盘点渗透系统长期运行注意事项，低温条件下该如何运行与维护？

2022-10-09 17:26:07  信息编号：K225487  浏览次数：63

反渗透系统是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，由反渗透膜(RO)、高压泵及为保护反渗透膜而设置的保安过滤器组成，作用是将原水经过过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等，再通过泵加压，利用反渗透膜（RO膜），使较高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质去除，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准，产出至清至纯的水。反渗透系统适用于食品、饮料、化工、电子等行业的水处理项目，也可作为社区、工业区、油田等净水屋的核心设备。

反渗透膜作为反渗透系统的关键一环，其孔径为1/10000μm（相当于大肠杆菌大小的1/6000，病毒的1/300）。目前较常用的渗透膜型式为卷式复合膜，是一种聚酰胺膜，除盐率可达99.7%，过滤精度非常高。

但是反渗透膜使用者在使用过程中也遇到有一些问题，一方面反渗透膜易余氯值、PH 值、SDI15值、水 温这四个指标影响，以上任一指标超出范围，均有可能使渗透膜产生变形，从而影响出水水质和缩短膜的使用寿命。并且膜的种类不同对进水水质要求也有所不同。在调试前可以根据RO膜厂家提供的说明进行确认。

另一方面就是反渗透膜的污堵问题。虽然反渗透系统本身在设计上就考虑到这一点，在保安过滤器内装有过滤孔径为5μm的滤芯。这些滤芯会过滤掉任何尺寸大于5μm的颗粒。对下游RO膜起到保护作用，这样一来，RO膜表面就不容易结垢，也就不容易污堵。但是，由于使用者自身操作比如原水预处理的效果不好、系统运行压力档次不对等造成反渗透系统使用效果也是不同。

反渗透系统长期运行注意事项

1、保持预处理效果的稳定

在预处理阶段去除原水中的大部分污染物。良好的预处理效果，能够有效减少反渗透系统受到各类污染的机率。

(例如定期更换保安过滤器滤芯和检查保安过滤器，防止过滤器内出现短流现象和滋生生物粘泥而对膜元件造成污染;严格控制进水浊度和污染指标(SDI)，控制进水浊度小于0.5NTU，污染指数小于5；对膜前流程及膜系统进行消毒杀菌，消毒杀菌对控制微生物污染是必不可少的关键步骤。对系统的杀菌分为冲击式杀菌和连续性杀菌，可根据系统不同而选用不同的方法)

2、控制较低的运行压力和回收率

压力是反渗透脱盐的推动力，压力升高，膜组件透水量线性上升，脱盐率开始时升高，当压力升至一定值时，脱盐率趋于平稳。因而在实际运行中，压力无需太高，压力过高会使膜的衰减加剧，而且有可能损坏膜组件。为延长膜组件的使用寿命，通常在脱盐率和产水量满足生产要求时，采用稍低一些的压力运行，对系统的长周期运行有着极大的好处。

当反渗透系统采用较高的回收率时，浓水含盐量相应提高，不但容易在浓水侧产生浓差极化，而且会导致系统渗透压的增大，为维持产水量，操作压力必须提高，产水的比能耗也会增加，产水水质变差，膜污染加重，结垢和微生物污染的危险性变大。根据运行经验，反渗透系统的回收率控制在75%以下比较合适。

3、对膜进行物理清洗(产品水冲洗)

冲洗是采用低压大流量的进水冲洗膜元件，冲洗掉附着在膜表面的污染物和堆积物，膜的低压冲洗可以减少深度差，防止膜脱水现象的发生。在条件允许的情况下，建议经常对系统进行冲洗。增加冲洗次数比进行一次化学清洗更有效果。

4、规范系统启停操作及停运保护措施

系统启动和停止时，流量和压力会有波动。过大、过快的流量和压力波动可能会导致系统发生极限压降现象，形成水锤作用，从而导致膜元件破裂，故在进行启停止操作时需缓慢增加或者降低压力及流量。

