反滲透系統(tǒng)設(shè)計及運行控制天津眾邁廠家介紹

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反滲透系統(tǒng)設(shè)計及運行控制

1、預(yù)處理系統(tǒng)的運行控制口

難溶鹽、金屬氧化物、細菌、氧化性物質(zhì)、有機物以及硅膠等都有可能引起膜元件的污染。因此為減少反滲透膜的污染，延長膜的清洗周期和使用壽命，提高產(chǎn)水率和脫鹽率，反滲透一般都要求給水的濁度、SDI、微生物數(shù)量較低，并滿足合適的水溫和pH。傳統(tǒng)的預(yù)處理出水很難達到理想的反滲透給水的水質(zhì)要求，所以必須改進預(yù)處理工藝，為完善反滲透系統(tǒng)尋求更好的解決方法。

1.1、多介質(zhì)過濾器（去除膠體、懸浮、顆粒物）

傳統(tǒng)的過濾裝置可分為開放的重力過濾和封閉的壓力濾器。去除懸浮固體普通的方法是多介質(zhì)過濾，多介質(zhì)過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂或其他材料為床層，過濾面積的頂層由質(zhì)輕和質(zhì)粗品級的材料組成，而重和細品級的材料放在床的底部，原理為按深度過濾——水中較大的顆粒層被除去，較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被除去。

在單一介質(zhì)過濾器中，細的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數(shù)過濾發(fā)生在床頂部5cm區(qū)域內(nèi)，其余作為支撐介質(zhì)，形成泥漿層。過濾材料視進入過濾器的水pH值而不同使用鋁鹽（硫酸鋁、明礬、氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁）混凝、澄清的水，可用石英砂過濾經(jīng)石灰沉淀軟化處理，用鐵鹽（、三氯化鐵，聚合硫酸鐵，聚合氯化鐵）混凝處理的水，pH值較高，可用大理石、白云石或無煙煤過濾。

所用的濾料應(yīng)進行化學(xué)穩(wěn)定性試驗，石英砂和無煙煤分別在酸性、中性和堿性溶液中浸泡，大理石與白云石應(yīng)在中性和堿性溶液中浸泡，酸性溶液含鹽酸400mg/L，中性溶液含氯化鈉500mg/L,堿性溶液含氫氧化鈉400mg/L,10g上述濾料，粒徑為O.5~1mm,在室溫(20°C)浸泡24h,每4h攪動1次，浸泡液總?cè)芙夤绦挝镌黾恿?lt;20mg/L,二氯化硅<lmg/L。

單層濾料的石英砂粒徑為0.5~1.2mm；雙層濾料無煙煤粒徑為0.8~1.8mm，石英砂粒徑為0.5~1.2mm，三層濾料用的重質(zhì)礦石粒徑可有4~5種級配，可為0.3~5mm以上。

雖然單一介質(zhì)過濾器的濾速限制為81.5—163L/(min.m2)，多介質(zhì)過濾器的水力過程流速可高達815L/(min.m2)，但因高水質(zhì)的要求，通常在RO預(yù)處理中流速限制在306L/ L/(min.m2)。過濾器的濾速，可參照DL/T5068--1996《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》的表－2。

1.2、活性炭過濾器（吸附去除余氯、重金屬、有機物）

活性炭過濾器用于對有機物的吸附和對過量氯（余氯）的吸附去除，對前者去除能力較差，通常為50%，對后者則很強可以*脫除余氯，這是由于在對余氯吸附的同時，還有自身被氯化的作用。活性炭吸附水中營養(yǎng)物質(zhì)，可以成為細菌微生物的溫床，微生物膜對水的阻力影響較大，因此，應(yīng)定期進行反洗去污，如果反洗不能奏效時，應(yīng)進行滅菌處理。

實際上，按照進水濁度安排合理的反沖洗制度更具有實際意義，由于微生物膜與微生物淤泥難于清凈，采取空氣擦洗是必要的。某熱電廠用受嚴重污染的河水作為原水，水中菌、藻和微生物對濾池污塞嚴重，虹吸濾池的運行時間和反洗時間持平，活性炭過濾器無法使用，混床被淤泥結(jié)成團塊無法分層再生。

為保證水的產(chǎn)量，將虹吸濾池濾料粒徑由1mm左右先后放大到2mm和3~4mm，將混床改成二級陽床與二級陰床除鹽，其出水質(zhì)量雖下降，但是滿足了供熱的用水量。終的解決對策是使用了部分自來水，緩解河水污染造成的困擾，因此，當(dāng)活性炭過濾器由于菌、藻造成污塞時除了加強反洗保證壓差在規(guī)定范圍內(nèi)之外，滅菌雖屬重要，但是更應(yīng)從源頭上解決。

1.3、氯化過濾（去除鐵、錳膠體物）

通常含鹽量為苦咸水范圍的某些并水量還原態(tài)，典型特點是含有二價的鐵和錳，有時還會存在硫化氫和氨。如果對這類水源進行氯化處理，或當(dāng)水中含氧量超過5mg/L時，F(xiàn)e2+讓將轉(zhuǎn)化為Fe3+形成難溶解性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧化反應(yīng)如下：4Fe(HCO3)2＋02+2H20-->4Fe(OH)3+8C02

4Mn(HCO3)2＋02+2H20-->4Mn(OH)3+8C02

由于鐵的氧化在很低的pH值時就會發(fā)生，因而出現(xiàn)鐵污染的情況要比錳污染的情況要多，即使SDI小于5，RO進水的鐵含量低于0.1mg/L，仍會產(chǎn)生鐵污染的問題。堿度低的進水鐵離子含量要高，這是因為FeC03的溶解度會限制Fe2＋的濃度。

