反渗透技术基础培训

反渗透技术基础培训1.反渗透水处理系统的构成2.反渗透预处理——它是让您高枕无忧的关键成动运行的必要条件具体的预处理设计需要根据现场情况和膜元件类型确定必须仔细考虑各种要求原水的特点非常重要为确保系统可靠运行，有时需要作小型实验最后您将心想事成！2.1反渗透预处理合适与否的简单判断准则清洗频率预处理是否合理或适度3个月或更长适度1~3个月可能需要加强预处理1个月超过1次确实需要加强预处理2.2反渗透预处理设计考虑因素膜元件种类(醋酸纤维素膜或芳香聚酰胺复合膜)进水水质(水源及其变化)进水流量(小型或大型装置)反渗透的回收率(高回收率意味着需要更好的预处理)后处理设备和要求2.3反渗透元件的进水条件反渗透膜元件类型进水中氯的浓度-ppm是否能耐受细菌的降解进水pH进水温度-℃CAB0.3~1.0不能5~61~35CPA＜0.1*可以4~101~45SWC＜0.1*可以4~101~45ESPA＜0.1*可以4~101~45ESNA＜0.1*可以4~101~45注：氯的耐受力计算建立在无铁存在的基础上2.4预处理中考虑的反渗透结垢成分反渗透进水中含有的难溶盐及相关成分达到下表中所列的浓度时，均应在预处理中采取相应措施，以防止反渗透膜结垢。结垢成份在下列进水情况下需要预处理，包括添加阻垢剂、分散剂CaCO3浓水LSI值＞0，pH值较高，温度较高CaSO4浓度积/溶度积＞100%，Ca+SO4＞250ppmBaSO4浓度积/溶度积＞100%，Ba＞50ppbSrSO4浓度积/溶度积＞100%，Sr＞2ppm可溶性铁Fe＞0.3ppm锰Mn＞0.05ppm可溶性硅温度＜15℃时，且没有重金属(Fe、Al等)存在时，SiO2＞25ppm注意：上表中指标的设计基础为75%的系统水回收率，在某些情况下，最小值范围会有变化。2.5反渗透污染物2.5.1悬浮固体普遍存在于地表水和废水中尺寸＞1微米(胶体可能会小于1微米)在未搅拌溶液中能悬浮状态沉积下来(胶体会保持悬浮状态)预处理后必须将下列指标降低至浊度＜1NTU15分钟SDI值＜52.5.2胶体污染物普遍存在于地表水或废水中污染物主要存在于反渗透系统的前端尺寸＜1微米在未搅拌溶液中微粒会保持悬浮状态可以是有机或无机成份组成的单体或复合化合物无机成份可能是硅酸、铁、铝、硫有机成份可能是单宁酸、木质素、腐殖物预处理后必须将下列的指标降低至：浊度＜1NTU15分钟SDI值＜52.5.3有机污染物污染物主要存在于反渗透系统的前端普遍存在于地表水或废水中被吸收附着在膜表面天然腐殖有机物来源于植物腐烂物且常带电荷缺乏明确的TOC(总有机碳)含量规定进水中TOC含量为2ppm时应引起注意具有电中性表面的LFC1膜及CAB膜可能更适用2.5.4生物污染普遍存在于地表水或废水中开始时易在反渗透前端形成污染物，随后扩展及整个反渗透系统通常污染物为细菌、生物膜、藻类、真菌警戒含量为每毫升10000cfu(菌落生成单位)必须控制生物活性CAB膜由于其对余氯的耐受性较好，因而可能更适用2.6针对特定污染物的反渗透预处理设计要点2.6.1针对给溶盐的反渗透预处理设计离子交换软化弱酸阳离子软化石灰软化添加化学阻垢剂2.6.2针对金属氧化物的反渗透预处理设计离子交换软化石灰软化锰砂过滤添加化学分散剂2.6.3针对溶解性硅的反渗透预处理设计石灰软化热交换器脱除铁硅分散剂2.6.4针对微粒和胶体的反渗透预处理设计澄清石灰软化砂滤或添加混凝剂或絮凝剂后进行多介质过滤微滤或超滤2.6.5针对天然有机物的反渗透预处理设计澄清石灰软化活性碳过滤微滤或超滤2.6.6针对有微生物滋长的反渗透预处理设计化学杀菌剂石灰软化紫外杀菌微滤或超滤保持水流动尽量减少死角2.6.7由于预处理系统设计或操作不当而人为造成的常见污染在市政水厂添加化学药剂阳离子聚合物氯化铝或氯化铁正磷酸锌添加了互不相容的化学药剂氧化剂3.反渗透系统的故障诊断和运行数据的标准化生活就像一盒夹心巧克力，你无法预计你可能会发现什么。