衡美水处理之RO系统问题处理案例分析

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一种经久耐用、性能卓越的水处理设备——RO系统，并向您介绍RO系统常见问题的处理案例。

一、案例一

1、系统基本信息：

原水：自来水，工艺流程：原水--->超滤--->反渗透。

2、症状：

随着运行时间延长，出水电导越来越高，半年后脱盐率只有87%。

3、现场检测：

超滤每30分钟反洗一次，并投加次氯酸钠杀菌，反渗透进水余氯浓度0.2~0.4ppm。

4、结论：

膜被严重氧化。

二、案例二

1、基本信息：

原水：井水，工艺流程：井水----〉砂滤---〉炭滤---〉反渗透

症状：运行3个月后，产水流量在短短1周内从65t/h降到25t/h。

2、现场检测：

SDI值测不出，絮凝剂投加量达到14ppm，打开一段压力容器发现膜已经都为棕黑色，疑为絮凝剂投加过来量。

3、对策：

进行酸碱清洗，产水量恢复，降低絮凝剂投加量至2~3ppm，SDI达标。

4、结论：

刚运行时，由于井为新打井，出水浊度高，絮凝剂投加量大，运行3个月后，井水浊度大大降低，而没有调低絮凝剂投加量，导致产生絮凝剂过量污染。

三、案例三

1、系统信息：

原水：黄河水自来水，流程：多介质---〉活性炭---〉反渗透

2、症状：

运行1个月后，产水流量大幅度下降，清洗后即可恢复，一个月后又下降。

3、现场检测：

SDI合格，取出二段最后一只膜称重达22KG（标准重量14.5KG），说明结垢严重。

4、对策：

先彻底清洗反系统膜元件，再选择适当的足够剂（经测原水中钙硬度为5mmol/l）。

5、启示：

往往一些最低级的错误，在设计时却没有解决好，造成了系统的问题。

四、案例四

1、基本信息：

0.5t/h小系统，用2支4040膜并联，水源为地下水电导2000

工艺流程：原水---〉砂滤---〉炭滤---〉软水器--〉反渗透

2、症状：

运行1周后，产水量降低一半，简单用酸清洗后流量恢复，1周后又降低至一般，清洗不能恢复。

3、现场检测：

取出膜元件，发现农水侧有大量白色水垢，称重发现膜增重2.5kg，且发现并联的一只膜堵塞严重，另外一只堵塞较轻。

4、对策：

加大软水器选型，多添树脂，每天再生，将膜单只彻底清洗，系统再投运。

5、结果：

1个月后仍正常运行。

6、启示：

由于最先软化没有做好，导致2只膜都严重结垢，产水量下降，第一次清洗时，由于膜是并联，并且结垢的疏松程度不同，导致只有其中1只完全洗干净，而另外一只仍然堵塞严重，说明偏流在系统运行和清洗时都是普遍存在的，需要注意。

五、案例五

系统基本信息：自来水，电导490，水温20。采用4支RE8040-BE膜，2芯压力容器并联。

1、症状：

装入膜后调试，产水电导20，脱盐率达不到98%

2、现场检查：

对单个压力容器作探管试验，数据为：5.6，5.7，9.0，25.7，21.7，22.6，；5.4，5.7，7.5，12，15，27。说明一个压力容器中膜之间联结件密封不好，另外一只压力容器端头密封有问题。拆出膜元件，发现膜元件外表面有大量油腻腻的东西，且膜中有大量活性炭细粉。

3、对策：

重新用甘油安装，且更换压力容器端头所有密封圈。

4、结果：

产水电导<7.0

5、启示：

对于小压力容器，特别是不锈钢压力容器，加工精度差别较大，往往存在微微的渗水（注意不是泄漏！！！），导致产水电导偏高。并且不锈钢容器内有的有防腐油脂，建议装膜前好好清理干净不锈钢压力容器。

六、案例6

1、系统基本信息：

原水扬州自来水，温度32，电导440，3t/h双级反渗透工艺流程：原水箱---〉砂滤--〉炭滤-〉一级反渗透-〉中间水箱-〉二级反渗透。一级反渗透采用4支RE8040-BE膜，2芯压力容器串联。二级采用2支膜串联。

