(shí)添加鐵鹽一類的混凝劑，以獲得最好的懸浮固體去除效果。

　　MF/UF 膜的典型通量在36-110gfd之間(60-183l/m2hr)。懸浮物濃度較高或污染傾向較強(qiáng)的料液系統(tǒng)，運(yùn)行通量也較低;高通量用于處理低懸浮物負(fù)載的料液系統(tǒng)(比如地表水的通量可以是70gfd)。MF/UF透過液的水質(zhì)在濁度或SDI等指標(biāo)上明顯好于傳統(tǒng)預(yù)處理水。一般MF/UF的產(chǎn)水濁度在 0.04-0.1 NTU之間，而且不隨原水濁度波動(dòng)。運(yùn)行良好的傳統(tǒng)預(yù)處理水的濁度為0.2—1.0NTU。典型的MF/UF產(chǎn)水的SDI 為0.3-2，而運(yùn)行良好的傳統(tǒng)預(yù)處理水的SDI為2-6。更低的SDI降低了對(duì)反滲透膜的膠體物料沉積污染。

　　(3)MF/UF改善反滲透的經(jīng)濟(jì)性

　　利用濁度和SDI都非常低的MF/UF產(chǎn)水，反滲透設(shè)計(jì)通量會(huì)大大提高。采用MF/UF的反滲透系統(tǒng)通量可設(shè)計(jì)為12到20gfd。采用傳統(tǒng)預(yù)處理的反滲透系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì)通量為：廢水處理8-12gfd，地表水10-15gfd。采用了更高的通量，需要的膜元件、膜殼和管線都減少了，系統(tǒng)的固定資產(chǎn)投資便降低了。而且提高通量還有一個(gè)好處，可以將產(chǎn)水透鹽量減少20-50%。

　　5 氣浮

　　在水中注入大量的微小氣泡，氣泡黏附在懸浮顆粒表面將其夾帶浮上水面，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。氣浮主要用于油污、水藻等難以沉淀的污染物去除。在工業(yè)廢水、地表水和海水預(yù)處理中應(yīng)用較多。

　　實(shí)現(xiàn)氣浮分離的必要條件有兩個(gè)：首先要向水中注入足夠數(shù)量的微細(xì)氣泡，15～30微米的氣泡尺寸比較理想;其次，疏水性懸浮顆粒有利于氣泡粘附。影響氣浮效果的因素有：微氣泡尺寸，決定于溶氣方式和釋放器構(gòu)造;氣固比，取決于空氣加注量;進(jìn)水濃度、工作壓力和上浮停留時(shí)間;藥劑的作用。

　　目前應(yīng)用較多的是溶氣氣浮(DAF),有加壓溶氣和真空產(chǎn)氣兩種工藝。

　　6 保安過濾器

　　所有RO/NF裝置上都配有筒式保安過濾器，濾器的過濾孔徑要求至少為10mm。保安過濾器是膜和高壓泵的保護(hù)裝置，防止可能存在的顆粒物引起的破壞，是最后一道預(yù)處理手續(xù)。推薦保安過濾器的孔徑不大于5mm。當(dāng)濃水中硅的濃度超飽和時(shí)，宜使用1mm的濾芯，用來(lái)降低硅與鐵和鋁膠體的相互作用。

　　5.4生物污染的控制和預(yù)防

　　1反滲透膜的生物污染

　　微生物污染的主要來(lái)源是進(jìn)水，預(yù)處理也可能是生物污染源。通常，生物污染是一個(gè)緩慢的過程，在許多情況下，它是一個(gè)難以發(fā)現(xiàn)的隱藏問題，有時(shí)和其他因素有關(guān)。生物污染的標(biāo)志和癥狀：

　　◆ 膜通量下降;

　　◆ 進(jìn)水壓力和系統(tǒng)壓差逐漸增大;

　　◆ 脫鹽率逐漸下降。

　　膜的微生物污染會(huì)導(dǎo)致：

　　◆ RO系統(tǒng)清洗與維護(hù)費(fèi)用增加;

　　◆ 產(chǎn)品水水質(zhì)明顯變差(水可能要后處理);

　　◆ 膜壽命明顯下降。

　　2生物污染的鑒別

　　被微生物污染的膜經(jīng)過堿性化學(xué)清洗和殺菌清洗，膜性能會(huì)有顯著的恢復(fù)。在膜元件中產(chǎn)生的微生物粘泥非常像膜表面帶上生物薄膜。檢驗(yàn)沉積微生物特性的一個(gè)簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)方法是從表面上刮取一小部分，放在火焰上燃燒，其氣味與毛發(fā)燃撓的氣味十分接近。粘泥的稠度、氣味及目測(cè)的結(jié)果都能證明膜受到了微生物污染。

　　生物膜的特點(diǎn)如下：

　　◆ 水含量高(70%-95%);

　　◆ 有機(jī)物含量高(70-95%);

　　◆ 菌落形成單元(CFU)和細(xì)胞數(shù)高(顯微鏡計(jì)數(shù));

　　◆ 碳水化合物及蛋白質(zhì)含量高;

　　◆ 三磷酸腺苷(ATP)含量高;

　　◆ 無(wú)機(jī)物含量低。

　　不同類型污染之間的相互作用會(huì)使情況變得復(fù)雜。如氧化鐵或生物膜等污染物在膜面上聚積，會(huì)促使難溶鹽(如石膏)產(chǎn)生過飽和結(jié)垢，從而形成復(fù)合污染層。鐵垢和生物膜均易清洗，石膏垢則不易洗去。在極惡劣的情況中、上游的泥沙污染能夠在單元的下游部分形成低流量區(qū)。這使膜起到作為深層過濾區(qū)而不是錯(cuò)流過濾器的作用，并當(dāng)諸如鋇、鈣或鎂的硫酸鹽，氟化鈣，或二氧化硅等的濃度超過它們?cè)跈M過膜表面的低流速區(qū)域中的飽和度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生不溶物的沉淀，便能導(dǎo)致次級(jí)污染。

　　3污染傾向的檢測(cè)和評(píng)價(jià)

　　有效地控制和預(yù)防生物污染的首要前提是要知道生物污染問題發(fā)生的可能性。許多生物污染問題在長(zhǎng)時(shí)間不加注意后才逐漸引起注意。以下是一些可能增加生物污染危險(xiǎn)的因素：

　　◆ 裝置設(shè)計(jì)：管道系統(tǒng)過長(zhǎng)，光照、死水端、龜裂、未消毒的水槽等。

　　◆ 進(jìn)水特性：高溫(>25℃)，大量的細(xì)菌(>10 CUF/mL)，高SDI，有機(jī)物含量過高等。

　　◆ 操作特性：不經(jīng)常性地監(jiān)控操作參數(shù)，使用被微生物污染的預(yù)處理藥劑，較低的錯(cuò)流流速，貯存周期過長(zhǎng)等。

　　假若生物污染有可能發(fā)生，則通常用培養(yǎng)法檢驗(yàn)水中的微生物數(shù)量。建議為了評(píng)價(jià)進(jìn)料水的生物污染的可能，要監(jiān)控原水(在氯化前)、RO進(jìn)水、濃水水及產(chǎn)水的生物學(xué)質(zhì)量�？赏ㄟ^顯微鏡觀察計(jì)數(shù)和培養(yǎng)的方法來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的生物污染傾向。

　　生物污染也能通過淤泥密度指數(shù)(SDI)反應(yīng)出來(lái)。SDI是污染預(yù)測(cè)的唯一較廣泛接受的檢驗(yàn)方法。

　　4預(yù)處理與消毒

　　為了控制生物污染，要在管線上盡量減少死水區(qū)，避免使用活性碳過濾器。在裝膜之前要對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)以及RO裝置進(jìn)行系統(tǒng)消毒，啟動(dòng)后保持連續(xù)運(yùn)行，停機(jī)時(shí)會(huì)滋生生物膜。

　　控制微生物污染的方法有：

　　● 以在線或離線的方式連續(xù)或周期性使用消殺劑。

　　● 在RO發(fā)生生物污染后要采用有效的消毒和清洗手段。

　　到目前為止，對(duì)于LFC膜和PA膜來(lái)說，還沒有什么完全有效的消殺劑。對(duì)于這些膜的消殺劑要具有以下性質(zhì)：

　　● 不損壞膜;

