反渗透膜污染控制

反渗透膜重度污染控制及性能恢复技术内容概要反渗透膜重度污染控制技术反渗透技术发展应用的现状反渗透重度污染的原因分析反渗透重度污染控制的技术分析反渗透重度污染控制的措施反渗透膜的性能恢复膜重度污染的类别判断不同污染物及其清洗方法污染消除后的性能指标判定实例分析反渗透膜重度污染控制技术反渗透技术发展应用现状反渗透系统因其先进的技术及经济特性，已形成国内各行业庞大的用户群，据不完全统计，目前国内反渗透水处理用户已超过4000家。由于种种原因，现有反渗透水处理用户在使用过程中存在诸多问题，其中反渗透膜污染、结垢类的问题最多，不同程度困扰着用户的运行，使得经济效益和社会效益不能最佳发挥。反渗透膜重度污染控制技术反渗透膜重度污染的原因分析1.重度污染的概念a.物理污染：指RO进水中所含的悬浮物、胶体、有机物、微生物及其它颗粒对RO膜产生的表面附着、沉积污染。重度污染指污染后的单段压差大于系统投运初期单段压差值的1.5倍以上的情况。b.化学污染：水中的化学离子成分在膜表面因浓差极化等因素导致的离子积大于溶度积后的化学垢类生成现象。RO系统正常运行过程中，结垢段压差值超过系统投运初期单段压差值的1.5倍以上的情况。重度污染是重度物理污染和重度化学污染的叠加，某些情况下，二者同时伴生。反渗透膜重度污染控制技术2.重度污染的原因反渗透系统出现重度污染的因素很多，归纳起来有以下几类：水处理工艺系统设计及制造缺陷反渗透添加剂及其它耗材选用不当运行条件突变问题系统操作运行管理问题反渗透膜重度污染控制技术⑴.水处理工艺系统设计缺陷---常造成投产后的系统无法正常运行，常见的设计缺陷见下表：导致错误设计SDI值反渗透一段膜反渗透二段膜后除盐井水:滤速8.5m/h地表水:滤速8m/h不合格污染进水含胶体、悬浮物，设计无降除措施不合格压差升高快原水COD3，无降除措施可能不合格有机物污染有机物污染RO膜设计通量超标污染快结垢及压差升高快,产水量衰减及脱盐率下降快周期短产水品质差RO产水游离二氧化碳5PPM无除碳器……周期短反渗透膜重度污染控制技术水处理工艺系统设计缺陷示例某电厂2×30吨/小时反渗透水处理系统一、原水部分参数1.原水悬浮物:58毫克/升2.COD:7.6毫克/升二、预处理设备如下:1.Ø2200多介质过滤器3台2运1备2.加次氯酸钠系统3.加还原剂系统三、运行状态1.初投参数:反渗透膜重度污染控制技术水处理工艺系统设计缺陷示例（续）∆P1=1.8Kg/cm2∆P2=1.4Kg/cm2Q=60M3/H脱盐率=98.2%2.第二十天:∆P1=2.3Kg/cm2∆P2=1.45Kg/cm2Q=47M3/H脱盐率=98.1%3.第三十五天:∆P1=3.2Kg/cm2∆P2=1.55Kg/cm2Q=32M3/H脱盐率=97.8%反渗透膜重度污染控制技术（2）反渗透添加剂及其它耗材选用不当反渗透阻垢剂类型或加药量选用不当阻垢剂类型与源水水质不相匹配阻垢剂类型与预处理添加剂不相匹配阻垢剂的加药量与源水水质不相匹配阻垢剂的类型与膜的类型不匹配反渗透前保安过滤器的选择使用不当保安过滤器内部滤芯精度选择不当保安过滤器内部滤芯质量选择不当预处理混凝剂及杀菌剂等选择不合理反渗透膜重度污染控制技术（3）.水处理运行条件突变导致的系统异常举例一:XX热电厂RO处理水量:580吨/小时水源:黄河水悬浮物:小于30mg/l92年枯水期，水源情况突变，悬浮物短期内大于150mg/l三天后：预处理系统全部污染RO系统严重污堵举例二：XX电厂RO处理水量：100吨/小时，水源：地下水运行1.3年内：产水量：100吨/小时，脱盐率：98.2%系统投运第476天时,脱盐率突然衰减至96.3%至478天时,脱盐率降至94%,产水量大于110吨/小时查找到的原因:地下水更换为自来水自来水余氯实测:1.3ppm反渗透膜重度污染控制技术（4）.