——阿甘正传3.1反渗透系统的故障及其诊断确定问题：您的反渗透系统是否运转不正常？您的反渗透系统是不是正常停机中停用时间过长？您的反渗透预处理或化学加药系统是否正常？确定您是否在适当的进水温度、TDS或这pH条件下使用？确定您的水流量和水回收率是否适当？确定压降(进水—浓水)是否正常？确定所有的仪器仪表是否校准？对产水流量和产水水质进行标准化。逐段及逐个压力容器测量产水水质。检查每只压力容器密封件有无损坏。检测反渗透进水的保安过滤器是否含有污染物？检测反渗透膜元件是否被污染或被损坏。采样并分析反渗透进水、浓水和各段产水及总产水水质数据。将分析所得水质数据与反渗透设计的计算值相比较。以标准化后产水水质、流量及压降的变化为基础，确定可能的污染物。对预测的污染物及垢质进行清洗。分析清洗液中所含的污染物以及清洗液的顔色和pH值变化。将反渗透膜元件送出进行非破坏性的分析，并确定清洗方案。最后的手段是进行膜元件解剖分析和实验分析以确定污染物。3.2常见反渗透污染现象3.2.1膜降解水解(由过低或过高pH值造成)氧化(Cl2,H2O2,KMnO4)机械损坏(产水背压、膜卷突出、过热、由于细碳料或砂料造成的磨损)3.2.2沉淀物沉积碳酸垢(Ca）硫酸垢(Ca,Ba,Sr)硅垢(SiO2)3.2.3胶体沉积金属氧化物(Fe,Zn,Al,Cr)污泥3.2.4有机物沉积天然有机物(腐殖物和灰黄素)油类(泵密封泄漏，新换管道)过量的阻垢剂或铁沉淀过量的阳离子聚合物(来源于预处理的过滤器)3.2.5生物污染复合膜(CPA,ESPA,ESNA)表面形成生物粘泥细菌对醋酸膜(CAB)的浸蚀藻类真菌3.3反渗透污染症状3.3.1系统进水与浓水间压降增加3.3.2反渗透进水压力发生变化3.3.3标准化后的产水流量变化3.3.4标准后的盐透过率发生变化3.4反渗透故障诊断一览表可能的原因可能的发生地点进水与浓水间压降产水流量盐透过率金属氧化物第一段正常或增加降低正常或增加胶体污染第一段正常或增加降低正常或增加结垢最后一段增加降低增加生物污染任何一段正常或增加降低正常或增加有机污染所有各段正常降低降低或增加氧化物(如Cl2)第一段最严重正常或降低增加增加磨损(碳粒、污泥粒)第一段最严重降低增加增加O型圈或粘结部位泄漏随机分布正常或增加正常或增加增加回收率过高所有各段降低正常或降低增加.5如何减少故障和降低反渗透清洗频率3.5.1在取得水质全分析的基础上设计反渗透系统3.5.2在进行设计前确定RO进水的SDI值3.5.3如果进水水质变化，需要作出相应的设计调整3.5.4必须保证足够的预处理3.5.5选择正确的膜元件，CAB或LFC1膜对于处理比较复杂的地表水或污水可能更为适用3.5.6选择比较保守的水通量3.5.7选择合理的水回收率3.5.8设计足够的横向流速及浓水流速3.5.9对运行数据进行标准化3.6反渗透系统的标准化使用计算机和和程序来分析产水水质和产水水量在一段时间内的变化趋势，监测反渗透系统的运行然后可以初步掌握“该反渗透系统是否运转正常？”有助于反渗透系统故障排除3.6.1标准化由于下列原因导致反渗透系统性能变化：基本设计参数如温度、使用年限、进水TDS、回收率、水通量等发生变化——(即：系统发生变化是正常的)膜元件发生污染或结垢——(即：需要清洗！)膜元件降解——(即：需要购买新膜更换)3.6.2标准化定义标准化：将现在经过计算的操作数据(标准化后的产水流量和标准化后的脱盐率)和原来选定的基准参考时间的操作参数进行比较的过程。标准化的流量：如果系统进行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的流量。标准化后的脱盐率：如果系统运行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的脱盐率参考点：A.