　　● 能夠控制和殺滅所有種類的細(xì)菌和生物膜;

　　● 在物理上摧毀已經(jīng)形成的生物膜;

　　● 無(wú)毒且易于操作;

　　● 可生物降解，易于處置;

　　● 易于監(jiān)測(cè)和加注;

　　● 能夠?qū)Ξa(chǎn)水側(cè)進(jìn)行消毒;

　　● 價(jià)格便宜。

　　余氯

　　LFC 膜與PA膜類似，耐余氯極限約為1000 ppm•hr，要求進(jìn)水的脫余氯處理達(dá)到余氯0.1ppm以下。余氯對(duì)膜的損壞可以通過脫鹽率的衰減和產(chǎn)水通量的增加來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可以采用染料試驗(yàn)。氯的存在會(huì)使膜的保證壽命大打折扣。但近年來(lái)有用戶在發(fā)生嚴(yán)重生物污染時(shí)使用余氯的情況。用戶必須評(píng)估采用余氯作為殺菌劑的風(fēng)險(xiǎn)。余氯的好處是便宜、高效，能夠控制生物膜的數(shù)量，并且在透過膜時(shí)會(huì)對(duì)產(chǎn)水側(cè)進(jìn)行消毒。由于減少了不可逆污染和苛刻的化學(xué)清洗和消毒，所以也能延長(zhǎng)膜的使用壽命。有用戶報(bào)告了“化學(xué)療法”，每天加余氯0.25 ppm•hr，將清洗周期延長(zhǎng)到了15個(gè)月，與未加余氯的平行試驗(yàn)證明，沒有發(fā)生脫鹽率的損失。余氯的透過率隨系統(tǒng)不同有所變化，一般在20-50%之間。

　　膜污染

　　在正常運(yùn)行一段時(shí)間后，反滲透膜元件會(huì)受到給水中可能存在的懸浮物或難溶鹽的污染，這些污染中最常見的是碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉淀、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧化物沉淀、硅沉積物、無(wú)機(jī)或有機(jī)沉積混合物、NOM天然有機(jī)物質(zhì)、合成有機(jī)物(如：阻垢劑/分散劑，陽(yáng)離子聚合電解質(zhì))、微生物(藻類、霉菌、真菌)等污染。

　　污染性質(zhì)和污染速度取決于各種因素，如給水水質(zhì)和系統(tǒng)回收率。通常污染是漸進(jìn)發(fā)展的，如不盡早控制，污染將會(huì)在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)損壞膜元件。當(dāng)膜元件確證已被污染，或是在長(zhǎng)期停機(jī)之前，或是作為定期日常維護(hù)，建議對(duì)膜元件進(jìn)行清洗。

　　當(dāng)反滲透系統(tǒng)(或裝置)出現(xiàn)以下癥狀時(shí)，需要進(jìn)行化學(xué)清洗或物理沖洗：

　　● 在正常給水壓力下，產(chǎn)水量較正常值下降10～15%;

　　● 為維持正常的產(chǎn)水量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加10～15%;

　　● 產(chǎn)水水質(zhì)降低10～15%，透鹽率增加10～15%;

　　● 給水壓力增加10～15%;

　　● 系統(tǒng)各段之間壓差明顯增加(可能沒有儀表監(jiān)測(cè)該參數(shù))。

　　在運(yùn)行數(shù)據(jù)未標(biāo)準(zhǔn)化的情況下，如果關(guān)鍵參數(shù)沒有改變，上述清洗原則依然可以適用。保持穩(wěn)定的運(yùn)行參數(shù)主要是指產(chǎn)水流量、產(chǎn)水背壓、回收率、溫度及TDS。如果這些運(yùn)行參數(shù)起伏不定，強(qiáng)烈建議標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)以確定是否有污染發(fā)生，或者在關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)有變化的前提下反滲透的實(shí)際運(yùn)行是否正常。海德能公司提供標(biāo)準(zhǔn)化軟件ROdata.xls，可從海德能公司的網(wǎng)站www.membranes.com上下載。

　　定時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體性能是確認(rèn)膜元件是否已發(fā)生污染的基本方法。污染對(duì)膜元件的影響是漸進(jìn)的，并且影響的程度取決于污染的性質(zhì)。表-1“反滲透系統(tǒng)故障診斷一覽表”列出了常見的污染現(xiàn)象及其對(duì)膜性能的影響。已受污染的反滲透膜的清洗周期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。正常的清洗周期是每3-12個(gè)月一次。如果在1個(gè)月以內(nèi)清洗一次以上，就需要對(duì)反滲透預(yù)處理系統(tǒng)做進(jìn)一步調(diào)整和改善，如追加投資，或重新進(jìn)行反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　表-1 反滲透系統(tǒng)故障診斷一覽表

　　故障種類 可能發(fā)生位置 壓降 給水壓力 鹽透過率

　　金屬氧化物(Fe/Mn) 一段最前端膜元件 迅速增加 迅速增加 迅速增加

　　膠體污染(有機(jī)和無(wú)機(jī)混合物) 一段最前端膜元件 逐漸增加 逐漸增加 輕度增加

　　難溶鹽類

　　(Ca/Mg/Ba/Sr) 末段最末端膜元件 適度增加 輕度增加 一般增加

　　聚合硅沉積物 末段最末端膜元件 一般增加 增加 一般增加

　　生物污染 任何位置通常前端膜元件 明顯增加 明顯增加 一般增加

　　有機(jī)物污染

　　(難溶NOM) 所有段 逐漸增加 增加 降低

　　阻垢劑污染 末段最嚴(yán)重 一般增加 增加 一般增加

　　氧化損壞 一段最嚴(yán)重 一般增加 降低 增加

　　水解損壞(超出pH范圍) 所有段 一般降低 降低 增加

　　磨蝕損壞(顆粒物) 一段最嚴(yán)重 一般降低 降低 增加

　　O型圈滲漏(內(nèi)連接管或適配器) 無(wú)規(guī)則

　　(通常在兩端適配器) 一般降低 一般降低 迅速增加

　　膜元件外殼破損

　　(由撞擊造成) 無(wú)規(guī)則

　　(運(yùn)輸或安裝間隙) 可能降低 可能降低 可能增加

　　膜卷突出

　　(壓差過大導(dǎo)致) 兩端膜元件 明顯增加 明顯增加 迅速增加

　　當(dāng)膜元件僅僅是發(fā)生了輕度污染時(shí)，重要的是清洗膜元件。重度污染則會(huì)阻礙化學(xué)藥劑深入滲透至污染層，影響清洗效果。如果膜元件的性能降低至正常值的30-50%，那么，欲完全恢復(fù)膜元件出廠時(shí)的初始性能是不可能的。

　　在反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可使用反滲透產(chǎn)品水沖刷系統(tǒng)中的污染物以降低清洗頻率。用產(chǎn)品水浸泡膜元件可有助于污垢的溶解、脫落，降低化學(xué)清洗的頻率。

　　清洗何種污染物以及如何清洗要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)污染情況而進(jìn)行。對(duì)于幾種污染同時(shí)存在的復(fù)雜情況，清洗方法是采用低pH和高pH的清洗液交替清洗。

　　膜元件受到污染時(shí)，往往通過清洗的方式來(lái)恢復(fù)膜元件的性能。清洗的方式一般有兩種，物理清洗(沖洗)和化學(xué)清洗(藥品清洗)。物理清洗(沖洗)是不改變污染物的性質(zhì)，使用機(jī)械性的沖刷清除膜元件中的污染物，恢復(fù)膜元件的性能。

　　化學(xué)清洗是使用相應(yīng)的化學(xué)藥劑，改變污染物的組成或?qū)傩�，然后排出膜元件，恢�?fù)膜元件的性能。吸附性低的粒子狀污染物，可以通過沖洗(物理清洗)的方式達(dá)到一定的效果，像生物污染這種對(duì)膜的吸附性強(qiáng)的污染物使用沖洗的方法很難達(dá)到預(yù)期效果。沖洗已經(jīng)很難去除污染物時(shí)，應(yīng)停止裝置并采用化學(xué)清洗。為了提高化學(xué)清洗的效果，清洗前，有必要通過對(duì)污染狀況進(jìn)行分析，確定污染的種類(詳細(xì)參照第九章相關(guān)內(nèi)容)。在掌握污染物種類、成分、數(shù)量的基礎(chǔ)上，選擇合適的清洗藥品是清洗成功的關(guān)鍵因素。

