反渗透系统故障诊断

逆浸透膜故障診断(TroubleshootingforROSystem)反渗透系统性能下降的依据(EvidenceofPerformanceDeclineforROSystem)标准化压差上升15%NormalizedDP(DifferentialPressure)increased15%标准化产水量降低10％Normalizedpermeateflowdecreased10%标准化透盐率增加5％Normalizedsaltpassageincreased5%反渗透系统性能标准化的重要性(TheImportanceofNormalization)98.0098.5099.0099.50100.0007-Dec-0505-Feb-0606-Apr-0605-Jun-06日期脱盐率[%]CATRON-2ver.2.0298.098.599.099.5100.007-Dec-0505-Feb-0606-Apr-0605-Jun-06日期标准化后脱盐率[%]CATRON-2ver.2.02标准化之前脱盐率变化显著标准化之后脱盐率变化平稳膜系统真实性能反映的需要(DemandofactualperformanceforROsystem)影响反渗透性能的因素(FactorAffectingROPerformance)温度(temperature)压力(pressure)回收率(recovery)进水含盐量(feedwaterconcentration)pH值污染(fouling)结垢(scaling)膜劣化(degradationofmembrane)……操作条件对反渗透性能的影响(PerformanceVS.OperatingConditions)脱盐率（SaltRejection）水通量(PermeateFlux)压降(DP)给水压力(FeedPressure)分离层电荷强弱(ThestrengthofPAlayercharge)产水流道是否堵塞(Thepermeatechannelspacerisunblockedornot)给水流道是否堵塞(Thefeedchannelspacerisunblockedornot)膜性能变化与故障宏观表现之间的关系(RelationshipBetweenMembranePerformanceandTrouble)给水、产水流道是否堵塞(Feedandpermeatechannelspacerareunblockedornot)反渗透系统故障症状及原因(Symptoms,CausesforROSystemTroubleshooting)透盐率SaltRejectionPassage增加Increase正常Normal下降Decrease物理损伤Physicalinjure氧化Oxidation胶体污染Colloidalfouling结垢Scaling温度升高Temperatureup产水管泄漏Permeatetubeleak“O”型圈泄漏“Ｏ”ringleak连接泄漏Couplingleak背压Backpressure微生物污染Biologicalfouling微粒污染Particulatefouling有机物污染Organicsfouling温度下降Temperaturedown反渗透系统故障症状及原因(Symptoms,CausesforROSystemTroubleshooting)产水通量PermeateFlux下降Decrease正常Normal增加Increase结垢Scaling温度下降Temperaturedown生物污染Biologicalfouling氧化物污染Oxidefouling胶体污染Colloidalfouling微粒污染Particulatefouling有机物污染Organicsfouling氧化Oxidation温度升高Temperatureup产水管破损Permeatetubebreakage连接泄漏Couplingbreakage物理损伤Physicaldamage压降DifferentialPressure降低Decrease正常Normal增加Increase结垢Scaling生物污染Biologicalfouling氧化物污染Oxidefouling胶体污染Colloidalfouling微粒污染Particulatefouling少量有机物污染Littleorganicsfouling严重氧化Seriousoxidation大量有机物污染Plentifulorganicsfouling反渗透系统故障症状及原因(Symptoms,CausesforROSystemTroubleshooting)流速下降Flowratedecline给水压力FeedPressure下降Decrease正常Normal增加Increase结垢Scaling温度降低Temperaturedown生物污染Biologicalfouling氧化物污染Oxidefouling胶体污染Colloidalfouling微粒污染Particulatefouling氧化Oxidation温度升高Temperatureup产水管泄漏Permeatetubebreakage连接泄漏Couplingbreakage膜破裂Membranebreak大量有机物污染Plentifulorganicsfouling高压泵故障HighpressurePumptrouble反渗透系统故障症状及原因(Symptoms,CausesforROSystemTroubleshooting)反渗透系统故障组成(CompositionofROSystemTrouble)注：信息来自Khedr博士在“脱盐与水回用”期刊中的文章，vol10/3(2000)8-17膜污染78%机械损坏4%化学损坏18%无机胶体18%有机污染15%絮体5%硅结垢13%其他6%生物污染43%微生物污染(OrganicsFouling)产生原因(Causes)：进料水含有大量微生物未得到良好的杀菌消毒处理；絮凝剂过量投加;过量的SBS投加促进硫磺氧化菌滋生；不适宜的阻垢剂投加。