處理這類水源的一種方法是防止整個RO過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接觸，低pH值有利于延緩Fe2十的氧化，當(dāng)pH<6.氧含量<0.5mg/L時，大允許Fe2十濃4mg/L；另一種方法是用空氣、Cl2或KMn04氧化鐵和錳，將所形成的氧化物通過多介質(zhì)過濾器除去，但需要主要的是，由硫化氫氧化形成的膠體硫可能難以由過濾器除去，在多介質(zhì)過濾器內(nèi)添加氧化劑通過電子轉(zhuǎn)移氧化Fe2+，即可一步同時完成氧化和過濾。

海綠石就是這樣一種粒狀過濾介質(zhì)，當(dāng)其氧化能力耗盡時，它可通過KMn04的氧化來再生，再生后必須將殘留的KMn04*沖洗掉，以防止對膜的破壞。當(dāng)原水中含F(xiàn)e2＋的含量小于2mg/L時可以采用這一處理方法，如原水中含更高的Fe2＋時，可在過濾器進水前連續(xù)投加KMn04，但是在這種情況下，必須采取措施例如安裝活性炭濾器以保證沒有進入膜元件內(nèi)。

Binn過濾也可以有效地用于從RO/NF進水中去除Fe2+,Birm是一種硅酸鋁基體上涂有二氧化錳形成沉淀，并且通過濾器反洗可將這些沉淀沖出濾器。由于該過程pH將升高，可能會發(fā)生LSI值變化，因而要預(yù)防過濾器和RO/NF系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)CaC03沉淀。

1.4、微絮凝（加藥絮凝過濾）

由于膠體懸浮物既很細小又由于介質(zhì)電荷之間的排斥，所以單獨過濾不起作用，在這種情況下，過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學(xué)藥品。常用的絮凝劑有三氯化鐵、礬和陽離子聚合物，因為陽離子聚合物在低劑量下就有效果，且不明顯地增加過濾器介質(zhì)的固體負荷，所以常用。

另一方面，如果陽離子聚合物進入現(xiàn)在采用的某些通用的膜上，則它們卻是非常強的污染物，很少量的陽離子聚合物就能堵塞這些膜，且往往難以去除，須謹記當(dāng)用陽離子聚合物作為過濾助劑時，必須小心使用。

硫酸鐵和三氯化鐵可以用于對膠體表面的負電荷進行失穩(wěn)處理，將膠體捕捉到新生態(tài)的氫氧化鐵微小絮狀物上，使用含鋁絮凝劑其原理相似，但因其可能有殘留鋁離子污染問題，并不使用，除非使用高分子聚合鋁。迅速的分散和混合絮凝劑十分重要，建議采用靜態(tài)混合器或?qū)⒆⑷朦c設(shè)在增壓泵的吸入段，通常佳加藥量為10-30mg/L,但應(yīng)針對具體的項目確定加藥量。

為了提高混凝劑絮體的強度進而改進它們的過濾性能，或促進膠體顆粒間的架橋，絮凝劑與混凝劑一起或單獨使用，絮凝劑為可溶性的高分子有機化合物，如線性的聚丙烯酰胺，通過不同的活性功能團它們可能表現(xiàn)為陽離子性、陰離子性或中性非離子性。

混凝劑和絮凝劑可能直接或間接地影響RO膜，間接的影響如它們的反應(yīng)產(chǎn)物形成沉淀并覆蓋在膜面上，例如當(dāng)過濾器發(fā)生溝流而使混凝劑絮體穿過濾器并發(fā)生沉淀；當(dāng)使用鐵或鋁混凝劑，但沒有立即降低pH值時，在RO階段或因進水濃縮誘發(fā)過飽和現(xiàn)象，就會出現(xiàn)沉淀，還有在多介質(zhì)濾器后加入化合物也會產(chǎn)生沉淀反應(yīng)，常見的是投加阻垢劑，幾乎所有的阻垢劑都是帶負電荷的，將會與水中陽離子性的絮凝劑或助凝劑反應(yīng)而污染RO膜。

當(dāng)添加的聚合物本身影響膜導(dǎo)致通量的下降，這屬于直接影響。為了消除RO/NF膜直接和間接的影響，陰離子和非離子的絮凝劑比陽離子的絮凝劑合適，同時還須避免過量添加。

1.5、微濾／超濾

采用超濾/微濾預(yù)處理工藝的反滲透/納濾系統(tǒng)叫做集成膜系統(tǒng)(IMS)。與采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的反滲透系統(tǒng)相比，IMS設(shè)計具有一些明顯的優(yōu)勢。MF/UF透過液水質(zhì)更好，SDI和濁度更低，明顯降低了對反滲透的膠體有機物、微生物污染負荷；由于膜在這里是污染物的屏障，MF/UF濾液的高質(zhì)量可以保持穩(wěn)定，即便是地表水和廢水等水質(zhì)波動異常頻繁的水源，這種穩(wěn)定性也不會改變，由于膠體污染減少反滲透系統(tǒng)的清洗頻率明顯降低，與一些傳統(tǒng)過濾工藝相比，MF/UF系統(tǒng)操作更容易，耗時更少，與采用大量化學(xué)品的傳統(tǒng)工藝相比，MF/UF濃縮廢液的處置比較容易。

1.6、軟化器（去除結(jié)垢離子）

軟化器是鈉離子交換器的俗稱，原水中含有過量的結(jié)垢陽離子，如Ca2+、Ba2+和Sr2+等，需要進行軟化預(yù)處理，軟化處理的方法有石灰軟化和樹脂軟化。