　　化學(xué)清洗與物理清洗并是可以相互配合的兩種清洗手段。在面對(duì)輕度污染時(shí)，采用物理清洗時(shí)添加一些化學(xué)藥品可以使清洗效果倍增，同樣在嚴(yán)重污染采用化學(xué)清洗時(shí)也可以使用一些物理性的強(qiáng)化手段來(lái)增強(qiáng)化學(xué)清洗的效果

　　系統(tǒng)故障概述

　　產(chǎn)水量和脫鹽率是反滲透、納濾系統(tǒng)的基本性能參數(shù)，如果這兩項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到系統(tǒng)原設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)水量小或者脫鹽率低，就需要找到問題發(fā)生的原因。由于進(jìn)水TDS 和溫度的波動(dòng)以及系統(tǒng)機(jī)械性能等原因，即使完全沒有污染傾向的系統(tǒng)，基本性能指標(biāo)也會(huì)在小范圍波動(dòng)。下面是我們判別系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障的參考標(biāo)準(zhǔn)值。

　　1 參考指標(biāo)

　　反滲透、納濾系統(tǒng)的主要性能參數(shù)變化達(dá)到以下指標(biāo)范圍時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行故障分析，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

　　● 在正常給水壓力下，產(chǎn)水量較正常值下降10～15%;

　　● 為維持正常的產(chǎn)水量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加10～15%;

　　● 產(chǎn)水水質(zhì)降低10～15%(產(chǎn)水電導(dǎo)率增加10～15%;)

　　● 給水壓力增加10～15%;

　　● 系統(tǒng)各段之間壓力降明顯增加。

　　2 設(shè)計(jì)提示

　　遠(yuǎn)離故障最好的辦法是從開始就消滅發(fā)生故障的可能，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)盡量考慮做到：

　　● 設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)要依據(jù)完整的水質(zhì)分析。對(duì)于地表水源要考慮到季節(jié)變化的影響，對(duì)于普通市政水源要考慮到原水變化的影響，要確認(rèn)拿到的報(bào)告是最新的有效數(shù)據(jù)。

　　● 測(cè)定RO進(jìn)水的SDI值，確定膠體污染的可能性。

　　● 保證預(yù)處理的效果。

　　● 存在污染的可能時(shí)，一定要選擇較為保守的系統(tǒng)通量。水質(zhì)潔凈的地下水的設(shè)計(jì)通量可以高一些，地表水的設(shè)計(jì)通量一定不要超過設(shè)計(jì)導(dǎo)則規(guī)定的數(shù)值。降低單位面積的膜通量可以減少污染物在膜面上的沉積。

　　● 選擇較為保守的系統(tǒng)回收率。回收率較低時(shí)濃水的污染物濃度也相應(yīng)較低。

　　● 膜元件的錯(cuò)流速率要盡量大。較高的錯(cuò)流速率能增加鹽分和污染物向進(jìn)水水流的擴(kuò)散，降低膜面的濃度。

　　● 選擇適當(dāng)?shù)哪ぴ�件類型。�?duì)于比較復(fù)雜地表水和廢水來(lái)說，低污染LFC膜比CPA膜更為適用。

　　3 故障原因基本類型

　　系統(tǒng)發(fā)生產(chǎn)水量減少和水質(zhì)下降問題的原因比較復(fù)雜，可以簡(jiǎn)單歸納出幾種類型：

　　1)進(jìn)水TDS增加、水溫波動(dòng)、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整等原因造成的性能變化不屬于故障范圍。

　　2)系統(tǒng)硬件故障：O型圈密封泄漏、膜氧化、機(jī)械故障等;需要更換或修理故障元器件。如果是膜氧化，要找到氧化的原因，消除氧化劑來(lái)源，更換膜元件。

　　3)膜污染：膜污染是處理系統(tǒng)故障的核心工作，需要確定污染物類型、污染程度和污染分布，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行清洗恢復(fù)。

　　4)系統(tǒng)設(shè)計(jì)失誤，系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題可能與前面的幾項(xiàng)都有關(guān)。對(duì)于有設(shè)計(jì)失誤的系統(tǒng)，在恢復(fù)系統(tǒng)元器件性能之后，一定要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造，糾正原有錯(cuò)誤設(shè)計(jì)或運(yùn)行參數(shù)。

　　9.2 運(yùn)行參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響

　　在系統(tǒng)發(fā)生問題時(shí)，首先要做的是確認(rèn)問題的性質(zhì)，消除溫度、進(jìn)水TDS、產(chǎn)水量和回收率的影響，獲得標(biāo)準(zhǔn)化性能參數(shù)。依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)判斷系統(tǒng)是否處于故障狀態(tài)，是不是發(fā)生了膜污染。

　　系統(tǒng)操作參數(shù)的變化對(duì)與系統(tǒng)的性能有影響。比如， TDS每增加100ppm，由于滲透壓增加了，進(jìn)水壓力要增加0.07bar，產(chǎn)水電導(dǎo)也會(huì)相應(yīng)上升。進(jìn)水溫度增加6.6℃，進(jìn)水壓力降低15%。提高回收率會(huì)提高濃水濃度和產(chǎn)水電導(dǎo)(回收率為50%、75%和90%時(shí)，濃水的濃度分別為進(jìn)水的 2倍、4倍和10倍)。在回收率相同時(shí)，降低產(chǎn)水量會(huì)提高產(chǎn)水電導(dǎo)，原因是用來(lái)稀釋透過鹽分的水量少了。

　　要通過數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)確定系統(tǒng)是否有問題。可以借助海德能的系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化軟件ROdata.xls，來(lái)求得標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水量、脫鹽率和進(jìn)水—濃水壓力降。通過標(biāo)準(zhǔn)化消除了溫度、進(jìn)水 TDS、回收率和進(jìn)水壓力的影響。將系統(tǒng)目前的標(biāo)準(zhǔn)化性能參數(shù)與與運(yùn)行第一日的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，就可以確定系統(tǒng)性能的變化情況。

　　以下將列舉的是運(yùn)行參數(shù)對(duì)膜的性能有正常影響，這些影響可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)水流量和水質(zhì)的下降。

　　1 產(chǎn)水量下降

　　下列運(yùn)行參數(shù)的變化將降低系統(tǒng)中膜的實(shí)際產(chǎn)水量：

　　● 進(jìn)水泵壓力不變時(shí)進(jìn)水溫度下降;

　　● 用節(jié)流閥降低RO進(jìn)水壓力;

　　● 進(jìn)水泵壓力不變時(shí)增加產(chǎn)水背壓;

　　● 進(jìn)水TDS(或電導(dǎo)率)增加，這會(huì)增加產(chǎn)水通過膜時(shí)所必須克服的滲透壓;

　　● 系統(tǒng)回收率增加，這會(huì)增加系統(tǒng)的平均進(jìn)水/濃水的TDS，從而增加滲透壓;

　　● 膜表面發(fā)生污染;

　　● 進(jìn)水流道網(wǎng)格的污染導(dǎo)致進(jìn)水-濃水壓力降(ΔP)增加，從而降低了元件末端的NDP(凈驅(qū)動(dòng)壓力)。

　　2 產(chǎn)水品質(zhì)下降

　　下列運(yùn)行參數(shù)變化會(huì)導(dǎo)致實(shí)際產(chǎn)水水質(zhì)劣化，即產(chǎn)水的TDS和電導(dǎo)率增加：

　　● 進(jìn)水溫度上升時(shí)通過調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)保持系統(tǒng)產(chǎn)水量不變;

　　● 系統(tǒng)產(chǎn)水量下降，這會(huì)降低膜通量，導(dǎo)致原來(lái)稀釋透過膜的鹽分所需的純水量減少;

　　● 進(jìn)水TDS(或電導(dǎo)率)增加，脫鹽率不變，但產(chǎn)水鹽度隨之增加;

　　● 系統(tǒng)回收率增加，這會(huì)增加系統(tǒng)的進(jìn)水/濃水TDS濃度;

　　● 膜面污染;

　　● O型圈密封損壞;

　　● 望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象，進(jìn)水—濃水壓力降過大，膜元件外皮脫落;

　　● 膜面損壞(比如受到氯的影響)致使膜的透鹽率增加。

　　9.3 發(fā)生故障的常見原因

　　系統(tǒng)故障可以劃分為兩個(gè)類型：產(chǎn)水量小，脫鹽率低�；卮鹨韵聠栴}會(huì)有助于找到發(fā)生故障的原因。

　　1 產(chǎn)水量下降時(shí)

　　膜污染會(huì)造成產(chǎn)水量下降，檢查以下提問來(lái)尋找發(fā)生問題的原因。

　　● 是否正常關(guān)閉系統(tǒng)?在一些情況下，要在裝置關(guān)閉之前要用反滲透產(chǎn)水沖洗系統(tǒng)濃水，否則無(wú)機(jī)污染物會(huì)在膜面上沉積。

　　● 停機(jī)保護(hù)是否得當(dāng)?在系統(tǒng)停機(jī)期間沒有采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的微生物生長(zhǎng)(特別是在溫暖的環(huán)境中)。

　　● 加酸或阻垢劑是否達(dá)到了要求的pH值或飽和指數(shù)?