系统运行操作管理问题☞不按操作规程操作☞设备状态参数调整不及时☞运行参数的调整不当☞添加药剂的计量未作优化☞系统达到清洗条件时不及时清洗系统☞系统表计不按时调校☞缺乏运行管理总结反渗透膜重度污染控制技术反渗透重度污染控制技术分析及控制措施反渗透系统重度污染控制，需从以下方面入手：1.通过改造彻底解决设计或设备制造过程中的先天不足因素,提高设备健康水平。2.选择合适的水处理添加剂及保安过滤器等耗材，以使以上耗材的运用与系统实际情况相匹配，维持设备的正常运行。3.将已经发生严重污染的膜实施离线清洗,使反渗透膜的性能得以最大程度的恢复。4.调整系统运行方式使之与设备相匹配,并使各设备的运行参数最佳化。反渗透膜重度污染控制技术5.对反渗透系统的表计实施3-6个月的定期校验,使表计示数反映设备的实际运行状态。6.对反渗透运行数据实施标准化,在设备的状态发生不良变化的趋势时,即采取必要的措施,控制事态的恶性发展。7.针对变化的水源,须经常分析设备的运行状况,必要时须对设备作出相应的调整。8.作好运行设备的基础管理工作,不断积累经验,使反渗透系统处于最佳运行态势。反渗透重度污染控制技术分析及控制措施反渗透膜性能恢复技术一、反渗透膜重度污染的类别►固体颗粒类：包括焊渣、石英砂、无烟煤、胶皮污染物►胶体物、金属氧化物类►无机盐垢，如碳酸钙垢、硫酸钙垢、磷酸盐垢►有机物、微生物、菌藻类►二氧化硅垢引发反渗透膜重度污染的污染物的种类大致有：反渗透膜性能恢复技术一段反渗透膜受到泄漏石英砂及无烟煤的污染（伴随有金属氧化物)污染物实例（一）反渗透膜性能恢复技术碳酸钙、硫酸钙垢附着在膜表面的情形污染物实例（二）反渗透膜性能恢复技术污染物实例（三）金属氧化物、胶体污染，膜已发生隔网涌出现象反渗透膜性能恢复技术污染物实例（四）聚丙烯酸铁污染过的RO膜反渗透膜性能恢复技术污染物实例（五）被有机物污染的反渗透膜切片反渗透膜性能恢复技术污染物实例（六）被有机物污染的膜片采样灼烧后的残余量，膜上伴随有无机盐垢反渗透膜性能恢复技术污染物实例（七）膜隔网上的硫酸钙垢（药液浸泡过）反渗透膜性能恢复技术二、膜性能恢复的工艺流程：1.污染膜解剖取出污染物2.实验室定性、定量化学分析确定各污染物的成分及比例3.选取适合的清洗剂微调清洗剂配方4.实施离线清洗(严格过程参数控制)5.向膜供应商索取膜出厂测试参数6.清洗后的膜上测试平台检测,数据与5对比,合格膜下线,不合格膜继续清洗,直至合格反渗透膜性能恢复技术三、不同污染物的离线清洗方法（以ZDH系列清洗剂为例）：1.胶体物、CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4类污染物配药：清洗剂主剂：ZDH-706PH=3±0.5按清洗箱体积的2%-3%加药清洗辅剂:柠檬酸（根据配方微调结果加入）、中性表面活性剂（20ml)溶剂：纯净水反渗透膜性能恢复技术清洗方法：a.控制清洗液温度35±2ºC,不可超过膜厂商要求的极限b.控制清洗流量为8-12M3/Hc.系统清洗的前10秒钟的首排液不回收d.每三分钟检测一次清洗液PH值，PH不再变化时停机换药e.系统清洗20-40次时停机测试受洗膜元件的状态注：对CaSO4含量高的膜元件须采用浸泡24小时后化学清洗，且需辅以物理除垢方法反渗透膜性能恢复技术2.有机物、微生物类污染物配药：清洗剂主剂：ZDH-708PH=12±0.5按清洗箱体积的1%-3%加药清洗辅剂:EDTA（根据配方微调结果加入）、中性表面活性剂（20ml)溶剂：纯净水反渗透膜性能恢复技术清洗方法：a.控制清洗液温度35±2ºC,不可超过膜厂商要求的极限b.控制清洗流量为8-12M3/Hc.系统清洗的前10秒钟的首排液不回收d.清洗过程中观测产水流量的变化，若流量不再升高时，停机更换清洗剂e.系统清洗20-40次时停机测试受洗膜元件的状态注：对有机物尤其是腐殖酸含量高的膜元件须采用非氧化杀菌剂ZDH-881辅助清洗，慎用氧化性的杀菌介质。反渗透膜性能恢复技术3.