1.6.1、石灰軟化水的硬度過高，例如之＞8mmol/L(Ca2++Mg2+），使用一般的阻垢分散技術(shù)難以奏效者。在水中加入熟石灰即氫氧化鈣可去除碳酸氫鈣，反應(yīng)式為：Ca(HC03)2+Ca(OH)2-->+2CaCO3＋2H20,Mg(HC03)2+2Ca(OH)2-+2CaCO3＋Mg(OH)2+2H20

非碳酸硬度可加入碳酸鈉（純堿）得到進一步降低．CaCl2+NaC03-+2NaCI+Ca(CO3)石灰－純堿軟化處理還可降低二氧化硅的含量，在加入鋁酸鈉和三氯化鐵時會形成碳酸鈣以及硅酸、氧化鋁和鐵的復(fù)合物沉淀。通過加入多孔氧化鎂和石灰的混合物，采用60-70°C熱石灰脫硅酸工藝，能將硅酸濃度降低到1mg/L以下。

通過石灰軟化也可顯著去除鋇、銀和有機物，但石灰軟化處理的問題是需要使用反應(yīng)器以便在高濃度下形成沉淀晶種，通常要采用上升流固體接觸澄清器。過程出水還需要設(shè)置多介質(zhì)過濾器，并在進入膜單元之前要調(diào)節(jié)pH。使用含鐵混凝劑，無論是否同時使用聚合物絮凝劑（陰離子型和非離子型），均可提高石灰軟化的固液分離效果。只有大型苦咸水/廢水系統(tǒng)（大于200m3/h）才會考慮選擇石灰軟化工藝。

1.6.2樹脂軟化：含鋇、鍶等離子高，或是含硫酸根高（例如≥200mg/L)或是含氟離子高（例如≥10mg/L)者。

a.強酸型樹脂軟化

使用鈉離子置換除去結(jié)垢型陽離子如Ca2+、Ba2+、Sr2+,樹脂交換飽和后用鹽水再生。鈉離子軟化法在常壓鍋爐水處理中廣泛應(yīng)用，這種處理方法的弊端是耗鹽量高，增加了運行費用，另外還有廢水排放問題。

b.弱酸型樹脂脫堿度

主要在大型苦咸水處理系統(tǒng)中采用弱酸陽離子交換樹脂脫堿度，脫堿度處理是一種部分軟化工藝，可以節(jié)約再生劑。通過弱酸性樹脂處理，用氫離子交換除去與碳酸氫根相同當(dāng)量（暫時硬度）的Ca2+、Ba2+、Sr2+等，這樣原水的pH值會降低到4-5。

由于樹脂的酸性基團為羧基，當(dāng)pH達到4.2時，羧基不再解離，離子交換過程也就停止了。因此，僅能實現(xiàn)部分軟化，即與碳酸氫根相結(jié)合的結(jié)垢陽離子可以被除去。因此這一過程對于碳酸氫根含量高的水源較為理想，碳酸氫根也可轉(zhuǎn)化為C02。

—般不希望水中有二氧化碳，必要時要對原水或產(chǎn)水進行脫氣，在生物污染可能時（地表水、TOC或高菌落總數(shù)），對產(chǎn)水脫氣更為合適。在膜系統(tǒng)中高CO2濃度可以抑制細菌的生長，希望系統(tǒng)運行在較高的脫鹽率時，采用原水脫氣較為合適，脫除CO2將會引起pH的增高，進水pH>6時，膜系統(tǒng)的脫除率比進水pH<5時要高。

弱酸型樹脂處理的優(yōu)點：再生所需要的酸量不大于105％的理論耗酸量，這樣會降低操作費用和對環(huán)境的影響，通過脫除碳酸氫根，降低了水中的TDS,這樣產(chǎn)水TDS也較低。

弱酸型樹脂處理的缺點殘余硬度，如果需要*軟化，可以增設(shè)強酸陽樹脂的交換過程，甚至放置在弱酸樹脂同一交換柱中，這樣再生劑的耗量仍比單獨使用強酸樹脂時低，但是初期投入較高，這一組合僅當(dāng)系統(tǒng)容量很大時才有意義，另一種克服這一缺點的方法是在脫堿度的水中加阻垢劑，雖然迄今為止，人們單獨使用弱酸樹脂脫堿時，還未出現(xiàn)過結(jié)垢問題，但是我們?nèi)詷O力建議你計算殘留難溶鹽的溶解度，并采取相應(yīng)的措施；處理過程中水會發(fā)生pH變化，因樹脂的飽和程度在運行時發(fā)生變化，經(jīng)弱酸脫堿處理的出水其pH值將在3.5-6.5范圍內(nèi)變化，這種周期性的pH變化，使工廠脫鹽率的控制變的很困難，當(dāng)pH<4.2時，無機酸將透過膜，可能會增加產(chǎn)水的TDS,因此用戶增加一個并聯(lián)弱酸軟化器，控制在不同時間進行再生，以便均勻弱酸處理出水pH,其它防止極低pH值出水的方法是脫除CO2或通過投加NaOH調(diào)節(jié)弱酸軟化后出水的pH值。

1.7、常用的水質(zhì)控制工藝

1.7.1、溫度

由于膜的收縮與水粘度的增加，給水溫度每降低1%，成品水流量將降低3%，當(dāng)給水溫度升高時，膜膨脹會使產(chǎn)水量提高。但與此同時，給水溫度的提高會使膜的透鹽率增加，進而使產(chǎn)品水的含鹽量增加，如此運行還會導(dǎo)致膜的使用壽命降低，使反滲透系統(tǒng)的二次投資增加。