　　● 進(jìn)水和濃水之間的壓力降是否超過了15%?壓力降增加標(biāo)志著進(jìn)水流道受到了污染，膜面水流被限制。檢查各段的壓力降情況，確定發(fā)生問題的位置。

　　● 在海水系統(tǒng)中，關(guān)機(jī)時(shí)是否對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了產(chǎn)水沖洗?快速?zèng)_走膜面的高濃度鹽分，可以防止離子從溶液中沉淀出來(lái)。

　　● 保安過濾器是否污染?

　　2 脫鹽率低

　　● 低脫鹽率時(shí)，產(chǎn)水電導(dǎo)率高。可能的原因有膜污染、膜降解和O型圈損壞。確認(rèn)產(chǎn)水電導(dǎo)增加是否超過了15%。

　　● 各段膜組件的產(chǎn)水電導(dǎo)率一樣嗎?逐段測(cè)試產(chǎn)水電導(dǎo)，盡可能對(duì)每個(gè)膜組件測(cè)試產(chǎn)水電導(dǎo)率。產(chǎn)水電導(dǎo)率明顯高的組件可能有O型圈或膜元件損壞。要對(duì)該組件進(jìn)行探測(cè)和檢查。

　　● 膜元件是否與氯或其它強(qiáng)氧化劑有接觸?任何氧化物質(zhì)的接觸都會(huì)損壞膜元件。

　　● 儀器經(jīng)過校準(zhǔn)了嗎?確認(rèn)所有的儀器都經(jīng)過校準(zhǔn)。

　　● 膜元件的外觀有變色或損壞嗎?觀察膜元件污染物及損壞物理情況。

　　● 進(jìn)水的實(shí)際電導(dǎo)率和溫度與原設(shè)計(jì)指標(biāo)有差別嗎?如果實(shí)際進(jìn)水的TDS或溫度高于原設(shè)計(jì)指標(biāo)，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)值是正常的。要對(duì)進(jìn)水、濃水和產(chǎn)水進(jìn)行取樣分析，與海德能設(shè)計(jì)數(shù)件的結(jié)果標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。

　　● 發(fā)生過產(chǎn)水壓力超過進(jìn)水壓力的情況(產(chǎn)水背壓)嗎?如果產(chǎn)水要提升到較高位置，管道上又沒有安裝逆止閥，停機(jī)時(shí)產(chǎn)水壓力會(huì)超過進(jìn)水，膜葉會(huì)膨脹破裂。

　　● O型圈有問題嗎?O型圈會(huì)因老化而失去彈性或破裂，導(dǎo)致泄漏。周期性更換O型圈，或者定期探測(cè)膜組件。

　　3 膜污染

　　如果以上問題都解決了，而系統(tǒng)依然沒有恢復(fù)，還要考慮以下提問：

　　● 一旦排除了所有機(jī)械故障，就需要確定污染物并實(shí)施清洗。

　　● 分析清洗出來(lái)的污染物及清洗液的顏色和pH的變化。重新投運(yùn)系統(tǒng)可以確認(rèn)清洗效果。

　　● 如果不知道是什么污染物又缺乏現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，可以委托專用清洗劑供應(yīng)商對(duì)膜元件進(jìn)行分析并提出清洗方案。

　　● 如果所有嘗試都沒有結(jié)果，就需要對(duì)膜元件進(jìn)行解剖。打開膜元件進(jìn)行膜面分析和污染物分析，以確定發(fā)生問題的原因和解決方案。

　　● 一些污染物影響系統(tǒng)的前端，一些污染物在后端更為嚴(yán)重。故障診斷一覽表(表-1)對(duì)于判斷污染物的性質(zhì)非常有用。

　　表-1 膜系統(tǒng)故障診斷一覽表

　　污染種類 可能污染位置 壓降 進(jìn)水壓力 脫鹽率下降

　　金屬氧化物污染(Fe，Mn，Cu，Ni，Zn) 一段，最前端膜元件 迅速增加 迅速增加 迅速增加

　　膠體污染(有機(jī)和無(wú)機(jī)混合物) 一段，最前端膜元件 逐漸增加 逐漸增加 輕度增加

　　礦物垢(Ca，Mg，Ba，Sr) 末段，最末端膜元件 適度增加 輕度增加 一般增加

　　聚合硅沉積物 末段，最末端膜元件 一般增加 增加 一般增加

　　生物污染 任何位置，通常前端膜元件 明顯增加 明顯增加 一般增加

　　有機(jī)物污染(難溶NOM) 所有段 逐漸增加 增加 降低

　　阻垢劑污染 二段最嚴(yán)重 一般增加 增加 一般增加

　　氧化損壞(Cl2，Ozone，KMnO4) 一段最嚴(yán)重 一般增加 降低 增加

　　水解損壞(超出pH范圍) 所有段 一般降低 降低 增加

　　磨蝕損壞(碳粉等) 一段最嚴(yán)重 一般降低 降低 增加

　　O型圈滲漏

　　(內(nèi)連接管或適配器) 無(wú)規(guī)則

　　(通常在給水適配器處) 一般降低 一般降低 增加

　　膠圈滲漏(由于產(chǎn)水背壓造成) 一段最嚴(yán)重 一般降低 一般降低 增加

　　膠圈滲漏

　　(在清洗或沖洗時(shí)由關(guān)閉產(chǎn)水閥而造成) 最末端元件 增加

　　(污染初期和壓差升高) 增加

　　(污染初期和壓差升高) 增加

　　9.4 探針法——壓力容器內(nèi)脫鹽率下降原因的診斷

　　RO 裝置的產(chǎn)水是由裝置內(nèi)所有壓力容器產(chǎn)水匯集而成的。RO裝置脫鹽率下降有時(shí)是由于個(gè)別壓力容器脫鹽率下降引起的，故而應(yīng)首先檢查各個(gè)壓力容器的出水電導(dǎo)，找出產(chǎn)水水質(zhì)異常的壓力容器，然后對(duì)這些壓力容器進(jìn)一步檢查確定原因。一支壓力容器內(nèi)串聯(lián)有若干支膜元件，兩端的膜元件由適配器與壓力容器端板連接，中間各支膜元件由產(chǎn)水連接管連接，適配器與連接管均裝有橡膠O型圈密封。故一支壓力容器出水水質(zhì)異常的原因有以下幾種：

　　1.膜元件損壞、滲漏;

　　2.適配器損壞或O型圈泄漏;

　　3.連接管損壞或O型圈泄漏;

　　為確定上述原因，可用探針法進(jìn)行探測(cè)，所謂探測(cè)是將一支塑料軟管插入位于壓力容器端板中心的產(chǎn)水管口，在不同插入長(zhǎng)度處引出產(chǎn)水并測(cè)量電導(dǎo)率，以確定電導(dǎo)偏高的位置。以8英寸壓力容器為例，探測(cè)步驟如下：

