反滲透設備膜組件應用注意事項
2023-05-27 來自: 中國水網(wǎng) 瀏覽次數(shù):380
衡美水處理為您介紹一項水處理專業(yè)知識——反滲透設備膜組件應用注意事項。
反滲透設備滲透壓是水中所含鹽分或有機物濃度的函數(shù)，含鹽量越高滲透壓也增加，進水壓力不變的情況下，凈壓力將減小，產(chǎn)水量降低。透鹽率正比于反滲透膜正反兩側鹽濃度差，進水含鹽量越高，濃度差也越大，透鹽率上升，從而導致脫鹽率下降。
對同一系統(tǒng)來說，給水含鹽量不同，其運行壓力和產(chǎn)品水電導率也有差別，給水含鹽量每增加l00ppm，進水壓力需增加約0 .007MPa，同時由于濃度的增加，產(chǎn)品水電導率也相應的增加。水中的懸浮物就是指在水濾過的同時，在過濾材料表面殘留下的物質，以粒子成分為主體。懸浮物含量高會導致反滲透和納濾系統(tǒng)很快發(fā)生嚴重堵塞，影響系統(tǒng)的產(chǎn)水量和產(chǎn)水水質。
各種反滲透設備膜組件都有一個允許的PH值范圍，進水PH值對產(chǎn)水量幾乎沒有影響；但是即使在允許范圍內，PH值對脫鹽率也 有較大影響，一方面PH值對產(chǎn)品水的電導率也有影響，這是因為反滲透膜本身大都帶有一些活性基團，PH值可以影響反滲透設備膜表面的電場進而影響到離子的遷移，PH值對進水中雜質的形態(tài)有直接影響，如對可離解的有機物，其截留率隨PH值的降低而下降。
回收率對各段壓降有很大的影響，在進水總流量穩(wěn)定，回收率增加，由于流經(jīng)反滲透設備高壓側的濃水流量減少，總壓降降低，回收率減少，總壓降加大，實際運行表明，回收率即使變化很小，也會使總壓差產(chǎn)生0.02MPa左右的變化。由于水中溶解的CO?受PH值影響較大，PH值低時以氣態(tài)CO? 形式存在，容易透過反滲透膜，所以PH低時脫鹽率也較低，隨PH升高，氣態(tài)CO?轉化為HCO3 - 和CO32- 離子，脫鹽率也逐漸上升，PH在7.5～8.5 之 間 時 ，脫鹽率達到上限。回收率對產(chǎn)品水電導率的影響取決于鹽透過量和產(chǎn)品水量，一般說來，系統(tǒng)回收率加大，會增加濃水中的含鹽量，并相應增加產(chǎn)品水的電導率。
為了改善反滲透系統(tǒng)的操作性能，在進水中可以加入添加下列一些藥劑：酸、堿、殺菌劑、阻垢劑和分散劑。
1、加酸，防止結垢
在進水中可以加入鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）來降低PH。硫酸價格便宜、不會發(fā)煙腐蝕周圍的金屬元器件，而且膜對硫酸根離子的脫除率較氯離子高，所以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業(yè)級硫酸即適宜于反滲透使用。要在攪拌下緩慢地將酸加入水中，以免水溶液局部發(fā)熱沸騰。鹽酸主要在可能產(chǎn)生硫酸鈣或硫酸鍶結垢時使用。使用硫酸會增加反滲透進水中的硫酸根離子濃度，直接導致硫酸鈣結垢傾向增加。工業(yè)級的鹽酸購買非常方便。
降低PH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結垢的傾向，即降低朗格里爾指數(shù)（LSI）。LSI是低鹽度苦咸水中碳酸鈣的飽和度，表示碳酸鈣結垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學中，LSI是確定是否會發(fā)生碳酸鈣結垢的是個重要指標。當LSI為負值時，水會腐蝕金屬管道，但不會形成碳酸鈣結垢。如果LSI為正值，水沒有腐蝕性，卻會發(fā)生碳酸鈣結垢。
LSI由碳酸鈣飽和的PH減去水的實際PH。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小（水壺中的水垢就是這樣形成的），隨PH、鈣離子的濃度即堿度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進水中注入酸液（一般是硫酸或鹽酸）即降低PH的方法來調低。推薦的反滲透濃水的LSI值為0.2（表示濃度低于碳酸鈣飽和濃度0.2個PH單位）。還可以使用聚合物阻垢劑來防止碳酸鈣沉淀，一些阻垢劑供應商聲稱其產(chǎn)品可以使反滲透濃水的LSI高達+2.5（比較保守的設計是LSI為+1.8）。
2、加堿，提高脫除率
在一 級反滲透中加堿使用較少。在反滲透進水中注入堿液用來提高PH。一般使用的堿劑只有氫氧化鈉（NaOH），購買方便，而且易溶于水。一般不含其他添加劑的工業(yè)級氫氧化鈉便可滿足需要。在加堿調高PH要注意，PH升高會增加LSI、降低碳酸鈣及鐵和錳的溶解度。常見的加堿應用是二級RO系統(tǒng)。在二級反滲透系統(tǒng)中，一 級RO產(chǎn)水供給二級RO作為原水。二級反滲透對一 級反滲透產(chǎn)水進行“拋光”處理，二級RO產(chǎn)水的水質可達到4兆歐。在二級RO進水中加堿有4個原因：
