反滲透膜工作原理

反滲入膜RO（ReverseOsmosis）反滲入技術(shù)是運(yùn)用壓力差為動力的膜分離過濾技術(shù)，其孔徑小至納米級（1納米=10-9米），在一定的壓力下，H2O分子能夠通過RO膜，而源水中的無機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無法透過RO膜，從而使能夠透過的純水和無法透過的濃縮水嚴(yán)格分辨開來。

反滲膜工作原理圖：反滲入原理圖及常規(guī)工藝流程圖:反滲入裝置重要由高壓泵、反滲入膜和控制部分構(gòu)成。高壓泵對源水加壓，除水分子可透過RO膜外，水中的其它物質(zhì)（礦物質(zhì)、有機(jī)物、微生物等）幾乎都被拒于膜外，無法透過RO膜而被高壓濃水沖走。反滲入技術(shù)的特點(diǎn)：

1、反滲入的脫鹽率高，單只膜的脫鹽率可達(dá)99%，單級反滲入系統(tǒng)脫鹽率普通可穩(wěn)定在90%以上，雙級反滲入系統(tǒng)脫鹽率普通可穩(wěn)定在98%以上。

2、由于反滲入能有效去除細(xì)菌等微生物、有機(jī)物，以及金屬元素等無機(jī)物，出水水質(zhì)極大地優(yōu)于其它辦法。

3、反滲入制純水運(yùn)行成本及人工成本低廉，減少環(huán)境污染。

4、減緩了由于源水水質(zhì)波動而造成的產(chǎn)水水質(zhì)變化，從而有助于生產(chǎn)中水質(zhì)的穩(wěn)定，這對純水產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定有主動的作用。

5、可減少后續(xù)解決設(shè)備的負(fù)擔(dān)，從而延長后續(xù)解決設(shè)備的使用壽。反滲入系統(tǒng)故障判斷和解決手段

故障癥狀引發(fā)問題的可能因素所在位置及鑒別手段解決問題辦法鹽透過率升高,產(chǎn)水量卻下降,每段之間的壓力差增大膜

污

染金屬氧化物污染

多發(fā)生在反滲入裝置的第1段-分析日常SDI測試膜截留物質(zhì)-通過分析清洗液中的金屬離子-解剖分析被污染的膜元件-進(jìn)行對金屬氧化物污染物的清洗-改善予解決工藝和運(yùn)行條件膠體污染多發(fā)生在反滲入裝置的第1段-分析日常SDI測試膜截留物質(zhì)-解剖分析被污染的膜元件-采用含有脂類洗滌劑清洗

-改善予解決工藝和運(yùn)行條件無機(jī)鹽垢污

多發(fā)生在反滲入裝置最后1段-校核濃水系統(tǒng)LSI指數(shù)和可能生成的難溶物溶度積測試.-解剖分析被污染的典型膜元件-針對具體狀況選擇適宜的清洗劑清洗-調(diào)節(jié)系統(tǒng)水回收率-選擇更有效的阻垢/分散藥劑投加-改善予解決系統(tǒng)鹽透過率高,產(chǎn)水量滿意，甚至稍高,每段壓力差較大-設(shè)計或運(yùn)行操作不合理,引發(fā)反滲入膜系統(tǒng)的過分濃差極化

反滲入裝置第1段上壓降最大-校核反滲入系統(tǒng)濃淡水比例和運(yùn)行水回收率-檢查反滲入裝置上壓力容器及壓力管道固定與否適宜,壓力容器與否發(fā)生翹曲或變形-檢查膜元件的U型濃水密封圈-加大反滲入濃水的運(yùn)行流量,減少反滲入系統(tǒng)水回收率.-更換已損壞的反滲入膜元件上的U型密封圈-改善配管固定方式鹽透過率增加,產(chǎn)水流量加大,壓力差減少