　　1.停止RO裝置的運(yùn)行，

　　2.拆除被測(cè)壓力容器端板上產(chǎn)水管口的堵頭，

　　3.在原來(lái)堵頭的位置上安裝一個(gè)球閥，

　　4.準(zhǔn)備一根外徑8～12mm，有足夠長(zhǎng)的塑料軟管，并在軟管沿長(zhǎng)度方向上，每隔0.5m作一刻度標(biāo)記，

　　5.啟動(dòng)RO裝置，低壓運(yùn)行15分鐘后打開球閥，插入塑料軟管，一直插到壓力容器另一端的端板處，

　　6.一分鐘后測(cè)量軟管中流出的產(chǎn)水電導(dǎo)，

　　7.將軟管拔出0.5m，等待一分鐘后再次測(cè)量產(chǎn)水電導(dǎo)并記錄軟管插入長(zhǎng)度，

　　8.重復(fù)步驟7直至測(cè)量完壓力容器全長(zhǎng)，

　　9.比較全長(zhǎng)度方向上電導(dǎo)值，找出電導(dǎo)異常的位置。

　　9.5 膜元件分析

　　1 目測(cè)與稱重

　　目測(cè)

　　系統(tǒng)發(fā)生明顯污染時(shí)，在壓力容器中會(huì)形成可見的污染物累積。在確定系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生污染，需要實(shí)施化學(xué)清洗時(shí)，最好先打開壓力容器端板，直接觀察污染物在壓力容器端板與膜元件之間的間隙內(nèi)累積的情況。一般根據(jù)直接觀察即可基本確定污染物的類型，確定相應(yīng)的清洗方案。

　　前端污染觀察：預(yù)處理濾料泄漏(砂粒、活性炭顆粒)、膠體污染、有機(jī)物污染和生物污染在前端影響最嚴(yán)重，可以從前端膜元件入口觀察到顆粒物及粘液狀污染。發(fā)生生物污染時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)腥臭味粘液物質(zhì)，灼燒刮取的生物粘泥(粘膜)，會(huì)有蛋白質(zhì)的焦臭氣味。

　　末端污染觀察：無(wú)機(jī)鹽結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)末端濃水排放處最為嚴(yán)重，在末端膜元件端頭處可以摸到粗糙的粉狀物。

　　稱重

　　污染的膜元件進(jìn)水流道附著了污染物，整體重量會(huì)加大。將取出的膜元件豎放置，瀝干水分后稱重，與海德能膜元件的參考重量進(jìn)行對(duì)比。多余的重量即為附著污染物的重量。

　　反滲透技術(shù)問答

　　1.膜元件的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試回收率、實(shí)際回收率與系統(tǒng)回收率

　　膜元件標(biāo)準(zhǔn)回收率為膜元件生產(chǎn)廠家在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件所采用的回收率。海德能公司苦咸水膜元件的標(biāo)準(zhǔn)回收率15%,海水膜元件10%。

　　膜元件實(shí)際回收率是膜元件實(shí)際使用時(shí)的回收率。為了降低膜元件的污染速度、保證膜元件的使用壽命，膜元件生產(chǎn)廠家對(duì)單支膜元件的實(shí)際回收率作了明確規(guī)定，要求每支l米長(zhǎng)的膜元件實(shí)際回收率不要超過18%，但當(dāng)膜元件用于第二級(jí)反滲透系統(tǒng)水處理時(shí)，則實(shí)際回收率不受此限制，允許超過18%。

　　系統(tǒng)回收率是指反滲透裝置在實(shí)際使用時(shí)總的回收率。系統(tǒng)回收率受給水水質(zhì)、膜元件的數(shù)量及排列方式等多種因素的影響，小型反滲透裝置由于膜元件的數(shù)量少、給水流程短，因而系統(tǒng)回收率普遍偏低，而工業(yè)用大型反滲透裝置由于膜元件的數(shù)量多、給水流程長(zhǎng)，所以實(shí)際系統(tǒng)回收率一般均在75%以上，有時(shí)甚至可以達(dá)到 90%。

　　在某些情況下，對(duì)于小型反滲透裝置也要求較高的系統(tǒng)回收率，以免造成水資源的浪費(fèi)，此時(shí)在設(shè)計(jì)反滲透裝置時(shí)就需要采取一些不同的對(duì)策，最常見的方法是采用濃水部分循環(huán)，即反滲透裝置的濃水只排放一部分，其余部分循環(huán)進(jìn)入給水泵入口，此時(shí)既可保證膜元件表面維持一定的橫向流速，又可以達(dá)到用戶所需要的系統(tǒng)回收率，但切不可通過直接調(diào)整給水/濃水進(jìn)出口閥門來(lái)提高系統(tǒng)回收率，如果這樣操作，就會(huì)造成膜元件的污染速度加快，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

　　系統(tǒng)回收率越高則消耗的水量越少，但回收率過高會(huì)發(fā)生以下問題。

　　①產(chǎn)品水的脫鹽率下降。

　�、诳赡馨l(fā)生微溶鹽的沉淀。

　�、蹪馑�的滲透壓過高，元件的產(chǎn)水量降低。

　　一般苦咸水脫鹽系統(tǒng)回收率多控制在75%，即濃水濃縮了4倍，當(dāng)原水含鹽量較低時(shí)，有時(shí)也可采用80%，如原水中某種微溶鹽含量高，有時(shí)也采用較低的系統(tǒng)回收率以防止結(jié)垢。

　　2.如何確定系統(tǒng)回收率

　　工業(yè)用大型反滲透裝置由于膜元件的數(shù)量多、給水流程長(zhǎng)，實(shí)際系統(tǒng)回收率一般均在75%以上，有時(shí)甚至可以達(dá)到90%。對(duì)于小型反滲透裝置也要求較高的系統(tǒng)回收率，以免造成水資源的浪費(fèi)。

　　應(yīng)該主要根據(jù)以下兩點(diǎn)來(lái)確定系統(tǒng)的回收率。

　�、俑鶕�(jù)膜元件串聯(lián)的長(zhǎng)度。

　�、诟鶕�(jù)是否有濃水循環(huán)以及循環(huán)流量的大小。

　　在系統(tǒng)沒有濃水循環(huán)時(shí)，一般按照以下規(guī)定：決定膜元件和系統(tǒng)回收率。

　　表-1 回收率和膜元件串聯(lián)數(shù)量

　　膜元件串聯(lián)數(shù)量/支 1 2 4 6 8 12 18

　　最大系統(tǒng)回收率/% <18 <32 <50 <58 <68 <80 <90

　　3.膜元件標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試壓力與實(shí)際使用壓力

　　膜元件標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試壓力為膜元件生產(chǎn)廠家在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下所使用的壓力，以海德能公司CPA系列產(chǎn)品為例，其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試壓力為1.55MPa(225psi或者15.5bar)。

　　膜元件使用壓力為膜元件實(shí)際工作時(shí)所需要的壓力，很多設(shè)計(jì)人員或使用人員以為膜元件的標(biāo)準(zhǔn)壓力即為膜元件的使用壓力，從而造成有時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)水量很大，用戶認(rèn)為膜元件生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量很好，不知道此時(shí)由于系統(tǒng)平均水通量過高，超出了前面所介紹的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量的要求，為反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期安全運(yùn)行埋下了禍根。有時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)水量很小，認(rèn)為膜元件生產(chǎn)廠家的質(zhì)量不好，向膜元件生產(chǎn)廠家索賠。

　　實(shí)際上膜元件的標(biāo)準(zhǔn)壓力與膜元件的使用壓力有著本質(zhì)的不同，膜元件標(biāo)準(zhǔn)壓力是膜元件生產(chǎn)廠家為了檢驗(yàn)其膜元件質(zhì)量而人為設(shè)定的壓力，而實(shí)際使用壓力則受到溫度、平均水通量選取值、進(jìn)水含鹽量、系統(tǒng)回收率、膜元件種類等各種因素的影響，膜元件的使用壓力應(yīng)根據(jù)各種因素的不同而不同。最簡(jiǎn)單的辦法就是通過膜元件生產(chǎn)廠家提供的計(jì)算軟件進(jìn)行實(shí)際計(jì)算。

　　4.如何計(jì)算系統(tǒng)脫鹽率

　　系統(tǒng)脫鹽率是反滲透系統(tǒng)對(duì)鹽的整體脫除率，它受到溫度、離子種類、回收率、膜種類以及其他各種設(shè)計(jì)因素的影響，因而不同的反滲透系統(tǒng)的系統(tǒng)脫鹽率是不一樣的，其計(jì)算公式為

　　(總的給水含鹽量-總的產(chǎn)水含鹽量)

