反渗透技术培训资料全.doc

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1、反渗透技术培训资料目 录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2-1反渗透预处理合适与否的简单判断准则2-2反渗透预处理设计考虑因素2-3反渗透膜元件的进水条件2-4预处理中应考虑的反渗透结垢成分2-5反渗透污染物2-6针对特定污染物的反渗透预处理设计要点3.反渗透系统的故障诊断与运行数据的标准化3-1反渗透系统的故障及其诊断3-2常见反渗透污染现象3-3反渗透污染症状3-4反渗透故障诊断一览表3-5如何减少故障和降低反渗透清洗频率3-6反渗透系统的标准化4.反渗透膜的清洗消毒及保存4-1什么时候需要清洗反渗透系统4-2需要清洗什么4-3如何选择清洗药剂4-4在选择和

2、使用化学清洗药剂的注意事项4-5复合膜(CPA、ESPA、ESNA)最常用的清洗配方4-6二氧化硅垢的化学清洗4-7复合膜生物污染物的清洗4-8细菌的控制和杀除4-9反渗透化学杀菌剂应有的特性4-10杀菌剂的杀菌速度4-11复合膜(CPA、ESPA、ESNA)元件消毒用杀菌剂4-12反渗透系统化学清洗的一般方法4-13复合膜(CPA、ESPA、ESNA)在反渗透压力容器中的保存1.反渗透水处理系统的构成反渗透后处理系统横流过滤：微滤超滤精处理反渗透离子交换 阴阳床 混床 EDI化学药剂添加： 调节PH值加氯/除氯其它：亚微米保安过滤器 除气器 贮存系统反渗透预处理系统横流过滤：微滤超滤全过滤：

3、 多介质过滤器 保安过滤器 锰砂过滤器 活性炭过滤器离子交换 软化 阴阳床 混床化学药剂添加：阻垢剂 分散剂 石灰软化 调节PH值加氯/除氯其它：热交换器 除气器 紫外杀菌仪反渗透系统集中控制系统2. 反渗透预处理它是让您高枕无忧的关键成功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，有时需要做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进水水质(水源及其变

4、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反渗透膜元件的进水条件反渗透膜元件类型进水中氯的浓度以ppm计是否能耐受细菌的降解进水PH进水温度CPA0.1可以4-101-45SWC0.1可以4-101-45ESPA0.1可以4-101-45ESNA0.1可以4-101-45氯的耐受力计算建立在无铁存在的基础上2-4预处理中应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，均应在预处理中采用相应的措施，以防止反渗透膜结垢。结垢成分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值大于0PH

5、值较高，温度较高CaSO4浓度积/溶度积100%Ca+SO4250ppmBaSO4浓度积/溶度积100%Ba50ppbSrSO4浓度积/溶度积100%Sr2ppm可溶性铁Fe0.3ppm(井水)锰Mn0.05ppm可溶性硅温度15时，且没有重金属(Fe、Al等)存在时SiO225ppm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A、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)在未搅拌溶液中能从悬浮状态沉积下来(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1NTU 15分钟SDI值5B、胶体污染物普遍存在

6、于地表水和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分组成的单体或复合化合物无机成分可能是硅酸、铁、铝、硫有机成分可能是单宁酸、木质素、腐殖物预处理后必须将下列指标降低至： 浊度1NTU15分钟SDI值5C、有机物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和废水中被吸收附着在膜表面天然腐殖有机会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时引起注意具有电中性表面的LFC1膜及CAB膜可能更适用D、生物污染普遍存在于地表水和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

7、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A、针对难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B、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C、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D、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器微滤或超滤E、针对天然有机物的反渗透预处理设计澄清石灰软化活性炭过滤微滤或超滤F、针对有机生物滋长

8、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G、由于预处理系统设计或操作不当而人为造成的常见污染物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与运行数据的标准化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和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

9、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查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的产水水质、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颜色和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室分析以确定污染物3-2常见反渗透污染现象A、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、由于细碳粒

10、或硅砂粒造成的磨损)B、沉淀物沉积-碳酸垢(Ca)-硫酸垢(Ca、Ba、Sr)-硅垢(SiO2)C、胶体沉积-金属氧化物(Fe，Zn，Al，Cr)-污泥D、有机物沉积-天然有机物(腐植物和灰黄素)-不溶油类(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)E、生物污染-复合膜表面形成生物污泥-藻类-真菌3-3反渗透污染症状系统进水与浓水间压降增加反渗透进水压力发生变化标准化后的产水流量变化标准化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