因此，需要監(jiān)測溫度以便求出“標準化"后的產(chǎn)水量，保持水溫的適宜和相對穩(wěn)定也十分重要，一般的中空型和渦卷型纖維膜的給水溫度應(yīng)控制在15~30℃為宜，溫度超過45°C會損壞膜元件，所以對原水加熱器系統(tǒng)應(yīng)設(shè)超限報警、超溫水自動排放和停運RO的保護。

1.7.2、殺菌與除氯

為了防止反滲透膜的微生物侵蝕和污染，在反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中通常要進行殺菌處理。加氯是一種成本低廉、原料豐富，易得到且效果較好的常用處理方式。然而，過量氯對反滲透膜的危害也很大。因此，對進入反滲透膜之前的給水中的余氯必須進行控制，水中余氯的控制量應(yīng)依據(jù)反滲透膜的材質(zhì)而定。

一般醋酸纖維膜反滲透進水中的余氯控制在0.1~1.0mg/L，對于聚酰胺復(fù)合膜，其抗菌能力較強，但氧化劑（包括余氯）也會氧化侵蝕膜，所以使用聚酰胺復(fù)合膜的反滲透進水中不應(yīng)含氯。對于此種膜的原水預(yù)處理可采用加氯殺菌和加亞硫酸鈉等藥劑除氯的聯(lián)合處理工藝，同時監(jiān)測ORP≤150mv。

另外，增加活性碳過濾器也能吸附并去除部分余氯、膠體和有機物等。膜的氧化一般發(fā)生在水體氧化劑（如Cl-、03、H202等）含量較高的地方，有條件的地方可以定期對反滲透給水化學(xué)耗氧量(COD)進行測定，以便及時掌握給水的水質(zhì)情況，盡快采取切實措施，有效預(yù)防反滲透膜的氧化降解。

1.7.3、混凝澄清及軟化過濾過程中的藥劑選擇

作為傳統(tǒng)預(yù)處理方式，混凝、軟化和過濾在反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中仍然起著其他水處理工藝所不可替代的作用，因為這種方式可以大大降低水的濁度，除掉大部分的懸浮顆粒和固體雜質(zhì)，降低暫時硬度，對后續(xù)處理非常有利。不過，當(dāng)使用鋁鹽作為混凝劑時，雖然出水濁度隨混凝劑加入量的增加而降低，但過量的鋁則會在反滲透膜表面累積造成膜對水的滲透率逐漸降低。因此，反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中應(yīng)嚴格控制對混凝劑的選擇與加藥量。

1.7.4、PH調(diào)節(jié)過程中的酸化和堿化

(1)加酸防止結(jié)垢

在進水中可以加入鹽酸(HCI)、硫酸(H2S04)來降低PH值。硫酸價格便宜、不會發(fā)生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，商品硫酸有20％和93％兩種濃度規(guī)格。93％的硫酸也稱為66波美度硫酸，在稀釋93％硫酸時一定要小心，在稀釋到66％時發(fā)熱可將溶液的溫度提升138°C,一定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。

使用硫酸會增加反滲透進水中的硫酸根離子濃度，直接導(dǎo)致硫酸鈣結(jié)垢傾向增加。鹽酸主要在可能產(chǎn)生硫酸鈣或硫酸鍶結(jié)垢時使用，工業(yè)級的鹽酸（無添加劑）購買非常方便，商品鹽酸一般含量為30-37%。降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結(jié)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(jié)垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學(xué)水中，LSI是確定是否會發(fā)生碳酸鈣結(jié)垢的一個重要指標。

LSI為實際水溶液中濃水側(cè)的pH減去水中碳酸鈣飽和時的PH值。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減?。ㄋ畨刂械乃妇褪沁@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(diào)低。當(dāng)LSI為負值時，水會腐蝕金屬管道，但不會形成碳酸鈣結(jié)垢，當(dāng)LSI為正值，水沒有腐蝕性，卻會發(fā)生碳酸鈣結(jié)垢。反滲透濃水的LSI值為0.2（表示低于碳酸鈣飽和濃度時PH的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(yīng)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(shè)計是LSI為＋1.8)。

有些反滲透膜對給水的pH很敏感，pH過高或過低都會引起膜的水解而損壞，當(dāng)給水需加酸防止生成CaC03垢時，加酸后的給水需裝pH表，除指示、記錄、設(shè)超限報警外，還可以自動控制不合格給水排放，并停運RO，還可以與流量表配合對加酸系統(tǒng)進行比例積分調(diào)節(jié)。

在使用醋酸纖維膜時，不僅為防止CaC03垢生成，而且更重要的是維持佳pH值，醋酸纖維膜的pH值要求為5.7,當(dāng)pH增高或降低時，它的水解就會加速。在以往的生產(chǎn)中曾有因酸的質(zhì)量問題（含鐵量高）而造成反滲透膜元件污染的情況，故在調(diào)節(jié)反滲透進水的pH時，對酸的質(zhì)量要求也比較嚴格。

(2)加堿提高脫除率

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，不含其他添加劑的工業(yè)級氫氧化鈉便可滿足需要。商品氫氧化鈉有100％的片堿，也有20％和50％的液堿。原水中有碳酸根或碳酸氫根離子，反滲透會使水的PH值降低，碳酸根或碳酸氫根溶解度降低，造成出水分離出二氧化碳從而導(dǎo)致電導(dǎo)率上升。