系统的开机前和停运时，应确保压力容器内没有真空，否则当再次启运膜元件的瞬间会出现水锤或者水力冲击，当已经漏掉水分的系统在初始开机或一般运行启动时，就会出现上述现象。

系统应保持较低的背压(产水侧压力)，产水侧压力高于原水侧压力0.05MPa以上时，膜元件会受到物理性损伤。系统启动和停止运行前，要充分确认阀门的开和关以及压力的变动，保证运行过程中杜绝背压现象发生。如果膜系统需要长时间停运，则需要根据技术手册要求，向系统内通入保护液或者定期通水来保证膜元件的正常备用。

5、定期对膜元件进行在线化学清洗

采用了合理的预处理系统和良好的运行管理，它只能使膜元件受污染的程度有所降低，要完全消除膜的污染是不可能的。因此，反渗透膜系统运行一段时间后，将可能受到多种污染物的污染，尤其是使用在污水深度处理装置的反渗透膜系统，污染更是经常发生一般情况下，经过标准化后的产水量下降15%左右，进水和浓水之间的系统压降升高到初始值的1.5倍，产水水质有明显下降，就需要对膜元件进行化学清洗。

化学清洗时，首先要判断污染物种类，然后根据膜的特性选择合适的清洗配方和清洗工艺。清洗时要注意控制清洗液的pH值、温度和清洗液的流量。为了保证冲洗效果，具备条件的可以采用分段清洗的方法进行化学清洗。目前国内及国际已经有专业化生产的膜专用清洗药剂供选择使用。清洗效果可以通过比较清洗前后的装置的脱盐率、产水量和压降等性能来确认。

6、对膜元件进行离线化学清洗

当膜系统经过多次在线化学清洗后无法恢复性能，或者膜系统受到重度污染后，则需要对膜元件进行离线化学清洗。膜元件的重度污染是指污染后的单段压差大于系统投运初期单段压差值的2倍以上、反渗透系统产水量下降30%以上或者单支反渗透膜元件质量超过正常数值3kg以上的情况。

根据用户原水全分析报告、性能测试结果及所了解的系统信息判断污染类型及清洗流程；必要时再通过特殊的设备、器具作进一步的验证，以确定具体污染物类型，确定所需清洗配方。将拆下了待清洗膜元件在专用离线清洗设备上进行清洗，清洗后经过检测合格后回装投用。

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低温季节反渗透膜的运行与维护

反渗透系统制取纯水有个特点：反渗透膜的实际产水量受温度的影响变化较大。大多数实验室超纯水机或反渗透纯水设备产水量是按反渗透膜在25℃进水温度下的标准产水量来标注的。温度变低，水的粘度增加，水的扩散性减弱，产水量也随着温度下降而降低。

在同一压力下，温度下降一摄氏度，产水量可减小3~4％。

一、低温条件下反渗透膜元件的保存方法

为了防止在存储期间膜表面生物的生长和在后续操作中性能的降低，膜元件必须被保存在特制的溶液中。

1、新膜元件

（1） 膜元件通水后必须一直保持在湿润状态。即使是在为了确认同一包装的数量而需暂时打开时，也必须是在不损坏塑料袋的状态下进行，此状态应保存到使用时为止；

（2）膜元件较好保存在5~10℃的低温下。在温度超过10℃的环境中保存时要选择通风良好的场所，并且避免阳光直射，保存温度不要超过35℃；

（3） 膜元件如果发生冻结就会发生物理破损，所以要采取保温措施，不要使之冻结；

（4）堆放膜元件时，包装箱不要超过5层，并要确保纸箱保持干燥。

2、使用过的膜元件

（1）膜元件必须一直保持在阴暗的场所，保存温度不要超过35℃，并且要避免阳光直射；

（2） 温度在0℃以下时会有冻结的风险，所以要采取防冻结措施；

（3） 为了防止膜元件在短期储藏、运输以及系统待机时微生物的滋长，需要用纯水或反渗透产水配制浓度500~1,000ppm、pH3~6的亚硫酸氢钠（食品级）保护液浸泡元件。