　　系統(tǒng)脫鹽率= ×100%

　　總的給水含鹽量

　　有時(shí)出于方便的原因，也可以用下列公式來(lái)近似估算系統(tǒng)脫

　　鹽率

　　(總的給水電導(dǎo)率-總的產(chǎn)水電導(dǎo)率)

　　系統(tǒng)脫鹽率= ×100%

　　總的給水電導(dǎo)率

　　以此近似估算得到的系統(tǒng)脫鹽率往往低于實(shí)際系統(tǒng)脫鹽率，因而經(jīng)常在反滲透系統(tǒng)驗(yàn)收時(shí)引起爭(zhēng)議。

　　5.膜元件的標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率、實(shí)際脫鹽率與系統(tǒng)脫鹽率

　　膜元件標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率為膜元件生產(chǎn)廠家在標(biāo)準(zhǔn)條件下所測(cè)得的脫鹽率，以海德能公司的低壓系列產(chǎn)品為例，CPA2在標(biāo)準(zhǔn)條件下的最低脫鹽率為99.2%(平均脫鹽率為99.5%)，CPA3在標(biāo)準(zhǔn)條件下的最低脫鹽率為99.6%(平均脫鹽率為99.7%)。

　　膜元件實(shí)際脫鹽率為膜元件在實(shí)際使用時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的脫鹽率，實(shí)際脫鹽率有時(shí)會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率高，但更多情況下要比標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率低，這是由于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件與實(shí)際使用條件完全不同。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溶液為氯化鈉溶液，膜元件標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率表現(xiàn)為對(duì)氯化鈉的脫除率。在實(shí)際使用條件下，由于水中各種離子成分不同，溫度、平均水通量選取值、系統(tǒng)回收率等均不同于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件，而這些因素均會(huì)影響到膜元件的脫鹽率。

　　系統(tǒng)脫鹽率為整套反滲透裝置所表現(xiàn)出來(lái)的脫鹽率，同樣由于使用條件與標(biāo)準(zhǔn)條件不同，系統(tǒng)脫鹽率有別于標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率，同時(shí)由于反滲透裝置一般均串聯(lián)多根膜元件，而裝置中每根膜元件的實(shí)際使用條件均不同，故系統(tǒng)脫鹽率也有別于膜元件實(shí)際脫鹽率，對(duì)于只有1支膜元件的裝置，系統(tǒng)脫鹽率才等于膜元件實(shí)際脫鹽率。

　　要預(yù)測(cè)系統(tǒng)脫鹽率的最簡(jiǎn)單的辦法就是通過膜元件生產(chǎn)廠家的計(jì)算軟件進(jìn)行實(shí)際計(jì)算。

　　了解了膜元件標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率、實(shí)際脫鹽率與系統(tǒng)脫鹽率之間的關(guān)系之后，在設(shè)計(jì)反滲透裝置、給用戶提供系統(tǒng)性能擔(dān)保、驗(yàn)收反滲透裝置或者評(píng)定膜元件性能時(shí)，一定要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際脫鹽率來(lái)進(jìn)行，而不能以膜元件標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率來(lái)進(jìn)行。

　　6.什么叫背壓，產(chǎn)水背壓會(huì)有什么不良后果

　　在反滲透水處理領(lǐng)域，背壓指的是產(chǎn)品水側(cè)的壓力大于給水側(cè)的壓力的情況。如前面介紹，卷式膜元件類似一個(gè)長(zhǎng)信封狀的膜口袋，開口的一邊粘接在含有開孔的產(chǎn)品水中心管上。將多個(gè)膜口袋卷繞到同一個(gè)產(chǎn)品中心管上，使給水水流從膜的外側(cè)流過，在給水壓力下，使淡水通過膜進(jìn)入膜口袋后匯流人產(chǎn)品水中心管內(nèi)。

　　為了便于產(chǎn)品水在膜袋內(nèi)流動(dòng)，在信封狀的膜袋內(nèi)夾有一層產(chǎn)品水導(dǎo)流的織物支撐層;為了使給水均勻流過膜袋表面并給水流以擾動(dòng)，在膜袋與膜袋之間的給水通道中夾有隔網(wǎng)層。

　　膜口袋的三面是用粘結(jié)劑粘接在一起的，如果產(chǎn)品水側(cè)的壓力大于給水側(cè)的壓力，那么這些粘接線就會(huì)破裂而導(dǎo)致膜元件脫鹽率的喪失或者明顯降低，因此從安全的角度考慮，反滲透系統(tǒng)不能夠存在背壓。

　　由于反滲透膜過濾是通過壓力驅(qū)動(dòng)的，在正常運(yùn)行時(shí)是不會(huì)存在背壓的，但是如果系統(tǒng)正�；蛘吖收贤�機(jī)，閥門設(shè)置或者開閉不當(dāng)，那么就有可能存在背壓，因此必須妥善處理解決背壓的問題。

　　7.為什么高壓泵后面應(yīng)設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)門和電動(dòng)慢開門

　　配制標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溶液的水源為反滲透產(chǎn)水，因而幾乎不帶雜質(zhì)，不存在膜元件被污染的問題。在實(shí)際使用時(shí)，除了二級(jí)反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水是以一級(jí)反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水作為原水外，其他反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水幾乎都是經(jīng)普通預(yù)處理后的原水。盡管預(yù)處理工藝去除了其中一部分雜質(zhì)，但與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下所用水源相比，其進(jìn)水水質(zhì)仍然較差。所以膜元件設(shè)計(jì)產(chǎn)水量應(yīng)該小于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量，此時(shí)如仍按標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量作為設(shè)計(jì)產(chǎn)水量，則反滲透膜元件很快就會(huì)受到污染，造成膜元件損壞。

　　為了避免上述情況的發(fā)生，膜元件生產(chǎn)廠家提供了設(shè)計(jì)導(dǎo)則，以使設(shè)計(jì)人員有據(jù)可依。設(shè)計(jì)導(dǎo)則建議應(yīng)根據(jù)不同的進(jìn)水水源來(lái)選取不同的設(shè)計(jì)產(chǎn)水量。

　　即使在實(shí)際使用時(shí)按照膜元件生產(chǎn)廠家提供的設(shè)計(jì)導(dǎo)則使用，但是反滲透膜元件仍然會(huì)慢慢受到污染，當(dāng)然在一段時(shí)間后可以通過化學(xué)清洗部分恢復(fù)其性能，但卻很難完全恢復(fù)其性能，所以有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到這一問題，此時(shí)應(yīng)該選用能夠保證3年后達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水量的給水泵，即需要設(shè)計(jì)更高壓力的給水泵，但系統(tǒng)初始投運(yùn)時(shí)不需要很高的壓力就可以達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水量，所以系統(tǒng)在初始運(yùn)行時(shí)給水泵壓力富裕，隨著時(shí)間的推移，壓力富裕逐漸減少，因此高壓泵后面應(yīng)設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)門來(lái)調(diào)節(jié)給水壓力。有些時(shí)候可以對(duì)給水泵設(shè)置變頻調(diào)節(jié)裝置，此時(shí)可以用變頻的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)給水壓力的調(diào)節(jié)。

　　高壓泵后面的手動(dòng)調(diào)節(jié)門在設(shè)置后一般不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，在一段時(shí)間內(nèi)基本上是保持在恒定的位置，在系統(tǒng)每次啟動(dòng)時(shí)也不需要開閉此閥門。

　　但是如果高壓泵后面沒有其他閥門，此時(shí)每次啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，高壓泵的高壓水源會(huì)直接沖擊膜元件，特別是在系統(tǒng)中存在空氣時(shí)就會(huì)產(chǎn)生“水錘”的現(xiàn)象，這樣容易造成膜元件的破裂。

　　為了防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)該在高壓泵后面設(shè)電動(dòng)慢開門，在啟動(dòng)高壓泵后慢慢打開電動(dòng)慢開門，也即慢慢向系統(tǒng)的反滲透膜上加載壓力，電動(dòng)慢開門應(yīng)該是全開全閉閥門，其全開全閉時(shí)間是可以調(diào)節(jié)的，但一般設(shè)定為45～60s。所以從反滲透膜元件的安全角度考慮應(yīng)該設(shè)置電動(dòng)慢開門。