在加堿調(diào)高pH時一定要注意，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(yīng)用是二級RO系統(tǒng)，一級反滲透中加堿使用較少。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)水進行處理，二級RO產(chǎn)水的水質(zhì)可達到4兆歐。在二級RO進水中加堿有4個原因：

a.在pH8.2以上，二氧化碳全部轉(zhuǎn)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或EDI處理造成不當(dāng)影響。建議二級反滲透的進水PH控制到8.2-8.6之間，這樣更有利于二氧化碳的脫除和提高電阻率。

b.某些TOC成分在高pH下更容易脫除。

c.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）。

d.硼的脫除率在高pH下也較高（特別是高于9時）。

加堿應(yīng)用有一個特例，通常被叫做HERO（高效反滲透系統(tǒng)）過程，將進水pH調(diào)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(yù)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。所以，為了預(yù)防膜的化學(xué)降解，一定要嚴格控制反滲透預(yù)處理的給水pH=5-7，為避免誤操作，必須嚴格控制NaOH、H2S04的加入量和加入點。

1.7.5、阻垢處理

天然水中常見的低溶解度鹽類主要是碳酸鈣、硫酸鈣以及二氧化硅等。當(dāng)這些鹽類物質(zhì)在反滲透處理過程中濃縮時，可能超過溶度積而析出沉淀。濃縮所產(chǎn)生的沉淀物附著在膜表面造成污堵，從而影響反滲透設(shè)備的出力與安全運行。針對不同的水質(zhì)情況，應(yīng)通過試驗認真選擇合適的阻垢劑并控制好相應(yīng)的加入量，盡量做到既節(jié)約運行資金又能達到良好的阻垢效果。

許多阻垢劑生產(chǎn)廠商可提供各種用于反滲透和納濾系統(tǒng)性能改善的阻垢劑和分散劑。阻垢劑是一系列用于阻止結(jié)晶礦物鹽的沉淀和結(jié)垢形成的化學(xué)藥劑。大多數(shù)阻垢劑是一些專用有機合成聚合物（比如聚丙烯酸、羧酸、聚馬來酸、有機金屬磷酸鹽、聚朋酸鹽、脫酸鹽、陰離子聚合物等），這些聚合物的分子量在2000-10000道爾頓不等。反滲透系統(tǒng)阻垢劑技術(shù)由冷卻循環(huán)水和鍋爐用水化學(xué)演變而來。對為數(shù)眾多各式各樣的阻垢劑，在不同的應(yīng)用場合和所采用的有機化合物所取得的效果和效率差別很大。

采用聚丙烯酸類阻垢劑時要特別小心，在鐵含量較高時可能會引起膜污染，這種污染會增加膜的操作壓力，有效清除這類污染要進行酸洗。如果在預(yù)處理中使用了陽離子混凝劑或助濾劑，在使用陰離子性阻垢劑時要特別注意。會產(chǎn)生一種粘稠的粘性污染物，污染會造成操作壓力增加而且這種污染物清洗非常困難。六偏磷酸鈉(SHMP)是早期在反滲透中使用的一種普通阻垢劑，但隨著專用阻垢劑的出現(xiàn)，用量已經(jīng)大大減少了。SHMP的使用有一些限制，每2-3天要配制—次溶液，因為暴露在空氣中會水解，發(fā)生水解后不僅會降低阻垢效果，而且還會造成磷酸鈣結(jié)垢的可能性，使用SHMP可減少碳酸鈣結(jié)垢，LSI可達到十1.0。

阻垢劑阻礙了RO進水和濃水中鹽結(jié)晶的生長，因而可以容許難溶鹽在濃水中超過飽和溶解度。阻垢劑的使用可代替加酸，也可以配合加酸使用。有許多因素會影響礦物質(zhì)結(jié)垢的形成。溫度降低會減小結(jié)垢礦物質(zhì)的溶解度（碳酸鈣除外，與大多數(shù)物質(zhì)相反，它的溶解度隨溫度升高而降低），TDS的升高會增加難溶鹽的溶解度（這是因為高離子強度于擾了晶種的形成）。

常見的結(jié)垢性無機鹽有．碳酸鈣(CaC03)、硫酸鈣(CaS04)、硫酸鍶(SrSO4)、(BaSO4)。不太常見的結(jié)垢性礦物質(zhì)有磷酸鈣(Ca3(P04)2）、氟化鈣(CaF2)。

分散劑是一系列合成聚合物用來阻止膜面上污染物的聚集和沉積分散劑有時也叫抗污染劑，通常也有阻垢性能。對于不同的污染物，不同的分散劑的效率區(qū)別很大，所以要知道所對付的污染物是什么。

需要分散劑處理的污染物有：礦物質(zhì)結(jié)垢、金屬氧化物和氫氧化物（鐵、錳和鋁）、聚合硅酸、膠體物質(zhì)（指那些無定型懸浮顆粒，可能含有鐵、鋁、硅、硫和有機物）、生物性污染物。

硅酸的超飽和溶解度難以預(yù)測，在水中有鐵存在時，會形成硅酸鐵，硅酸的大飽和濃度會大大降低，其他的因素還有溫度和pH值。預(yù)測金屬氧化物（如鐵、錳和鋁）也非常困難，金屬離子的可溶解形式容許較高飽和度，不溶性離子形式更像是顆?；蚰z體。

理想的添加量和結(jié)垢物質(zhì)及污染物大飽和度好通過藥劑供應(yīng)商提供的專用軟件包來確定。在海德能反滲透設(shè)計軟件中采用的是較為保守的難溶鹽超飽和度估算。過量添加阻垢劑／分散劑會導(dǎo)致在膜面上形成沉積，造成新的污染問題。在設(shè)備停機時一定要將阻垢劑及分散劑*沖洗出來，否則會留在膜上產(chǎn)生污染問題。在用RO進水進行低壓沖洗時要停止向系統(tǒng)注入阻垢劑及分散劑。