2、症状：

调试时，1级产水电导12，二级产水电导6（调试人员说加碱了），调不下来。

3、现场检测：

测一级2支压力容器2端中心管出水电导：3，4，5，15；说明1个压力容器（又是不锈钢！！！密封不好）。

对策：更换1级压力容器端头o型密封圈，仔细调节二级反渗透进水加碱量（加碱流程最好达到18米，反应时间在30秒以上效果最佳）。

4、结果：

调整后，一级产水电导6.9，二级产水电导1.2

5、启示：

不锈钢压力容器的渗水仍然是大问题，二级加碱调节的尺度需要把握好，可以通过控制进水PH，浓水电导，加药量需要微调，有时还需要回调。

七、案例7

关于反渗透产水口感的讨论：

在系统脱盐率达标的情况下，为什么口感会有差别，为什么反而脱盐率低一些口感反而有可能改善？

有时纯净水发甜，有是发苦，原水由于各种杂质较多并且各种味道相互掩盖，使人的味蕾受到了一定程度的蒙蔽。反渗透产水比较纯净，能够引起发苦的微量的钙镁在纯水中的相对刺激能力提高了，对味蕾的影响有所加强，舌根两侧能微微感到苦味。另外，ph对味觉得影响也比较大。

八、案例8

1、系统信息：

电镀废水，电导4000，温度31，工艺流程：砂滤--〉炭滤-〉反渗透

9支膜，3芯压力容器2：1

2、症状：

产水电导120，浓水黄色浑浊

现场检测：

SDI测不出，5秒钟膜片堵死，回收率达到了70%。

3、对策：

改造多介质过滤器和活性炭过滤器，降低SDI值，降低回收率至60%。

4、结果：

产水电导70，运行稳定。

5、启示：

与处理一定得做好，回收率不要超过太多，造成反渗透膜的负荷过大。关于各种排列的建议回收率在以后论述。

6、案例重点：关于系统回收率

（1）对于反渗透系统的回收率，很多工程公司特别是小工程公司有很大误解，普遍认为最多的数据有75%和50%。

其实系统的回收率与水源水质条件，膜的数量和流程长度，系统是否有回流等条件相关。

关于75%：条件是普通苦咸水，系统流程为12米。

（2）典型流程长度与回收率关系：

18%/1米；32%2米；50%/4米；58%6米；68%8米；80%/12米；90%/18米。

（3）典型误解：

一半一半（50%）：好多小膜系统1~2支膜，在没有部分回流的情况下，好多工程公司认为浓水和产水比例为1：1。其实这种观点是错误的，得看你用了多少只膜串联，没有回流情况下，1只膜和4只膜回收率可能一样吗？

75%（21排列）：一些人认为，我按照2：1排列了亚，应该可以达到75%回收率亚。同样，还是得看膜的串联流程。

九、案例9

1、系统背景：

自来水，电导380，温度25；系统流程：原水-〉砂滤-〉炭滤-〉反渗透；一只RE4040-BE膜。

2、症状：

调试时，压力在9公斤时，产水电导9，提高压力至12公斤时，产水电导在22。

3、现场调查：

了解到，砂滤装砂后冲洗5分钟就投运；取出膜元件在清水桶中上下冲洗，可见桶底有大量石英砂颗粒。

4、结论：由于砂滤冲洗不彻底，导致石英砂进入膜元件，在膜表面留下轻微划痕，造成压力提高时透盐率增加。

5、启示:

系统调试时，“心急吃不了热豆腐”，必须彻底冲洗砂滤和炭滤罐，特别是大的系统更是如此。

十、案例10

某60t/h反渗透系统调试指导手记：

1、系统背景：

地下水，电导700，温度19，工艺流程：原水-〉超滤-〉中间水箱-〉反渗透。

排列方式5芯压力容器，6：4排列。

2、现场低级错误：

（1）在安装时，直接就将精密过滤器滤芯1装入，冲洗管路后，滤芯糊满铁锈。

（2）靠中间水箱静压给高压泵供水，阻垢剂加药泵在2楼，而加药点在1层地面，用30米长DN20的PVC-u管连到泵前。反渗透停机后，中间水箱水位低时，管中的阻垢剂全部流出。造成下一次开机时有30min中以上阻垢剂不能加入系统。