11、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第一段最严重正常或降低增加增加磨损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3-5如何减少故障和降低反渗透清洗频率在取得水质全分析的基础上设计反渗透系统在进行设计前确定RO进水的SDI值如果进水水质变化，需要作出相应的设计调整必须保证足够的预处理选择正确的膜元件选择比较保守的水通量选择合理的水回收率设计足够的横向流速及浓水流速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程序来分析产水水质和产水水

12、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A、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 膜元件发生污染或结垢即需要清洗 膜元件的降解即需要购买新膜更换B、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后的流量：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，现在理论上能达到的脱盐率参考点

13、：1、初投运时(稳定运行或经过24小时)优先选用2、反渗透膜元件制造厂商的标准参数C、标准化后的一半特征通常CPA膜元件盐透过率每年增加10-17%通常反渗透膜元件产水通量每年减少4-10%反渗透膜元件压降通常不增加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4.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；延长反渗透膜元件的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量比上次清洗后减少10-15%当标准化后的产水水质

14、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需要清洗什么硫酸钙垢硫酸钡、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)有机沉积物(无机、有机混合物)有机沉淀物(自然产物)有机沉淀物(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业化学药剂供应商联系选用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在选择和使用化学清洗药剂的注意

15、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对于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(CPA、ESPA、ESNA)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4.02%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天然有机物微生物PH值10.02.0%三聚磷酸钠溶液

16、0.8%Na-EDTA溶液(螯合剂) 温度40有时也可用PH10的NaOH水溶液清洗大分子天然有机物微生物PH值10.02.0%三聚磷酸钠溶液0.25%十二烷基苯磺酸钠溶液温度404-6二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清洗前应询问膜厂商较高的冲洗流速有利于冲刷掉污垢反复地循环、浸泡有助于除垢对于CPA膜，高PH值10-12的碱性溶液和40温度有助于硅垢的去除4-7复合膜生物污染物的清洗珊瑚礁综合症：无结垢、金属氧化物、胶体物质、有机物质、活的及死的细菌、生物粘泥、真菌等的复杂混合物解决方法一：低PH值清洗高PH值清洗生物杀菌剂消毒解决方法二：利用能破坏粘

17、泥的杀菌剂消毒高PH值清洗每周停运杀菌一次，每次使用杀菌剂消毒20-30分钟4-8细菌的控制和杀除浓水中细菌浓度控制规则：如果每毫升4 log cfu，认为细菌数量已得到控制如果每毫升4-6 log cfu，应引起注意如果每毫升达到6 log cfu或细菌数量上升，应着手处理问题注意：4 log=10000=104 6 log=1000000=106消毒：指细菌减少99.9% (3log) 杀菌：指细菌减少99.9999% (6log)灭菌：指细菌减少99.9999999% (9log)杀菌剂：杀灭细菌生物抑制剂：阻止细菌生长粘泥破坏剂：破坏生物粘膜的数量4-9反渗透化学杀菌剂应有的特性杀除细

18、菌去除生物粘膜最少接触时间对膜危害最小无毒性及无环境危害性可以安全地操作合理的价格4-10杀菌剂的杀菌速度条件为20时去除99.9999%的孢菌杀菌剂 接触时间2%甲醛溶液 12小时100ppm的次氯酸钠溶液 7小时0.2%的过氧化氢溶液 25小时5%的过氧化氢溶液 2-3小时10%的过氧化氢溶液 1-2小时1%过氧化氢和400ppm的过醋酸溶液 0.5-1小时4-11复合膜(CPA、ESPA、ESNA)元件消毒用杀菌剂A、甲醛剂量：0.1-1.0%在美国认为该药剂有一定毒性对于新膜，必需在操作24小时后才可使用，否则会导致不可恢复的水通量损失可用作长期贮存时的杀菌剂B、异噻唑啉剂量：15-2