阻垢劑／分散劑注入系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該保證在進入反滲透元件之前能夠充分混合，靜態(tài)攪拌器是一個非常有效的混合方法。大多數(shù)系統(tǒng)的注入點設(shè)在RO進水保安過濾器之前，通過在過濾器中的緩沖時間及RO進水泵的攪拌作用來促進混合。如果系統(tǒng)采用加酸調(diào)節(jié)pH，加酸點要在上游足夠遠的地方，在到達阻垢劑／分散劑注入點之前已經(jīng)*混合均勻。

注入阻垢劑／分散劑的加藥泵要調(diào)到高注射頻率，建議的注射頻率是少5秒鐘一次。阻垢劑／分散劑的典型添加量為2-5ppm。為了讓加藥泵以高頻率工作，需要對藥劑進行稀釋。阻垢劑／分散劑商品有濃縮液，也有固體粉末。稀釋了的阻垢劑／分散劑在儲槽中會被生物污染，污染的程度取決于室溫和稀釋的倍數(shù)，稀釋液的保留時間在7-10天左右。正常情況下，未經(jīng)稀釋的阻垢劑／分散劑不會受到生物污染。

選擇阻垢劑／分散劑的另外一個主要問題是要保證與反滲透膜*兼容，不兼容藥劑會造成膜的不可逆損壞。海德能相信供應(yīng)商會進行藥劑的RO膜兼容性測試和效率測試，建議用戶向阻垢劑和分散劑廠商咨詢下列一些問題與相關(guān)RO膜的兼容性如何？有沒有成功運行1000小時以上的終用戶列表？與反滲透進水中的任何成分（比如鐵、重金屬、陽離子聚電解質(zhì)等）有沒有不可逆反應(yīng)？添加量和大添加量是多少？有沒有特殊的排放問題？是否適于飲用水應(yīng)用（有必要時）？該廠商還供應(yīng)與阻垢劑相容的混凝劑、殺菌劑和清洗劑等其他反滲透藥劑嗎？該廠商是否提供膜解剖或元件清洗一類的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)？

阻垢劑添加量的計算一般由反滲透阻垢劑廠家根據(jù)水質(zhì)通過軟件計算所得。根據(jù)所計算的阻垢劑添加濃度，根據(jù)阻垢劑計量泵量程、配藥濃度，即可調(diào)整計量泵流量與頻率。原液不稀釋直接投加時的計算公式為Q3=QI*D/(P*I000)。

實例l某廠給水量為100噸/小時，經(jīng)計算原水的加藥劑量為3.0PPm(1ppm=1mg/L)，阻垢劑不稀釋直接投加，阻垢劑密度P=1.08kg/L

每小時的投加量:M=QI*D/1000=100*3/1000=0.3Kg。加藥泵的調(diào)節(jié)Q3=Q1*d/(p*I000)=100*3.0/(1.08*1000)=0.278L/h

說明根據(jù)泵的實際出力Q3=0.278L/h,選擇適合的泵。一般建議泵的實際出力Q3,占泵的大出力Q2的25%-90%。

本產(chǎn)品可稀釋使用（稀釋要RO產(chǎn)水或脫鹽水），一般加藥量在2.5-5ppm,具體情況要根據(jù)進水鹽度、溫度、回收率、RO膜種類等條件而計算出一個合適的加藥量。稀釋后藥液的比重視為1，投加公式為Q3/Z=Q1*D(P*1000)。

實例2某廠給水量為50噸／小時，經(jīng)計算，原水的加藥劑量為3.2ppm，阻垢劑稀后投加，阻垢劑稀釋液密度P≈1kg/L

每小時的投加量：M=50*3.2/l000=0.16Kg。加藥泵的調(diào)節(jié)：Q3/z=Q1*D/(P*1000)=50*3.2/(1*1000)=0.16L/h。

說明假如稀釋倍數(shù)S(Z一般選小于10整數(shù)，如2、4、5、10等）時泵的實際出力Q3=0.8L/h,據(jù)此選擇適合的泵。一般建議泵的出力Q3占泵的大出力Q2的25%-90%。

當(dāng)計算日加藥量時可用此式:W=Q*S*H/1000

W-－日用(Kg),S-－加藥濃度(PPM),Q-－進水量(m3/h），H-－系統(tǒng)每天工作時間(h)。

計算泵的調(diào)節(jié)方法．雙調(diào)式際出力＝大處理＊沖程％＊頻率％，頻率一般選擇小于50%。單調(diào)式一實際出力＝大出力＊沖程％。

進水流量Q1單位m3/h,加藥濃度D單位ppm,阻垢劑密度P單位Kg/L，泵的大出力Q2單位L/h，泵的實際出力Q3單位L/h，稀釋倍數(shù)Z。每小時的投加量M單位Kg

注意：

1、理論調(diào)節(jié)后，必須用量杯進行出力的校核；

2、加藥罐要定期清洗，防止細菌滋生。

1.7.6、濁度的監(jiān)測與控制

濁度也是影響RO膜污染的一個重要指標，濁度儀工作原理是測量水樣中懸浮物對光的散射，濁度儀測量數(shù)值的單位是NTU。水樣的濁度大于1.0的原水可能對RO膜有污染，像SDI值一樣，濁度也是表征膜污染潛在風(fēng)險的一個參數(shù)。高濁度并不表示懸浮物會沉淀在膜表面。