3、启示：

调试时，列好各项备忘单，将各种可能隐患排除后再装膜投运。十一、案例11

1、系统背景：

井水，电导700，工艺流程：砂滤-〉炭滤-〉软化-〉反渗透，4支RE4040-BLR串联。

2、症状：

调试时，总产水电导20，测各压力容器电导都为20多。

3、现场检测：

注意：压力容器为两芯装的不锈钢！

取出膜元件，检查压力容器端头O型密封圈发现已经被切损坏。好多调试人员认为安装时很紧密封就会好，这是一个大误区，只有力度合适的推入才能说明密封完好。同时，发现原水电导700，而软水器后电导为1500。

4、对策：

将压力容器端头小O型圈换细一点点的，同时用甘油充分润滑后装膜；软水器彻底冲洗干净。

5、结果：

产水电导8.5。

6、启示：

不锈钢压力容器的小O型圈问题多多，同时调试时，不能心急，要把预处理彻底冲洗干净，当然包括软水器了。

十二、关于大通量有以下三点：

1、膜材料配方的微调，在同等运行条件下要获得大的通量，必须从最根本的膜材料入手，通过膜材料的优化，降低膜表面的亲水角度，膜片亲水性更好，透水性自然提高，并且膜面容易形成均匀水膜，保证了抗胶体等污染的能力。

2、涂膜工艺的改进，通过调整涂膜工艺，在保证膜面光滑度的条件下，增加了膜面的比表面积，有效透水面积有所提高。

3、给水流道调整，通过给水格网、卷制工艺调整，使布水更均匀，降低浓差极化系数，也就降低了实际渗透压阻力，同样操作压力下，水通量得以提高。

十三、关于增大膜面积

在膜材料，膜的无纺布、聚砜支撑层、PA涂层厚度不做调整的情况下，同时膜元件尺寸（体积）不变的情况下，增大膜面积，必然会导致卷膜更紧密，给水通道会有适当的压缩变窄。

给水量、产水量、压力降会有所增加，同时结垢和污堵的可能性会增大。

十四、反渗透水处理技术存在问题及改进措施

1、概述

制药生产工艺用水可分为原料药用水和制剂用水。制剂用水又分为口服药用水和注射药用水。除原料药配料用水可用自来水外，其余均须用纯水。

反渗透（RO）是水处理中高精技术，９０年代中期起在我国的医药行业得到了广泛的应用，它的使用极大地延长了传统的离子交换设备的再生周期，减少了酸碱排放量，有利地保护了生态环境。随着《药品生产质量管理规范》（GMP）技术标准的深入贯彻与实施，全国许多药厂相继进行技术改造，陆续引进国外的先进技术和装备，RO水处理技术及设备逐渐被制药行业所采用。

2、反渗透设备在应用中存在的问题

反渗透除盐较其他除盐装置，如：蒸发器、电渗析、复床等，有着独到的特点和优势，反渗透国产化的工作也日益得到重视。随着反渗透技术应用的增多，出现的问题也日益严重。近年来对反渗透水处理装置的应用进行了广泛调研，共收集了全国各地各行业的RO水处理装置99套资料，其中全套国外引进的76套，部分国产、部分引进的设备共同组成的有13套，全套设备均为国产的有10套。经整理研究发现，全套进口的正常使用率为30%；部分国产、部分引进的设备正常使用率为60%；全套国产的正常使用率为10%。

上述问题的出现主要有以下原因:

（1）全套进口设备由于原水水质的不同，缺乏技术论证及工艺修改，照搬照抄，不适合我国实情。所以反渗透进水一定要根据原水水质的不同进行预处理，以满足设备对进水水质的要求。

（2）有些技术能力较差的企业，不懂得反渗透装置膜元件及其数量的合理选择，膜元件的合理排列等，造成部分膜元件在非正常情况下运行。

（3）有些膜质量不过关。膜的质量的好坏直接影响到盐及其它杂质的去除率，美国陶氏化学公司生产的Filmtec复合膜，其截留率可稳定在90%以上。

（4）运行管理不严。系统运行时，压力要处于膜的可承受的工作压力范围，防止超强度，超负荷运行，使膜产生机械性损伤，导致泄漏发生。当反渗透系统运行一段时间后，出现制水量锐减，制水水质恶化或者压差增高时，说明膜已需要清洗，此时应将机器转换成清洗状态，使系统自行清洗，即可恢复膜的功能。