（1）在PH8.2以上，二氧化碳全部轉化為碳酸根離子，碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳本身是一種氣體，會隨透過液自由進入RO產(chǎn)水，對于下游的離子交換床拋光處理造成不當?shù)呢摵伞?/span>
（2）某些TOC成分在高PH下更容易脫除。
（3）二氧化硅的溶解度和脫除率在高PH下更高（特別是高于9時）。
（4）硼的脫除率在高PH下也較高（特別是高于9時）。
加堿應用有一個特例，通常被叫做HERO（反滲透系統(tǒng)）過程，將進水PH調到9或10。一 級反滲透用來處理苦咸水，苦咸水在高PH下會有污染問題（比如硬度、堿度、鐵、錳等）。預處理通常采用弱酸性陽離子樹脂系統(tǒng)和脫氣裝置來除去這些污染物。
3、脫氯藥劑，消除余氯
RO及NF進水中的游離氯要降到0.05ppm以下，才能達到聚酰胺復合膜的要求。除氯的預處理方法有兩種，粒狀活性炭吸附和使用亞硫酸鈉。在小系統(tǒng)（50-100gpm）中一般采用活性碳過濾器，投資成本比較合理。推薦使用酸洗處理過的活性炭，去除硬度、金屬離子，細粉含量要非常低，否則會造成對膜的污染。新安裝的碳濾料要充分淋洗，直到碳粉被完全除去為止，一般要幾個小時甚至幾天。我們不能依靠5μm的保安過濾器來保護反滲透膜不受碳粉的污染。碳過濾器的好處是可以除去會造成膜污染的有機物，對于所有進水的處理比添加藥劑更為可靠。但其缺點是碳會成為微生物的飼料，在碳過濾器中孳生細菌，其結果是造成反滲透膜的生物污染。
亞硫酸氫鈉（SBS）是較大型RO裝置選用的典型還原劑。將固體偏亞硫酸氫鈉溶解在水中配制成溶液，商品偏亞硫酸氫鈉干燥儲存期6個月。SBS溶液在空氣中不穩(wěn)定，會與氧氣發(fā)生反應，所以推薦使用期為3—7天。從理論上講，1.47ppm的SBS（或0.70ppm偏亞硫酸氫鈉）能夠還原1.0ppm的氯。設計時考慮到工業(yè)苦咸水系統(tǒng)的運行系數(shù)，設定SBS的添加量為每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游，設置距離要保證在進入膜元件有29秒的反應時間。推薦使用適當?shù)脑诰€攪拌裝置（靜態(tài)攪拌器）。
三、多介質過濾器
從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質過濾。多介質過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂、細碎的石榴石或其他材料為床層。床的頂層由質輕和質粗品級的材料組成，而重和細品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去，較小的顆粒在過濾器介質的較深處被除去。
四、RO反滲透膜運行過程中需要注意幾點事項
1、醋酸纖維素膜的水解易造成反滲透裝置的性能惡化，為此，嚴格控制水的PH值，給水的PH值維持在5—6，而復合膜可以在給水PH3-PH11范圍下運行。
2、當注入的次氯酸鈉量不足而使給水中的游離氯不能測出時，在反滲透裝置的膜組件上會有黏泥發(fā)生，反滲透裝置的壓差將加大。但對于復合膜和聚酰胺膜來講，嚴格控制進入膜組件的游離氯量，超過規(guī)定值將導致膜的氧化分解。
3、若把FI值超標的水供給反滲透裝置作為給水，在膜組件的表面將附著污垢，這樣通過清洗來去除污垢。
4、過量的給水流量將使膜組件提前劣化，因此給水流量不能超過設計標準值。此外濃水的流量應盡量避免小于設計標準值，在濃水流量過小的條件下運轉，會使反滲透裝置的壓力容器內發(fā)生不均勻的流動及由于過分濃縮而在膜組件上析出污垢。
5、反滲透裝置的高壓泵即使有短時間中斷運轉都可能使裝置發(fā)生故障。
6、反滲透入口壓力要保持有適當?shù)脑６龋駝t由于沒有適當?shù)膲簩崳}率會降低。
7、反滲透裝置停止時應用低壓給水置換反滲透裝置內的水。這是為了防止在停運時二氧化硅的析出（在冬季時水溫下降之故）。
8、需經(jīng)常注意保安過濾器的壓有效期。出現(xiàn)壓差急劇上升的原因主要是保安過濾器渾濁度的泄漏。相反，出現(xiàn)壓差急劇下降的原因是保安過濾器元件的破損，以及保安過濾器元件緊固螺絲松動等。
9、當反滲透裝置入口和出口的壓差超過標準時，說明膜面已受污染或者是給水流量在設計值以上。如經(jīng)流量調整尚不能解決壓差問題，則應對膜面進行清洗。
10、在夏天給水溫度高，產(chǎn)水流量就過多，有時不得不降低操作壓力，這樣做將導致產(chǎn)水水質下降。為了防止這點，可減少膜組件的根數(shù)，而操作壓力仍保持較高的水平。
實現(xiàn)城市用水潔凈處理，營造和諧人居生活環(huán)境。