其實某些污染膜的物質(zhì)如表面活性劑和溶解態(tài)聚合物并不能從濁度指標上反映出來。雖然濁度和SDI值并不能*準確地預(yù)測膠體污染，但它們對于描述RO進水的特點是很重要的。例如，如果原水的SDI大于5而且濁度大于1.0,就必須在預(yù)處理單元的澄清工藝中加入混凝劑而且后面要使用多介質(zhì)過濾器；如果原水中SDI小于5，而且濁度小于1，那么預(yù)處理可以考慮介質(zhì)過濾器和保安過濾器而不一定投加混凝劑。預(yù)處理混凝劑的投加量也是有控制指標的，過量使用會對膜有污染。

1.7.7、Zeta電壓

通過測量兩個電極極間水流的電性來反映水中懸浮物總體電性特點的方法。水中膠體因電性排斥而懸浮水中，自然界中的膠體物質(zhì)一般表現(xiàn)為負電性，所以含膠體的水的Zeta電位一般是負電性。通過投加混凝劑中和膠體表面電性，比如投加硫酸鋁和三氯化鐵，直到Zeta電壓值為零。膠體顆粒表面電中性后會聚集成較大顆粒，從而很容易被多介質(zhì)過濾器過濾掉。

1.7.8、StreamingCurrentDetector（游動電流測試）

SCD用在投放絮凝劑的預(yù)處理工藝中，在線監(jiān)測混凝效果的手段。如果水中存在負電性的懸浮膠體顆粒，它們在SCD電極之間的移動形成微觀電流，如果絮凝劑中和了懸浮物的電荷變?yōu)橹行裕琒CD測到的電流會減弱，從而確定混凝效果。

1.7.9、運行參數(shù)記錄

(I)每天記錄進水總余氯濃度；

(2)每天兩次記錄任何增壓泵的出水水壓，

(3)記錄超濾系統(tǒng)的運行參數(shù)（詳見超濾系統(tǒng)操作手冊）；

(4)每天記錄酸或其他任何化學(xué)藥品的消耗量；

(5)至少每三個月按制造廠商建議的方法進行一次儀表校正，

(6)記錄任何不正常的操作，如故障或停機等

2、反滲透系統(tǒng)的運行控制

2.1、初次居動前的檢查事項

2.1.1對給水、加藥系統(tǒng)核查

1.所有管道和裝置必須都是防腐材料制作的。

2.核查系統(tǒng)中使用的所有管道對壓力和pH值的適合性。

3.檢查加藥系統(tǒng)：所加藥品之間要兼容，例如陽離子型絮凝助劑與阻垢劑的兼容，加藥管線上的逆止閥安裝方向正確，藥品與給水的充分混合，如靜態(tài)混合器等。

檢查加氯系統(tǒng)．使用醋酸纖維膜元件時要使進入反滲透組件的游離氯確保在規(guī)定范圍內(nèi)(0.1-0.3mg/L)，使用聚酰胺復(fù)合膜元件時要使進入反滲透組件的給水不含游離氯，所有加入的化學(xué)藥品其純度應(yīng)符合要求。

4.檢查所有儀表是否已經(jīng)過校準，保證加藥系統(tǒng)的正確運行和準確的監(jiān)測。

5.檢查報警和安全閥設(shè)置正確與否。

6.檢查給水泵進出口是否安裝壓力表，用于監(jiān)測給水泵進出口壓力，進出口壓力開關(guān)用于在進口壓力低報警、停泵，出口壓力高（延時，以防慢開門未打開）報答、停泵。

2.2、對RO系統(tǒng)檢查

1.檢查5mm保安過濾器是否能起到保護高壓泵和反滲透膜元件的作用，過濾器是否安裝進出口壓力表（也可裝設(shè)壓差表），當(dāng)壓降達到一定值時(2bar)需更換濾芯。

2.在將反滲透組件連接到管路上之前，吹掃并沖洗管路，包括反滲透給水母管。

3.在RO裝置啟動之前，記錄好每套RO中段和第二段中各壓力容器的系列號和所裝膜元件的系列號、產(chǎn)水量和脫鹽率。畫一張圖表明各壓力容器在滑架上的位置。

4.檢查反滲透壓力容器的管道是否連接無誤（正常運行和清洗操作）。

5.檢查反滲透的壓力表、流量表、電導(dǎo)率表、余氯表、ORP表安裝正確與否。給水壓力表、段RO出水壓力表、排水壓力表用于計算每一段的壓降（也可裝設(shè)壓差表）并用于對產(chǎn)水量和鹽透過率進行“標準化"，鹽透過率、產(chǎn)水量和▲P用于RO性能問題的分析，產(chǎn)品水流量表在運行中監(jiān)測產(chǎn)水量，每段應(yīng)單獨裝設(shè)，以便于“標準化RO性能數(shù)據(jù)。產(chǎn)品水流量應(yīng)有指示、累計和記錄，濃水排水流量表在運行中監(jiān)測排水量，應(yīng)有指示、累計和記錄，從各段產(chǎn)品流量和排水流量可計算出各段的給水量、回收率和整個RO系統(tǒng)回收率，給水流量表主要用于RO加藥量的自動調(diào)節(jié)（加酸、加阻垢劑、加亞硫酸氫鈉，往往兩套RO共用），除支持累計流量外還要給出信號用于比例調(diào)節(jié)；給水電導(dǎo)率表、產(chǎn)品水電導(dǎo)率表指示、記錄水的電導(dǎo)率，可設(shè)置報警，從給水電導(dǎo)率和產(chǎn)品水電導(dǎo)率可估計出RO的脫鹽率，使用醋酸纖維素膜元件RO給水必須含有0.1~0.3mg/L殘余氯，大允許含氯量為1mg/L,因此給水必須裝設(shè)氯表，以指示、記錄、和超越報警，藥液箱要設(shè)液位開關(guān)，低液位報警，經(jīng)加亞硫酸氫鈉消除余氯的給水應(yīng)裝設(shè)氧化還原電位表，應(yīng)有指示、記錄、超限報答。