初投运时(稳定运行或经过24小时)(优先选用)B.反渗透膜元件制造厂商的标准参数3.6.3标准化后的一般特征通常CAB膜元件盐透过率每年增加33%通常CPA膜元件盐透过率每年增加10~17%通常反渗透膜元件产水流量每年减少4~10%标准化的真正意义在于了解变化趋势，而不是评价某一天的变化前一次有效清洗后，标准化后的流量或产水水质下降15%或压降增加15%时，建议进行再清洗3.6.4标准化实例——系统运行数据进水温度进水TDS产水TDS脱盐率产水流量浓水流量回收率进水压力浓水压力产水压力ΔP(进水减产水压力)ΔP(进水减浓水压力)日期℃ppmppm%gpmgpm%psipsipsipsidpsid1-Jan205401098.13001007521015010200602-Jan19530998.3250837519513510185603-Jan23550998.43001007525019050200604-Jan18570998.4280937520014010190605-Jan18570998.430010075240180102306015-Jan186001497.7300100752801901027090初投运时20.65501597.3300100752161581020658注：1gpm=3.785L/min4.反渗透膜的清洗、消毒及保存目的：保证反渗透系统的正常运行目的：延长反渗透膜元件使用寿命什么时候需要清洗及消毒如何清洗消毒及用何种药品进行清洗消毒4.1什么时候需要清洗反渗透系统当标准化后的产水流量比上次清洗后减少10~15%当标准化后的产水水质比上次清洗后降低10~15%当标准化后的压降比上次清洗后增加10~15%在长期停用前作为日常的维护4.2需要清洗什么碳酸钙垢硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢水合金属氧化物垢(铁、锰、镍、铜等)硅垢胶体沉积物(无机)胶体沉积物(无机、有机混合物)有机沉积物(自然产物)有机沉积物(人为产物)生物滋长(细菌、真菌、霉菌等)注意：通常您需要清洁的是上述几种污染物的混合物4.3如何选择清洗药剂确定污染物与膜制造厂商、工程公司或反渗透专用化学药剂供应商联系选择通用型或专用型化学清洗药品现场收集信息并进行清洗(实验及校正法)向反渗透专用药剂供应商提供膜元件以供实验室分析之用考虑药品成本4.4选择和使用化学清洗剂时的注意事项遵循制造厂商推荐的关于药剂品种、剂量、pH值、温度及接触时间的指导原则最佳的清洗效果最小限度地使用强烈化学试剂对于CPA、ESPA膜通常pH范围为4~10对CPA、ESPA、膜最大pH范围为2~12在推荐温度清洗，一般在30~40℃下清洗最好需要考虑排放对环境的影响不要将酸碱混合用高pH的产水冲洗清洗剂如果出现油污染，开始时不要使用低pH值溶液清洗4.5复合膜最常用的清洗配方污染物清洗溶液碳酸钙、磷酸钙、金属氧化物(铁)pH值4.0，2%柠檬酸溶液+氨水，温度40℃，有时也可用pH2~3的盐酸水溶液清洗硫酸钙、混合胶体、小分子pH值10.0，2%三聚磷酸钠溶液，温度40℃，有时也天然有机物、微生物可用pH小于10的NaOH水溶液清洗大分子天然有机物、微生物pH值10.0，2%三聚磷酸钠溶液，0.25%十二烷基苯磺酸钠溶液，温度40℃4.6醋酸膜最常用的清洗配方污染物清洗溶液碳酸钙、磷酸钙、金属氧化物pH值4.0，2%柠檬酸溶液，0.1%非离子清洗剂，温度35℃硫酸钙、混合胶体、小分子天然有机物pH值7.5，2%三聚磷酸钠溶液，0.8%Na-EDTA溶液，0.1%的非离子清洗剂，温度35℃大分子天然有机物pH值7.5，0.5%过硼酸钠溶液，0.1%非离子清洗剂，温度35℃生物滋长pH值7.5，2%三聚磷酸钠溶液，0.25%Na-DBS溶液，温度35℃4.7二氧化硅垢的化学清洗对沉淀在膜上的溶解性硅，在不损坏膜的前提下很难去除在