对性能的影响(Effects)：产水量下降、透盐率增加、压差增大进而导致望远镜现象、产品水可能受到微生物污染。产生位置(Location)：最初首段最易污染，进而全段受微生物污染。产水管上的生物薄膜膜表面上的藻类生物污染膜表面上的硫磺氧化菌污染压力容器里的生物污染有机物污染(BiologicalFouling)产生原因(Causes)：进料水含有大量有机物及油脂未得到合理处理；进水含有阳离子性聚电介质。显著标志为进水TOC及SDI过高。对性能的影响(Effects)：水通量损失甚至不可逆衰减、透盐率增加、压差增大。产生位置(Location)：最初首段最易污染，进而全段受有机物污染。端板上的有机物及胶体浓水格网上的胶体污染膜表面上的油脂污染铁污染(IronFouling)产生原因(Causes)：进料水含有二价铁受到氧气攻击；含铁絮凝剂过量转为胶体；管路腐蚀产物的沉淀；高碱度的地下水源形成FeCO3等。对性能的影响(Effects)：水通量降低、透盐率增加、压差增大。产生位置(Location)：最初首段最易污染，进而全段受铁污染。膜元件端面受到铁污染解剖后膜表面上的严重铁污染结垢(Scaling)产生原因(Causes)：进料水难溶盐浓度超过溶度积没有投加阻垢剂；阻垢剂投加不适当；过高的回收率；不适宜的操作参数（如：过高pH值控制硅垢发生CaCO3沉淀）。对性能的影响(Effects)：水通量降低、透盐率增加、压差增大。产生位置(Location)：一般最末端膜元件最容易产生结垢。压力容器部件内部形成致密垢层膜表面上的致密垢层膜劣化(DegradationofMembrane)形式(category)：氧化（oxidation)、压密（compaction)、膜材料降解（degradation)。产生原因(Causes)：进料水含有氧化性物质（如余氯等）没有得到良好的处理导致膜被氧化；水锤及超限高压运行导致膜压密；超限酸碱清洗导致膜材料降解等。对性能的影响(Effects)：氧化及膜材料降解导致透盐率增加、水通量增大、压差不变或减小；水锤导致透盐率减小、透盐率减小、压差增大。产生位置(Location)：首端膜元件最容易发生氧化、膜材料降解、水锤破坏。膜元件物理损伤(PhysicalDamage)形式(category)：背压(backpressure)、望远镜现象(telescoping)、格网冲出(spacerpushingout)、ATD脱落(ATDpushingoff)、玻璃纤维层破坏(damagedfiberglassshell)等。产生原因(Causes)：背压超限、压差过大等。对性能的影响(Effects)：不能正常使用膜元件。产生位置(Location)：背压一般末端元件最易发生；压差过大造成的其它物理损伤任何一段俱可发生。膜背压破坏造成PA层鼓泡玻璃纤维层破坏望远镜现象：中心管突出望远镜现象：端面内凹MembraneCompanyEngineeringCompanySurfaceAnalysisPerformaceTestCleaningAutopsyMembraneSampleTSCenterRejectionFluxPressureDPOperatingDataNormalizationNoteDateFeedPressureConcentrateFluxFeedConductivityFeedTemp.ConcentratePressurePermeateFluxPermeateConductivityPermeatePressureServiceWatch(望):ColorSmell(闻):SmellAsk(问):ProcessTouch(切):FeelElementWorkerOperatingEngineerPretreatmentTestEngineerDesignEngineerCheckingApparatusTestingCheckingProcessCIPDIPDiagnosingExperienceMeasuresEngineeringCompany&User反渗透故障诊断逻辑思维(DiagnosisLogicThinking)获取真实运行记录。Togetactualoperatingdata.现场检测水质是否波动。Tocheckwaterqualitychangedornot.对仪器仪表进行校核。Tocheckapparatusandinstrument.对运行数据进行标准化。Tonormalizeoperatingdata.“望闻问切”检查膜系统。Watch:Color;Smell:Odor;Ask:Process;Touch:Feel.运行记录犹如病历卡：非常重要！标准化：获取真实的运行性能。故障诊断的首步(TheFirstStepforTroubleshooting)定位泄漏点－寻找分布规律(PressureVesselProfile)寻找每支压力容器产水水质分布规律The“pressureVesselProfile”isameasurementofthepermeateconcentrationfromeachindividualvessel.确定系统中哪一支压力容器具有高透盐率。Identifieswhichvesselsinanarrayhavehighsaltpassage.对照启动时此压力容器产水水质情况。Apressurevesselprofileshouldbetakenatstartup,asabaselinerecord.PressureVesselProfileExample:24:12arrayat75%r