6.保證給水、一段濃水、排水、一段和二段產(chǎn)品水以及總產(chǎn)品水的取樣點有代表性。

7.如果產(chǎn)品水管上裝設(shè)了關(guān)斷閥則要安裝壓力釋放保護裝置。

8.肯定RO高壓泵已經(jīng)可以立即運行檢查一下泵的轉(zhuǎn)動以及潤滑情況。

9.保證所有管線都采用防腐管道。

10.核對每一段的給水、產(chǎn)品水和濃水以及混合后的產(chǎn)品水都裝有采樣裝置。

11.審查系統(tǒng)中所有管道對壓力和pH值的適合性。

12.核對泵與液位接觸的部件是否由防腐材料制作。

13.檢查所有儀表是否已經(jīng)過校準，保證反滲透系統(tǒng)的正確運行和準確的監(jiān)測。

14.核對聯(lián)鎖、報警、安全網(wǎng)和延時繼電器已經(jīng)過正確的鑒定。

15.檢查管件、壓力容器應(yīng)嚴密不漏。

16.核對產(chǎn)品水管線確實是打開的當(dāng)系統(tǒng)沒加壓力時在產(chǎn)品水側(cè)沒有壓力。

17.保證濃水流控制閥處于開啟位置，可能需要人工整定開度。

18.核對產(chǎn)品水流向排水溝。

19.保證泵的節(jié)流控制閥的開啟程度使初始的給水壓力低于50％的運行壓力。

20.應(yīng)保證產(chǎn)品水的壓力永遠不會超過給水或濃水的壓力的規(guī)定值。對復(fù)合膜元件一般為34.5kPa(5psi根據(jù)膜廠家規(guī)定）。

2.3、RO系統(tǒng)運行

1.啟動給水泵，在低壓、小流量下將系統(tǒng)中的空氣排出，在低于50％給水壓力下沖洗，直至排水不含保護液。

2.檢查系統(tǒng)有無泄漏。

3.慢慢增加給水壓力并調(diào)整排水減壓控制閥，直到滿足設(shè)計的回收率。

4.當(dāng)系統(tǒng)達到設(shè)計條件后，核查濃水的LSI。

5.當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行后（大約O.5~1h運行時間），記錄所有運行條件。

2.4、RO系統(tǒng)的正常運行

2.4.1啟動記錄

RO裝置的性能特性必須從一開始就記錄，啟動報告應(yīng)該包括完整的裝置說明可以利用流程圖、裝置圖表示預(yù)處理、RO裝置和后處理、初始時預(yù)處理和RO的性能記錄。

所有儀表和表計必須按照廠家的建議進行校準并做記錄。

2.4.2運行數(shù)據(jù)記錄

運行數(shù)據(jù)可以說明RO系統(tǒng)的性能在整個RO使用期所有的數(shù)據(jù)都要收集和記錄，這些數(shù)據(jù)與定期的水分析一起為評價RO裝置的性能提供資料。

以下參數(shù)需監(jiān)測并記錄在合適的記錄表上，每班至少一次。

(1)操作日期、時間及系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時數(shù)，

(2)每一段壓力容器（膜組件）前后的壓降，

(3)每一段進水、產(chǎn)水與濃水壓力；

(4)每一段產(chǎn)水、濃水和系統(tǒng)給水流量；

(5)每一段進水、產(chǎn)水與濃水的電導(dǎo)度，每周測量一次每支壓力容器的產(chǎn)水電導(dǎo)率；

(6)每一段進水、產(chǎn)水和濃水的含鹽量TDS;

(7)進水、產(chǎn)水和濃水的PH值，

(8)進水、5um過濾后、濃水SDI和進水濁度值；

(9)進水水溫，

(10)LSI值或S&DSI值，當(dāng)濃水TDS小于10000mg/l時，用前者，當(dāng)濃水TDS大于10000mg/l時使用后者；

(11)5mm過濾器進出口壓力；

(12)根據(jù)制造廠商建議的方法與周期做儀表的校正，至少每三月一次，

(13)任何不正常的事件，例如SDI、PH、壓力的失常和停機等；

(14)流量、壓力、溫度、pH值、電導(dǎo)率、SD（I給水）、氯余，每班一次；

(15)每一段給水、濃水的SDI每星期一次，并對濾膜上殘留物進行分析，

(16)每一段給水、濃水、產(chǎn)品水的TDS每月分析一次，

(17)濃水（排水）LSI每星期一次。

2.4.3加藥數(shù)據(jù)

1.加酸前后SDI每天一次。

2.酸耗量每天一次。

3.阻垢劑耗量每天一次。

4.NaCIO耗量每天一次。

5.NaHS03耗量每天一次。

6.所有儀表和表計的校準按制造商的建議和方法，但至少3個月校準1次。

2.4.4、檢修維護

必須進行維修記錄，它們可以提供關(guān)于反滲透和機械設(shè)備性能的更進一步的資料，包括以下內(nèi)容

(1例行維修情況；

(2)機械故障和更換情況，

(3)任何膜元件、壓力容器安裝位置的改變，標記元件的序列號，

(4)RO裝置的更換或增加，

(5)更換5mm過濾器濾芯操作，

(6)所有儀表的校正操作，

(6)預(yù)處理儀器設(shè)備如超濾的更換或增加等，包括日期、廠家和等級等；

(7)所有RO膜元件的清洗操作，包括清洗日期、清洗持續(xù)時間、清洗劑及濃度、溶液PH值，清洗期間的溫度、流量與壓力（參見清洗系統(tǒng)）