19、5ppm可用作长期贮存时的杀菌液C、亚硫酸氢钠剂量：500ppm，使用30-60分钟1.0%的溶液可用于长期贮存D、过氧化氢、过乙酸剂量：0.2%(2种化合物之和)PH：3-4(高PH值时会引起膜氧化)温度：25(最高)如果存在铁或过渡金属，会引起CPA膜氧化反复循环20-30分钟/浸泡2小时/随后冲洗对于破坏生物粘膜可能需要4小时的接触时间是有效、迅速的氧化性杀菌剂对于破坏生物粘膜比较有效本杀菌液不适用于长期贮存4-12反渗透系统化学清洗的一般方法步骤1：冲洗反渗透膜组件排除运行过程中剩余浓水和给水通道中的污染物。步骤2：清理清洗装置如：水箱、管路、清洗水泵、清洗保安过滤器等步骤3：配置清洗

20、溶液(1) 使用反渗透产品水，至少是软化水(2) 混合均匀(3) 调节至所需PH值(4) 调节至所需温度(5) 对于正常污染情况，每根4”X40”膜元件配制2.2加仑溶液(6) 对于正常污染情况，每根8”X40”膜元件配制8.7加仑溶液(7) 对于严重污染的情况，可将溶液体积加倍步骤4：(1) 反渗透进水入口处最大压力为60Psi，减少已松脱的污染物被冲回膜表面的可能(2) 单支膜元件最大压降10-15Psi，以防止膜卷突出将置换出的水排入下水通道(3) 将最初20%已污染的/变色的化学清洗溶液排入下水道(4) 将干净的化学清洗溶液再循环至清洗药箱(5) 将渗出的少量产品水再循环至清洗药箱(6

21、) 如果PH值变化超过0.5个单位，则需要重新调整PH值到指定范围步骤5：低流量循环(1) 循环5-15min(2) 每根4”压力容器流量为11.4L/min(3) 每根8”压力容器流量为45.5L/min(4) 尽量减少冲洗下来的污染物对进水通道的堵塞步骤6：中等流量循环(1)循环5-15min(2)每根4”压力容器流量为22.7L/min(3)每根8”压力容器流量为90.9L/min步骤7：第一次大流量循环(1)循环30-60min(2)每根4”压力容器流量为30.3-37.9L/min(3)每根8”压力容器流量为132.5-151.4L/min步骤8：浸泡(选择使用)(1)循对于CPA、

22、ESPA和CAB膜的轻度污染可浸泡1-2小时(2)对于严重污染的CPA膜，需浸泡过夜，为保持温度可能需要维持正常流量10%的循环流量(3)浸泡有利于污染物的去除(4)应当在必须的情况下才进行浸泡，原则上应尽量减少化学试剂与膜的接触时间步骤9：第二次高流量循环(选择使用)(1)循环15-60min(2)按需要浸泡及循环步骤10：冲洗(1)使用与清洗溶液PH值及温度相同且与系统容积相同量的反渗透产品水冲洗，并将出水排入下水通道(2)然后使用未调节过的反渗透产品水反复冲洗(3)保证化学清洗液全部被洗出步骤11：使用第一种杀菌溶液(选择使用)(1)按照标准配制杀菌液(2)采用中等流量在已清洗各段的反渗

23、透装置中循环15-60min(3)浸泡1-2小时或按需要而定(4)用反渗透产品水冲洗步骤12：利用第二种清洗液进行清洗(选择使用)(1) 先用低PH溶液清洗，再用高PH溶液清洗步骤13：使用第二种杀菌溶液(选择使用)步骤14：最终冲洗(1)通常冲洗10-30min(2)使用通常的经过前处理的进水低压冲洗(3)直至浓水不再有气泡(4)直至浓水电导与进水电导相同步骤15：运行前冲洗(1) 在正常运行操作条件相同，但是产品水排入下水通道直至产品水水质达到所需标准4-13复合膜(CPA、ESPA、ESNA)在反渗透压力容器中的保存A、 短期保存 通常保存时间为1-5天(由细菌的繁殖活性决定) 使用给水进行正常的停运冲洗和排气 每5天重新冲洗一次(最多保存30天) 使用1%的亚硫酸氢钠溶液冲洗可以减少生物污染的可能性B、 长期保存通常保存时间为30天以上清洗反渗透膜元件使用适宜的杀菌剂冲洗及保存(0.15%异噻唑啉，1%的亚硫酸氢钠或0.1-1.0%甲醛)如果温度小于27度，每30天使用杀菌剂再冲洗及保存如果温度大于28度，每15天使用杀菌剂再冲洗及保存