　　8.為什么要設(shè)置自動(dòng)沖洗功能

　　給水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)后分成兩路，一路透過反滲透膜表面變成產(chǎn)水，另一路沿反滲透膜表面平行移動(dòng)并逐漸濃縮，在這些濃縮的水流中包含了大量的鹽分，甚至還有有機(jī)物、膠體、微生物和細(xì)菌、病毒等。在反滲透系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，給水/濃水流沿著反滲透膜表面以一定的流速流動(dòng)，這些污染物很難沉積下來(lái)，但是如果反滲透系統(tǒng)停止運(yùn)行，這些污染物就會(huì)立即沉積在膜的表面，對(duì)膜元件造成污染。所以要在反滲透系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，利用干凈的水源對(duì)膜元件表面進(jìn)行停運(yùn)沖洗，以防止這些污染物的沉積。

　　9.反滲透系統(tǒng)需要哪些常用儀表

　　為了使RO裝置能夠安全可靠地運(yùn)行，便于運(yùn)行過程中的監(jiān)控，應(yīng)該裝置必要的儀表和控制設(shè)備，一般需要裝設(shè)的表計(jì)有溫度表、壓力表、流量表、pH表、電導(dǎo)率表、氯表、氧化還原電位表等，裝設(shè)的地點(diǎn)及其作用分述如下。

　　(1)溫度表

　　給水溫度表，因產(chǎn)水量與溫度有關(guān)，所以需要監(jiān)測(cè)以便求出“標(biāo)準(zhǔn)化”后的產(chǎn)水量。大型設(shè)備應(yīng)進(jìn)行記錄，另外，溫度超過45℃會(huì)損壞膜元件，所以對(duì)原水加熱器系統(tǒng)應(yīng)設(shè)超限報(bào)警、超溫水自動(dòng)排放和停運(yùn)RO的保護(hù)。

　　(2)壓力表

　　給水壓力表、第一段RO出水壓力表、排水壓力表用于計(jì)算每一段的壓降(也可裝設(shè)壓差表)并用于對(duì)產(chǎn)水量和鹽透過率進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”。鹽透過率、產(chǎn)水量和△P用于RO性能問題的分析。

　　5mm過濾器要安裝進(jìn)出口壓力表(也可裝設(shè)壓差表)，當(dāng)壓降達(dá)到一定值時(shí)(2bar)更換濾芯。

　　給水泵進(jìn)出口壓力表用于監(jiān)測(cè)給水泵進(jìn)出口壓力，進(jìn)出口壓力開關(guān)用于在進(jìn)口壓力低報(bào)警、停泵，出口壓力高(延時(shí)，以防慢開門未打開)報(bào)警、停泵。

　　(3)流量表

　　產(chǎn)品水流量表在運(yùn)行中監(jiān)測(cè)產(chǎn)水量，每段應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)，以便于“標(biāo)準(zhǔn)化RO性能數(shù)據(jù)。產(chǎn)品水流量應(yīng)有指示、累計(jì)和記錄，濃水排水流量表在運(yùn)行中監(jiān)測(cè)排水量，應(yīng)有指示、累計(jì)和記錄。

　　從各段產(chǎn)品流量和排水流量可計(jì)算出各段的給水量、回收率和整個(gè)RO系統(tǒng)回收率，給水流量表主要用于RO=加藥量的自動(dòng)調(diào)節(jié)(加酸、加阻垢劑、加亞硫酸氫鈉往往兩套R(shí)O共用)，除知識(shí)累計(jì)外還要給出信號(hào)用于比例調(diào)節(jié)。

　　(4)電導(dǎo)率表

　　給水電導(dǎo)率表、產(chǎn)品水電導(dǎo)率表指示、記錄水的電導(dǎo)率，可設(shè)置報(bào)警，從給水電導(dǎo)率和產(chǎn)品水電導(dǎo)率可估計(jì)出RO的脫鹽率。

　　(5)pH表

　　當(dāng)給水需加酸防止生成CaCO3垢時(shí)，加酸后的給水需裝pH表在使用醋酸纖維素膜時(shí)，不僅為防止CaCO3垢生成，而且更重要的是維持最佳pH值。醋酸纖維素膜的pH值要求為5.7，除指示、記錄、設(shè)超限報(bào)警外，還可以自動(dòng)控制不合格給水排放，并停運(yùn)RO還可以與流量表配合對(duì)加酸系統(tǒng)進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)。

　　(6)氯表

　　使用醋酸纖維素膜元件RO給水必須含有0.1～0.5mg/L殘余氯，最大允許含氯量為lmg/L，因此給水必須裝設(shè)氯表，以指示、記錄、和超越報(bào)警。藥液箱要設(shè)液位開關(guān)，低液位報(bào)警，加酸可采用比例調(diào)節(jié)或比例積分調(diào)節(jié)，加阻垢劑等可采用比例調(diào)節(jié)，加藥泵與給水泵之間進(jìn)行連鎖。

　　(7)氧化還原電位表

　　經(jīng)加亞硫酸氫鈉消除余氯的給水應(yīng)裝設(shè)氧化還原電位表，應(yīng)有指示、記錄、超限報(bào)警。

　　10.設(shè)計(jì)反滲透控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮哪些方面的問題

　　反滲透脫鹽系統(tǒng)的運(yùn)行和監(jiān)控由PLC、儀表、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和工藝流程模擬屏執(zhí)行，同時(shí)設(shè)有手動(dòng)操作按鈕和控制室操作按鈕;系統(tǒng)具有聯(lián)鎖保護(hù)功能及報(bào)警指示功能。PLC和主要儀表由國(guó)外進(jìn)口。

　　1)RO系統(tǒng)運(yùn)行過程對(duì)儀表和程控的工藝要求

　�、偶铀幜坎捎帽壤�調(diào)節(jié)方式，根據(jù)給水流量計(jì)發(fā)出的信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)量泵進(jìn)行比例加藥。

　�、朴�(jì)量箱裝有就地液位計(jì)，并有低液位信號(hào)進(jìn)行報(bào)警，以保證不會(huì)因藥液箱無(wú)藥而使加藥中斷。

　　⑶ 設(shè)有就地給水儀表盤，盤上裝有流量指示和流量積累表、電導(dǎo)率表、pH值指示表。另外還設(shè)有給水壓力表。流量表、電導(dǎo)率表和pH表所發(fā)出的參數(shù)信號(hào)送至中央控制室進(jìn)行連續(xù)記錄;同時(shí)流量計(jì)發(fā)出的信號(hào)控制計(jì)量泵進(jìn)行比例加藥;pH計(jì)發(fā)出的高、低報(bào)警信號(hào)送至中央控制室進(jìn)行報(bào)警。

　�、缺０策^濾器進(jìn)、出口裝有壓力指示表，當(dāng)保安過濾器進(jìn)出口壓差達(dá)到一定值或運(yùn)行一定時(shí)間后，需更換濾芯。

　�、� 高壓泵進(jìn)、出口側(cè)分別裝有低、高壓開關(guān)。當(dāng)高壓泵進(jìn)口壓力低于限定值時(shí)，低壓開關(guān)閉合并發(fā)送信號(hào)至PLC，由PLC進(jìn)行報(bào)警并自動(dòng)停止高壓泵的運(yùn)行;當(dāng)高壓泵出口壓力高于限定值時(shí)，高壓開關(guān)閉合，發(fā)出信號(hào)送至PLC，PLC延時(shí)一定時(shí)間后，如高壓泵高壓側(cè)壓力仍高于限定值，則PLC輸出報(bào)警并自動(dòng)停止高壓泵的運(yùn)行，如在延時(shí)范圍內(nèi)高壓開關(guān)恢復(fù)至斷開狀態(tài)，則PLC自動(dòng)取消輸人信號(hào)。

　�、矢邏罕贸隹谘b有電動(dòng)慢開門。高壓泵啟動(dòng)后，慢開門自動(dòng)緩慢打開以確保RO膜元件不受水錘破壞，如慢開門發(fā)生故障而未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)打開，則高壓泵出口壓力增高，壓力開關(guān)輸出報(bào)警信號(hào)并經(jīng)PLC自動(dòng)停止高壓泵的運(yùn)行。