（4） 将膜元件放在保存溶液中浸泡大约1小时后，将膜元件从溶液中取出，并包装在氧隔离袋中，将袋子密封并贴上标签，标明包装日期；

（5） 需要保存的膜元件进行重新包装之后，保存条件与新的膜元件的一致；

（6） 保存液的浓度及pH都要保持在上述范围，需定期检查，如果可能发生偏离上述范围时，要再次调制保存液；

（7） 无论在何种情况下进行保存时，都不能使膜处于干燥状态。

（8） 另外也可以采用浓度（质量百分比浓度）为0.2~0.3%甲醛溶液作为保存溶液。甲醛是比亚硫酸氢钠更强的微生物杀伤剂，并且成分中不含有氧。

二、反渗透系统停机维护

1、保存时需要考虑的事项

（1） 关机之后，使用处理过的反渗透供给水、软化水或者产品水冲洗系统；

（2） 为了维持系统的性能，膜元件必须一直保持湿润状态；

（3） 为了防止细菌在压力容器中的滋生，要进行消毒处理；

（4） 如果膜元件被污染，就可能出现系统故障，所以在保存之前要行化学清洗，这样可以从膜元件上去除污垢，将细菌的生长限制在较小的可能性；

（5） 在压力容器中保存时允许的温度和pH值范围如下：温度范围：0~35℃，pH值范围：3-7。

（6）保存液采用酸性的亚硫酸氢钠（SBS）溶液。配制保存液的水中必须保证不能含有残留的游离氯或者其它氧化剂。

2、短期保存（小于48小时）

如果反渗透系统停机时间长于一天但短于两天时，采取以下措施对系统进行保存：

（1） 以RO进水冲洗系统，同时排去系统内的空气；

（2） 当压力容器内灌满水时，关闭进水和浓水阀门。

每十二小时重复上述步骤。

3、长期保存（大于48小时）

反渗透设备停机时间若大于48小时，可以采取以下程序进行系统的保存：

（1） 在所有的保存之前，系统需要清洗，清除所有沉积在膜表面的污染物和污垢在长期系统停机之前，使用建议的标准清洗程序。在成功完成清洗和消毒之后，要尽可能快的进行保存，距离较近一次的清洗/消毒时间间隔较大为12小时。

（2） 保存通过使用清洗系统的500-1,000ppm亚硫酸氢钠溶液的循环来完成。通过这种方式，膜元件将在保存溶液中湿润。采用这种方式在整个系统中循环溶液，在二次循环完成以后（大约1个小时）就可以使剩余空气量降低到较小。确保在保存期间系统中不含有空气进行密封，并且气密性好。

（3）关闭供给端和盐水端所有的阀。亚硫酸氢钠溶液与外界空气（氧气）的任何接触都将导致亚硫酸氢钠被氧化成硫酸盐，而且pH值会持续下降。在所有的亚硫酸氢盐被消耗掉以后，剩余的氧气将不会被吸收，那么生物的状态就会变得不稳定。

（4）被保存的反渗透系统的pH值需要定期调节（至少一个月一次）以保证溶液的pH值不会低于3。如果发现保存溶液的pH值低于3，那么必须更换保存溶液。保存溶液必须每个月更换一次。

（5）在停机期间，存储温度不要超过35℃，但不要低于0℃，以防结冻。

（6）也可采用质量百分比浓度为0.2-0.3%的甲醛溶液代替亚硫酸氢钠作为保存溶液。甲醛是比亚硫酸氢钠更强的微生物杀伤剂，并且组成中不含有氧。

注意：由于甲醛具有毒性，所以使用甲醛时，要注意甲醛使用的安全规定；膜元件在用甲醛溶液进行保存以前，必须在正常条件使用至少24小时，否则可能会导致产水流量大大降低。