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在我國,反滲透技術已被廣泛用于各類水的脫鹽工藝中。目前純水工程中使用的多為進口的低壓聚酰胺復合膜。反滲透設備的裝配水平和工藝都已比較成熟和完善。然而設備在使用過程中,膜的使用壽命和性能衰減比較嚴重,往往達不到預期的設計水平(如三年保質期),主要問題為膜的使用、保養不當和膜的污染[1],本文就以上問題進行探討。
1防止膜性能的損壞
新的反滲透膜元件通常浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情況下,貯存1年左右,也不會影響其壽命和性能。當塑料袋開口后,應盡快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對元件產生不良影響。因此膜應盡量在使用前開封。
設備試機完后,我們采用過兩種方法保護膜。設備試機運行兩天(15～24h),然后采用2%的*保養;或運行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液進行保養(應排盡設備管路中的空氣,保證設備不漏,關閉所有的進出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果。*種方法成本高些,在閑置時間長時使用,第二種方法在閑置時間較短時使用。
2設備的操作不當引起膜性能的損壞
2.1設備中有殘余氣體在高壓下運行,形成氣錘會損壞膜
常有兩種情況發生:A、設備排空后,重新運行時,氣體沒有排盡就快速升壓運行。應在2～4bar的壓力下將余下的空氣排盡后,再逐步升壓運行。B、在預處理設備與高壓泵之間的接頭密封不好或漏水時(尤其是微濾器及其后的管路漏水)當預處理供水不很足時,如微濾發生堵塞,在密封不好的地方由于真空會吸進部分空氣。應清洗或更換微濾器,保證管路不漏。總之,應在流量計中沒有氣泡的情況下逐步升壓運行,運行中發現氣泡應逐漸降壓檢查原因。
2.2關機時的方法不正確
A、關機時快速降壓沒有進行*沖洗。由于膜濃水側的無機鹽的濃度高于原水,易結垢而污染膜。B、用投加化學試劑的預處理水沖洗。因含化學試劑的水在設備停運期間可能引起膜污染。
在準備關機時,應停止投加化學試劑,逐步降壓至3bar左右用預處理好的水沖洗10min,直至濃縮水的TDS與原水的TDS很接近為止。
2.3消毒和保養不力導致微生物的污染
這是復合聚酰胺膜使用中普遍存在的問題,因為聚酰胺膜耐余氯性差,在使用中沒有正確投加氯等消毒劑,加上用戶對微生物的預防重視不夠,容易導致微生物的污染。目前許多廠家生產的純水微生物超標,就是消毒、保養不力造成的。
主要表現為:出廠時,RO設備沒有采用消毒液保養;設備安裝好后沒有對整個管路和預處理設備消毒;間斷運行不采取消毒和保養措施;沒有定期對預處理設備和反滲透設備消毒;保養液失效或濃度不夠。
2.4余氯監測不力
如投加NaHSO3的泵失靈或藥液失效,或活性炭飽和時因余氯損壞膜。
3清洗不及時與清洗方法不正確導致的膜性能的損壞
設備在使用過程中,除了性能的正常衰減外,由于污染而引起設備性能的衰減更為嚴重。通常的污染主要有化學垢,有機物及膠體污染,微生物污染等。不同的污染表現出的癥狀是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的癥狀也是有一定的差異,如表1所示。
在工程中我們發現,污染時間的長短不一樣,其癥狀也不一樣。如:膜發生碳酸鈣垢污染,污染時間為一個星期時,主要表現為脫鹽率的迅速下降,壓差緩慢增大,而產水量變化不明顯,用檸檬酸清洗能*恢復性能。污染時間為一年(某純水機),鹽通量由zui初的2mg/L上升為37mg/L(原水為140mg/L～160mg/L),產水量由230L/h下降為50L/h,用檸檬酸清洗后,鹽通量降為7mg/L,產水量上升至210L/h。
再者污染往往不是單一的,其表現的癥狀也有一定的差別,使得污染的鑒別更困難。
鑒別污染類型要綜合原水水質,設計參數,污染指數,運行記錄,設備性能變化及微生物指標等加以判斷:
(1)膠體污染:發生膠體污染時,通常伴隨著以下兩個特性:A、前處理中微濾器堵塞得很快,尤其是壓差增大很快,B、SDI值通常在2.5以上。
(2)微生物污染:發生微生物污染時,RO設備的透過水和濃縮水中的細菌總數都比較高,平時一定沒有按要求進行保養和消毒。
(3)鈣垢:可依據原水水質及設計參數進行判斷。對碳酸鹽型水而言,如果回收率為75%時,設計時投加了阻垢劑,濃縮液的LSI應小于1;不投加阻垢劑時濃縮液的LSI應小于零,一般不會產生鈣垢。
(4)可用1/4英寸的PVC塑料管插入組件中測試組件不同部位的性能變化進行判斷。
(5)根據設備性能的變化判斷污染的類型。
(6)可用酸洗(如檸檬酸、稀HNO3),根據清洗的效果和清洗液判斷鈣垢,通過清洗液成分分析進一步證實。
(7)對清洗液進行化學分析:取原水、清洗原液、清洗液,三個樣分析。