-膜表面被給水的顆粒物質(zhì)或系統(tǒng)產(chǎn)生濃差極化而生成的無機(jī)鹽垢污晶體滑傷-分析第1段進(jìn)水端堆積的懸浮顆粒污染物-分析最后1段無機(jī)鹽垢污,校核濃水LSI值,測試難溶物的溶度積數(shù)值-改善予解決系統(tǒng)-調(diào)節(jié)系統(tǒng)水回收率-選擇投加更有效的阻垢/分散劑鹽透過率高,產(chǎn)水量滿意或稍高,每段之間的壓力差基本滿意.壓力容器及膜元件有隨著流膜元件或壓力容器上的O型圈漏水-對壓力容器的取樣管取樣實(shí)驗(yàn)分析確認(rèn)具體發(fā)生位置-更換在膜元件或容器上已損壞或產(chǎn)生漏流O型圈膜元件膜袋粘合線破裂、膜元件中心管破裂或膜元件機(jī)械損壞-壓力容器取樣實(shí)驗(yàn)鑒定發(fā)生具體位置-對膜元件進(jìn)行真空實(shí)驗(yàn),鑒定發(fā)生具體位置-膜元件膜卷伸出，解剖分析因素-對破損的膜元件進(jìn)行更換-檢查給水壓力，產(chǎn)品水壓力及膜元件在運(yùn)行的壓力降與否適宜，并調(diào)節(jié)之。系統(tǒng)運(yùn)行有水錘產(chǎn)生-檢查設(shè)備啟動程序與否合理，找出產(chǎn)生水錘的因素-修改設(shè)計和運(yùn)行條件和系統(tǒng)啟動程序-開始鹽透過率不變，甚至還會有所減少，在運(yùn)行一段時間后系統(tǒng)鹽透過率開始持續(xù)增加，并隨著著進(jìn)水和濃水之間的壓差增大和系統(tǒng)產(chǎn)水量減少生物污染-拆開膜組件查看膜元件進(jìn)水端污染癥狀-分析反滲入系統(tǒng)濃水和產(chǎn)品水生物及細(xì)菌指標(biāo)-首先用堿性清洗液進(jìn)行第1次清洗，然后再用被允許使用的殺菌清洗劑配制的清洗液清洗膜系統(tǒng)-改善系統(tǒng)予解決工藝鹽透過率和產(chǎn)水流量增加，但進(jìn)水和濃水之間的壓力差正常有機(jī)物污染-拆開膜組件（壓力容器），查看反滲入膜元件進(jìn)水端污染癥狀-對原水及濃水進(jìn)行水質(zhì)分析

-選擇堿性清洗液對系統(tǒng)進(jìn)行清洗-改善系統(tǒng)予解決工藝鹽透過率和產(chǎn)品水流量增加，進(jìn)水和濃水之間的壓力減少或正常反滲入膜被給水中的氧化性物質(zhì)氧化而引發(fā)膜性能的退化多發(fā)生在反滲入裝置的第1段上-重點(diǎn)對第1段反滲入膜組件進(jìn)行水質(zhì)水量監(jiān)測，并對測試值進(jìn)行原則化，與試機(jī)報告數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。-對于狀況較為嚴(yán)重者，必須有所選擇地對已退化的膜元件進(jìn)行更換-改善予解決工藝，--增設(shè)氧化還原電位的監(jiān)測（ORP）延長反滲入膜使用壽命的辦法

反滲入技術(shù)已被廣泛用于各類水的脫鹽工藝中?，F(xiàn)在純水工程中使用的多為進(jìn)口的低壓聚酰胺復(fù)合膜。反滲入設(shè)備的裝配水平和工藝都已比較成熟和完善。然而設(shè)備在使用過程中,膜的使用壽命和性能衰減比較嚴(yán)重,往往達(dá)不到預(yù)期的設(shè)計水平(如三年保質(zhì)期),重要問題為膜的使用、保養(yǎng)不當(dāng)和膜的污染。

避免膜性能的損壞

新的反滲入膜元件普通浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的狀況下,貯存1年左右,也不會影響其壽命和性能。當(dāng)塑料袋開口后,應(yīng)盡快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對元件產(chǎn)生不良影響。因此膜應(yīng)盡量在使用前開封。