　�、� 每套R(shí)O裝置設(shè)就地儀表盤一塊，盤上裝有RO一段、二段產(chǎn)品水、排水的流量表各一塊(流量及累積流量值顯示)，產(chǎn)品水電導(dǎo)率表一塊。流量表和電導(dǎo)率表所發(fā)出的參數(shù)信號(hào)送中央控制室進(jìn)行連續(xù)記錄，并具有電導(dǎo)率值高報(bào)警。就地盤上裝有高壓泵啟動(dòng)、停止按鈕和指示燈，系統(tǒng)緊急停止按鈕和指示燈，電動(dòng)慢開門開、關(guān)按鈕和指示燈。

　�、堂刻識(shí)O裝置設(shè)就地壓力表盤一塊，盤上裝有RO一段進(jìn)水、二段進(jìn)水和排水壓力指示表。

　�、椭醒肟刂票P上設(shè)有高壓泵、計(jì)量泵、沖洗水泵的三位操作開關(guān)(自動(dòng)一關(guān)一手動(dòng))，系統(tǒng)程序啟、停按鈕，可實(shí)現(xiàn)上述裝置的自動(dòng)啟動(dòng)控制室遠(yuǎn)操和就地手操功能。當(dāng)三位開關(guān)打至“自動(dòng)”位置時(shí)，上述裝置不能就地操作。

　　RO運(yùn)行數(shù)據(jù)

　　運(yùn)行數(shù)據(jù)可以說明.RO系統(tǒng)的性能，在整個(gè)RO使用期所有的數(shù)據(jù)都要收集和記錄，這些數(shù)據(jù)與定期的水分析一起為評(píng)價(jià)RO裝置的性能提供資料。

　　⑴流量(各段產(chǎn)品水和濃水流量)。

　�、茐毫�(各級(jí)給水、濃水、產(chǎn)品水)。

　�、菧囟�(給水)。

　�、萷H值(給水、產(chǎn)品水、濃水)。

　　⑸電導(dǎo)率/TDS(給水，產(chǎn)品水，每一段給水，產(chǎn)品水濃水)。

　�、蔛DI(給水，5mm過濾后，每一段給水，濃水)。

　�、俗詈笠欢螡馑�的LSI。

　�、踢\(yùn)行小時(shí)數(shù)。

　　⑼偶然事件(SDI、pH值和壓力失常、停運(yùn)等)。

　�、嗡�有儀表和表計(jì)的校準(zhǔn)，必須按照制造商的建議方法和周期進(jìn)行，但是3個(gè)月至少要校準(zhǔn)(校改)1次。

　�、狭髁繅毫�、溫度、pH值、電導(dǎo)率、SDI(給水)，每班一次。

　�、忻恳欢谓o水，濃水的SDI每星期一次，并對(duì)濾膜上殘留物進(jìn)行分析。

　�、衙恳欢谓o水，濃水，產(chǎn)品水的TDS每月分析一次。

　　⒁余氯、電導(dǎo)率每天一次。

　　⒂濃水(排水)LSI每星期一次。

　�、耘既皇录�發(fā)生時(shí)記錄下來(lái)。

　　3)加藥運(yùn)行數(shù)據(jù)

　�、偶铀崆昂骃DI每天一次。

　�、�5mm過濾器進(jìn)出口壓力每班一次。

　�、撬岷牧棵刻煲淮巍�

　�、萅aClO耗量每天一次。

　�、伤�有儀表和表計(jì)的校準(zhǔn)按制造商的建議和方法，但至少3個(gè)月校準(zhǔn)1次。

　　活性炭過濾器為什么要注意滅菌

　　在水處理工藝中，活性炭過濾器用于對(duì)有機(jī)物的吸附和對(duì)過量氯(余氯)的吸附去除，對(duì)前者去除能力較差，通常為50%，對(duì)后者則很強(qiáng)，可以完全脫除余氯，這是由于在對(duì)余氯吸附的同時(shí)，還有自身被氯化的作用。

　　活性炭的吸附能力曾被用于口服對(duì)腸道細(xì)菌的吸附而治療細(xì)菌性痢疾，在第一次世界大戰(zhàn)中，氯氣類毒氣作為大規(guī)模殺傷性武器被使用，活性炭則是防毒面具中主要的毒氣吸附劑，離子交換樹脂被廣泛應(yīng)用后，活性炭在化學(xué)除鹽系統(tǒng)中使用較廣，大機(jī)組對(duì)有機(jī)酸的腐蝕敏感，因此配置活性炭床者更多�；钚蕴课�附水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以成為細(xì)菌微生物的溫床，微生物膜對(duì)水的阻力影響較大，因此，應(yīng)定期進(jìn)行反洗去污。如果反洗不能奏效時(shí)，應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。

　　實(shí)際上，按照進(jìn)水濁度安排合理的反沖洗制度更具有實(shí)際意義，由于微生物膜與微生物黏泥難于清凈，采取空氣擦洗是必要的。某熱電廠用受嚴(yán)重污染的河水作為原水，水中菌、藻和微生物對(duì)濾池污塞嚴(yán)重，虹吸濾池的運(yùn)行時(shí)間和反洗時(shí)間持平;活性炭過濾器無(wú)法使用，混床被黏泥結(jié)成團(tuán)塊無(wú)法分層再生。為保證水的產(chǎn)量，將虹吸濾池濾料粒徑由1mm左右先后放大到2mm和3～4mm，將混床改成二級(jí)陽(yáng)床與二級(jí)陰床除鹽，其出水質(zhì)量雖下降，但是滿足了供熱的用水量。最終的解決對(duì)策是使用了部分自來(lái)水，緩解河水污染造成的困擾，因此，當(dāng)活性炭過濾器由于菌、藻造成污塞時(shí)除了加強(qiáng)反洗保證壓差在規(guī)定范圍內(nèi)之外，滅菌雖屬重要，但是更應(yīng)從源頭上解決。

　　在水處理工藝中，在反滲透裝置運(yùn)行中都應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況做應(yīng)變處置。在對(duì)內(nèi)蒙古某電廠進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，該廠停爐保護(hù)僅做熱爐放水處理，按照通常情況是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，但是認(rèn)可該對(duì)策。當(dāng)電廠人員詢問是否應(yīng)該采取成膜等保護(hù)措施時(shí)指出，對(duì)于地處沙漠與干旱地區(qū)的該廠來(lái)說，由于當(dāng)?shù)叵鄬?duì)濕度常年低于40%，采取熱爐放水已經(jīng)能起到良好的停爐保護(hù)作用，無(wú)需采取更多的停爐保護(hù)措施，對(duì)于活性炭過濾器來(lái)說，只要壓差合乎規(guī)定，CODMn去除率不低于30%，無(wú)需更多的維護(hù)。

　　18.什么樣的系統(tǒng)用軟化器合適

　　軟化器是鈉陽(yáng)離子交換器的俗稱，它可把水中鈣、鎂離子交換除去，使成為對(duì)應(yīng)的鈉鹽。水中含有鋇、鍶等離子時(shí)，也可經(jīng)過鈉離子交換脫除。因此，下列情況可以對(duì)水進(jìn)行軟化處理，以免除結(jié)水垢的困擾。

　　1)在水處理系統(tǒng)中原來(lái)配置有軟化器時(shí)，應(yīng)盡量利用它作為前置過濾和軟化防垢，例如某熱電廠的熱網(wǎng)補(bǔ)充水和蒸發(fā)器的用水是軟化水，該廠原水是河水，限于資金，反滲透預(yù)處理較簡(jiǎn)單，反滲透器壓差增長(zhǎng)快，清洗周期短，出水質(zhì)量差，為此建議考慮。

　　⑴用軟化水作為反滲透器原水可使進(jìn)水的濁度和污染指數(shù)達(dá)標(biāo)，并防止鈣，鎂結(jié)垢。

　�、埔部商钤O(shè)微濾裝置。

　　2)水的硬度過高，例如≥8mmol/L(Ca2++Mg2+)，使用一般的阻垢分散技術(shù)難以奏效者。

　　3)水質(zhì)較特殊，含鋇、鍶等離子高，或是含硫酸根高(例如≥200mg/L)或是含氟離子高(例如≥10mg/L)者。

　　4)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并經(jīng)過模擬試驗(yàn)證明，使用軟化技術(shù)優(yōu)于阻垢處理者。進(jìn)口阻垢劑通常為8萬(wàn)元/噸，對(duì)于雜質(zhì)含量不高時(shí)，處理費(fèi)用較高，其防垢效果軟化為差.