在確定了污染的類型后,可按表1中的方法清洗,然后消毒使用。在不能確定污染的類型時,通常采用清洗(3)+消毒+0.1%HCl(pH為3)的步驟清洗。作者采用清洗液(1)+清洗液(3)+消毒的步驟效果亦很好。
1防止膜性能的損壞
新的反滲透膜元件通常浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情況下,貯存1年左右,也不會影響其壽命和性能。當塑料袋開口后,應盡快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對元件產生不良影響。因此膜應盡量在使用前開封。
設備試機完后,我們采用過兩種方法保護膜。設備試機運行兩天(15～24h),然后采用2%的*保養;或運行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液進行保養(應排盡設備管路中的空氣,保證設備不漏,關閉所有的進出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果。*種方法成本高些,在閑置時間長時使用,第二種方法在閑置時間較短時使用。
2設備的操作不當引起膜性能的損壞
2.1設備中有殘余氣體在高壓下運行,形成氣錘會損壞膜
常有兩種情況發生:A、設備排空后,重新運行時,氣體沒有排盡就快速升壓運行。應在2～4bar的壓力下將余下的空氣排盡后,再逐步升壓運行。B、在預處理設備與高壓泵之間的接頭密封不好或漏水時(尤其是微濾器及其后的管路漏水)當預處理供水不很足時,如微濾發生堵塞,在密封不好的地方由于真空會吸進部分空氣。應清洗或更換微濾器,保證管路不漏。總之,應在流量計中沒有氣泡的情況下逐步升壓運行,運行中發現氣泡應逐漸降壓檢查原因。
2.2關機時的方法不正確
A、關機時快速降壓沒有進行*沖洗。由于膜濃水側的無機鹽的濃度高于原水,易結垢而污染膜。B、用投加化學試劑的預處理水沖洗。因含化學試劑的水在設備停運期間可能引起膜污染。
在準備關機時,應停止投加化學試劑,逐步降壓至3bar左右用預處理好的水沖洗10min,直至濃縮水的TDS與原水的TDS很接近為止。
2.3消毒和保養不力導致微生物的污染
這是復合聚酰胺膜使用中普遍存在的問題,因為聚酰胺膜耐余氯性差,在使用中沒有正確投加氯等消毒劑,加上用戶對微生物的預防重視不夠,容易導致微生物的污染。目前許多廠家生產的純水微生物超標,就是消毒、保養不力造成的。
主要表現為:出廠時,RO設備沒有采用消毒液保養;設備安裝好后沒有對整個管路和預處理設備消毒;間斷運行不采取消毒和保養措施;沒有定期對預處理設備和反滲透設備消毒;保養液失效或濃度不夠。
2.4余氯監測不力
如投加NaHSO3的泵失靈或藥液失效,或活性炭飽和時因余氯損壞膜。
3清洗不及時與清洗方法不正確導致的膜性能的損壞
設備在使用過程中,除了性能的正常衰減外,由于污染而引起設備性能的衰減更為嚴重。通常的污染主要有化學垢,有機物及膠體污染,微生物污染等。不同的污染表現出的癥狀是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的癥狀也是有一定的差異,如表1所示。
在工程中我們發現,污染時間的長短不一樣,其癥狀也不一樣。如:膜發生碳酸鈣垢污染,污染時間為一個星期時,主要表現為脫鹽率的迅速下降,壓差緩慢增大,而產水量變化不明顯,用檸檬酸清洗能*恢復性能。污染時間為一年(某純水機),鹽通量由zui初的2mg/L上升為37mg/L(原水為140mg/L～160mg/L),產水量由230L/h下降為50L/h,用檸檬酸清洗后,鹽通量降為7mg/L,產水量上升至210L/h。
再者污染往往不是單一的,其表現的癥狀也有一定的差別,使得污染的鑒別更困難。
鑒別污染類型要綜合原水水質,設計參數,污染指數,運行記錄,設備性能變化及微生物指標等加以判斷:
(1)膠體污染:發生膠體污染時,通常伴隨著以下兩個特性:A、前處理中微濾器堵塞得很快,尤其是壓差增大很快,B、SDI值通常在2.5以上。
(2)微生物污染:發生微生物污染時,RO設備的透過水和濃縮水中的細菌總數都比較高,平時一定沒有按要求進行保養和消毒。
(3)鈣垢:可依據原水水質及設計參數進行判斷。對碳酸鹽型水而言,如果回收率為75%時,設計時投加了阻垢劑,濃縮液的LSI應小于1;不投加阻垢劑時濃縮液的LSI應小于零,一般不會產生鈣垢。
(4)可用1/4英寸的PVC塑料管插入組件中測試組件不同部位的性能變化進行判斷。
(5)根據設備性能的變化判斷污染的類型。
(6)可用酸洗(如檸檬酸、稀HNO3),根據清洗的效果和清洗液判斷鈣垢,通過清洗液成分分析進一步證實。
(7)對清洗液進行化學分析:取原水、清洗原液、清洗液,三個樣分析。
在確定了污染的類型后,可按表1中的方法清洗,然后消毒使用。在不能確定污染的類型時,通常采用清洗(3)+消毒+0.1%HCl(pH為3)的步驟清洗。作者采用清洗液(1)+清洗液(3)+消毒的步驟效果亦很好。
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