設(shè)備試機(jī)完后,我們采用過兩種辦法保護(hù)膜。設(shè)備試機(jī)運(yùn)行兩天(15～24h),然后采用2%的甲醛溶液保養(yǎng);或運(yùn)行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液進(jìn)行保養(yǎng)(應(yīng)排盡設(shè)備管路中的空氣,確保設(shè)備不漏,關(guān)閉全部的進(jìn)出口閥)。兩種辦法均可得到滿意的效果。第一種辦法成本高些,在閑置時間長時使用,第二種辦法在閑置時間較短時使用。2設(shè)備的操作不當(dāng)引發(fā)膜性能的損壞：2.1設(shè)備中有殘存氣體在高壓下運(yùn)行,形成氣錘會損壞膜

常有兩種狀況發(fā)生:A、設(shè)備排空后,重新運(yùn)行時,氣體沒有排盡就快速升壓運(yùn)行。應(yīng)在2～4bar的壓力下將余下的空氣排盡后,再逐步升壓運(yùn)行。B、在預(yù)解決設(shè)備與高壓泵之間的接頭密封不好或漏水時(特別是微濾器及其后的管路漏水)當(dāng)預(yù)解決供水不很足時,如微濾發(fā)生堵塞,在密封不好的地方由于真空會吸進(jìn)部分空氣。應(yīng)清洗或更換微濾器,確保管路不漏。總之,應(yīng)在流量計中沒有氣泡的狀況下逐步升壓運(yùn)行,運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)氣泡應(yīng)逐步降壓檢查因素。

2.2關(guān)機(jī)時的辦法不對的

關(guān)機(jī)時快速降壓沒有進(jìn)行徹底沖洗。由于膜濃水側(cè)的無機(jī)鹽的濃度高于原水,易結(jié)垢而污染膜。用投加化學(xué)試劑的預(yù)解決水沖洗。因含化學(xué)試劑的水在設(shè)備停運(yùn)期間可能引發(fā)膜污染。

在準(zhǔn)備關(guān)機(jī)時,應(yīng)停止投加化學(xué)試劑,逐步降壓至3bar左右用預(yù)解決好的水沖洗10min,直至濃縮水的TDS與原水的TDS很靠近為止。

2.3消毒和保養(yǎng)不力造成微生物的污染

這是復(fù)合聚酰胺膜使用中普遍存在的問題,由于聚酰胺膜耐余氯性差,在使用中沒有對的投加氯等消毒劑,加上顧客對微生物的防止重視不夠,容易造成微生物的污染?，F(xiàn)在許多廠家生產(chǎn)的純水微生物超標(biāo),就是消毒、保養(yǎng)不力造成的。

重要體現(xiàn)為:出廠時,RO設(shè)備沒有采用消毒液保養(yǎng);設(shè)備安裝好后沒有對整個管路和預(yù)解決設(shè)備消毒;間斷運(yùn)行不采用消毒和保養(yǎng)方法;沒有定時對預(yù)解決設(shè)備和反滲入設(shè)備消毒;保養(yǎng)液失效或濃度不夠。

2.4余氯監(jiān)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清洗不及時與清洗辦法不對的造成的膜性能的損壞：

設(shè)備在使用過程中,除了性能的正常衰減外,由于污染而引發(fā)設(shè)備性能的衰減更為嚴(yán)重。普通的污染重要有化學(xué)垢,有機(jī)物及膠體污染,微生物污染等。不同的污染體現(xiàn)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別。

在工程中我們發(fā)現(xiàn),污染時間的長短不同,其癥狀也不同。如:膜發(fā)生碳酸鈣垢污染,污染時間為一種星期時,重要體現(xiàn)為脫鹽率的快速下降,壓差緩慢增大,而產(chǎn)水量變化不明顯,用檸檬酸清洗能完全恢復(fù)性能。污染時間為一年(某純水機(jī)),鹽通量由最初的2mg/L上升為37mg/L(原水為140mg/L～160mg/L),產(chǎn)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(chǎn)水量上升至210L/h。

再者污染往往不是單一的,其體現(xiàn)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(zhì),設(shè)計參數(shù),污染指數(shù),運(yùn)行統(tǒng)計,設(shè)備性能變化及微生物指標(biāo)等加以判斷:

(1)膠體污染:發(fā)生膠體污染時,普通隨著下列兩個特性:前解決中微濾器堵塞得很快,特別是壓差增大很快。SDI值普通在2.5以上。

(2)微生物污染:發(fā)生微生物污染時,RO設(shè)備的透過水和濃縮水中的細(xì)菌總數(shù)都比較高,平時一定沒有按規(guī)定進(jìn)行保養(yǎng)和消毒。

(3)鈣垢:可根據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計參數(shù)進(jìn)行判斷。對碳酸鹽型水而言,如果回收率為75%時,設(shè)計時投加了阻垢劑,濃縮液的LSI應(yīng)不大于1;不投加阻垢劑時濃縮液的LSI應(yīng)不大于零,普通不會產(chǎn)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(jìn)行判斷。

(5)根據(jù)設(shè)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(jù)清洗的效果和清洗液判斷鈣垢,通過清洗液成分分析進(jìn)一步證明。

(7)對清洗液進(jìn)行化學(xué)分析:取原水、清洗原液、清洗液,三個樣分析。在擬定了污染的類型后,可清洗,然后消毒使用。在不能擬定污染的類型時,普通采用清洗(3)+消毒+0.1%HCl(pH為3)的環(huán)節(jié)清洗。清洗液(1)+清洗液(3)+消毒的環(huán)節(jié)效果較好。反滲入膜清洗辦法及環(huán)節(jié)

在正常運(yùn)行一段時間后，反滲入膜元件會受到在給水中可能存在的懸浮物質(zhì)或難溶物質(zhì)的污染，這些污染物中最常見的為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機(jī)或生物沉積物。污染物的性質(zhì)及污染速度與給水條件有關(guān)，污染是慢慢發(fā)展的，如果不在早期采用方法，污染將會在相對短的時間內(nèi)損壞膜元件的性能。

清洗周期判斷的普通原則：

定時檢測系統(tǒng)整體性能是確認(rèn)膜元件發(fā)生污染的一種好辦法，不同的污染物會對膜元件性能造成不同程度的損害。清洗周期判斷的普通原則污染物的去除可通過化學(xué)清洗和物理沖洗來實(shí)現(xiàn)，有時亦可通過變化運(yùn)行條件來實(shí)現(xiàn)，作為普通的原則，當(dāng)下列情形之一發(fā)生時應(yīng)進(jìn)行清洗。

在正常壓力下如果產(chǎn)品水流量降至正常值的10～15%；為了維持正常的產(chǎn)品水流量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力還是增加了10～15%；產(chǎn)品水質(zhì)減少10～15%；鹽透過率增加10～15%；使用壓力增加10～15%；

RO各段間的壓差增加明顯。反滲入膜污染的清洗辦法

清洗反滲入膜時建議采用膜專用的清洗液。擬定清洗液前對污染物進(jìn)行化學(xué)分析是十分重要的，對分析成果的具體分析比較，可確保選擇最佳的清洗劑及清洗辦法，應(yīng)統(tǒng)計每次清洗時清洗辦法及獲得的清洗效果，為在特定給水條件下，找出最佳的清洗辦法提供根據(jù)。對于無機(jī)污染物建議使用檸檬酸清洗液；對于硫酸鈣及有機(jī)物建議使用三聚磷酸鈉、EDTA四鈉鹽清洗液；對于嚴(yán)重有機(jī)物污染建議使用三聚磷酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉清洗液。全部清洗液能夠在最高溫度為華氏104度（攝氏40℃）下清洗60分鐘，所需用品量以每100加侖（379升）中加入量計，配制清洗液時按比例加入藥品及清洗用水，應(yīng)采用不含游離氯的反滲入產(chǎn)品來配制溶液并混合均勻。

反滲入膜元件的化學(xué)清洗與水沖洗：

反滲入膜元件的化學(xué)清洗與水沖洗清洗時將清洗溶液以低壓大流量在膜的濃水道循環(huán)，此時膜元件仍裝在壓力容器內(nèi)并且需要用專門的清洗裝置來完畢該工作。

清洗反滲入膜元件的普通環(huán)節(jié)：

1.用泵將干凈、無游離氯