金属氧化物及金属氢氧化物类污染物配药：清洗剂主剂：ZDH-709PH=3±0.5按清洗箱体积的1%-2%加药清洗辅剂:柠檬酸（根据配方微调结果加入）、中性表面活性剂（20ml)溶剂：纯净水反渗透膜性能恢复技术清洗方法：a.控制清洗液温度35±2ºC,不可超过膜厂商要求的极限b.控制清洗流量为8-12M3/Hc.系统清洗的前10秒钟的首排液不回收d.清洗过程中每5分钟化验一次金属离子的含量，该量不发生变化时，停机换药e.系统清洗15-20次时停机测试受洗膜元件的状态反渗透膜性能恢复技术4.聚合硅沉积物配药：清洗剂主剂：ZDH-710PH=11.5±0.5按清洗箱体积的8%-10%加药清洗辅剂:0.2%氟化氢铵300ml、中性表面活性剂（20ml)溶剂：纯净水反渗透膜性能恢复技术清洗方法：a.控制清洗液温度30±1ºCb.控制清洗流量为8-12M3/Hc.系统清洗的前10秒钟的首排液不回收d.清洗过程中每5分钟化验一次PH变化，PH变化值大于2个单位时，停机换药e.系统清洗10-15次时停机测试受洗膜元件的状态注：硅垢的清除较其他污染物困难！清洗过程中严禁尝试氢氟酸类化学试剂！！反渗透膜性能恢复技术5.清洗综述反渗透系统的清洗工艺过程要求较严格,清洗工作开始前,要咨询资深水处理专家或专业技术公司,力争清洗方案的完备性.反渗透清洗的条件对膜性能的恢复很重要,清洗过程中,用户须严格按照膜供应商要求的参数进行调节,不可随意采用未经证实的适合膜药剂.对于多成分污染状况,视情况可采用多配方组合清洗,以提高膜的清洗效果.反渗透膜性能恢复技术四、膜清洗后的性能指标评测离线清洗后反渗透膜的性能指标评判方法有两种:1.系统法评测(不包括聚合硅沉积物）Q/≧0.98×QT/≧(100-n）%×TΔP1/≯ΔP1+(0.2-0.3)×nΔP2/≯ΔP2+(0.2-0.3)×n反渗透膜性能恢复技术四、膜清洗后的性能指标评测(续)参数定义:Q---初投运时系统产水流量Q/---清洗后系统产水流量T---初投运时系统脱盐率T/---清洗后系统脱盐率ΔP1---初投运时系统一段压差ΔP1/---清洗后系统一段压差ΔP2---初投运时系统二段压差ΔP2/---清洗后系统二段压差ΔPm—初投运系统m段压差ΔPm/---清洗后系统m段压差m---段数n----运行年数反渗透膜性能恢复技术2.单只膜评测(膜出厂测试参数向供应商索取）Q/≧0.99×QT/≧(100-n）%×TΔP≯15PSI参数定义:Q---单只膜出厂测试水通量Q/---清洗后单只膜水通量T---单只膜出厂脱盐率T/---清洗后单只膜脱盐率ΔP---出厂单只膜压差ΔP/---清洗后单只膜压差n----运行年数反渗透膜性能恢复技术五、实例例一：XX铝业公司原水：地下水设计出力:2X100吨/小时投产日期：2002年3月系统状态：压差大于7.6Kg/cm2单套出力：60-70吨/小时运行时间：1年处理问题时间：2003年4月存在问题：硫酸钙结垢（占结垢量的87%）+碳酸钙垢(7.6%)+金属氧化物处理办法:离线清洗、更换不合适的阻垢剂及滤芯、调整运行方式处理后参数:出力100吨/小时压差:4.5Kg/cm2脱盐率：同清洗前反渗透膜性能恢复技术五、实例例二：陕西XX发电厂原水：地下水（铁含量实测大于1PPM)设计出力:70吨/小时上次换膜日期：2001年6月系统状态：压差大于6Kg/cm2实际出力：40-50吨/小时运行时间：1年2个月处理问题时间：2002年8月存在问题：采用不合适的阻垢剂导致金属氧化物污染+碳酸钙垢析出+有机物污染处理办法:离线清洗、更换不合适的阻垢剂及滤芯处理后参数:出力70吨/小时压差:3Kg/cm2脱盐率：同清洗前反渗透膜性能恢复技术五、实例例三：XX炼油厂原水：地表水设计出力:5X100吨/小时投产日期：2001年11月系统状态：压差大于7Kg/cm2单套出力：50-60吨/小时运行时间：1年4个月处理问题时间：2003年3月存在问题