3、技术改进

（1）机械过滤器的设计

进口设备正常使用率低的主要原因是预处理设备没有结合我国原水水质差的特点，机械过滤器反冲洗不彻底，上层滤砂结块，SDI（污染指标）升高，造成了膜的污堵，影响系统运行。RO装置一般要求SDI<4（各膜元件生产商对SDI有不同的要求），要达到上述要求，通过调研及实践提出以下建议：

A、机械过滤器的选择

结合我国原水水质及设备材质、填料的情况，建议使用双层过滤料过滤器。从过滤的机理来说，应由大而小，而实际上机械过滤器都是通过上层最细的砂层来截留，故最上层砂容易堵塞、结块，水头损失增长快。若在砂上层再添加颗粒状无烟煤则增加容污能力，运行周期长，水头损失增长较慢，实践中应用效果良好。

B、机械过滤器的反冲洗

机械过滤器由于内部装填石英砂比重较大，反冲不易，许多系统运行不稳定是忽视了反冲洗彻底、干净这个过程，系统上设置的反冲装置均达不到反冲洗强度的要求，这是许多水处理设备生产厂及工程公司存在的问题。经笔者与某处理设备有限公司共同研究及实践，采用气、水反复冲洗的方法，机械过滤器污堵后的反冲洗效果十分明显，砂层清洗情况十分干净，性能恢复良好，具体措施是：

a、在设计反冲洗装置时，反冲泵、管道必须符合反冲洗量的要求，反冲洗强度为12-15Ｌ／（ｓ·㎡）；

b、采用压缩空气擦洗滤料，使滤料表面的污泥等物脱落，其强度为18-25Ｌ／（ｓ·㎡）。

（2）部填料的选择

内部填料，根据其排水结构的不同可选用不同粒径的石英砂，但最上层石英砂粒径应在0.3MM。在最上部装填0.5-1.0MM颗粒无烟煤，其高度不低于200MM。

（3）活性碳吸附的应用

活性碳吸附器主要有二个功能：

A、吸附水中部分有机物，吸附率为60%左右；

B、吸附水中余氯。对于直接抽取地下水的用户，可取消活性碳，若硬度较大则选用软水器，地表水则必须使用活性碳，因为水中杀菌剂活性余氯具有较强的氧化性，会损坏RO膜，根据RO系统进水要求余氯<0.1MG/L，所以用活性碳去吸附余氯。另外活性碳脱除余氯并不是单纯的吸附作用，而是在其表面发生催化作用，所以活性碳不存在吸附饱和的问题，只是损失碳而己。

（4）混凝药剂的选择

在机械过滤器前加入各种凝聚剂及高分子絮凝剂，以去除水中悬浮物、胶体等杂质，但如果不根据水源实情，一味地添加，不仅改善不了水质，相反会因药剂本身或药剂中所含杂质而使水中带入对ＲＯ膜有害的物质，国内有许多制药厂水处理系统存在上述问题。所以药剂的选择大有讲究。

根据ＲＯ膜的特点：

A、凝聚剂应避免使用铝盐类。铝盐类凝聚剂使凝聚过程中易产生铝胶，进入ＲＯ表面后不易清洗；

B、不应使用阳离子型高分子絮凝剂。ＲＯ膜为阴离子型，阳离子型高分子絮凝剂易与膜结合生成一种难以清洗的高分子膜。如果不重视上述情况，轻则减短膜寿命，重则部分膜元件报废。同时药剂之间的兼容性也不容忽视，如选用了ＳＴ高分子絮凝剂应配合ＡｒｇｏＡＦ１５０ｕｌ同时使用。

十五、ＲＯ系统探讨

1、保安过滤器的重要性

保安过滤器主要目的是为了保证ＲＯ进水不损坏膜组件，一般选用过滤孔径为５μｍ，根据前后压差来确定调换滤芯，压差控制在５８.８ｋＰａ以内。

滤芯使用时间也不宜过长，因为滤芯易滋长细菌，建议采用１４～１５ｔ／（ｈ·㎡）（㎡为滤芯过滤面积。）

2、阻垢剂的使用

反渗透膜污染可分为:生物污染、悬浮物污染、化学污染、胶体污染、细菌污染等。目前反渗透系统中阻垢剂使用最多的为六偏磷酸钠，但六偏磷酸钠易分解成磷酸根，而磷酸根又是细菌的营养源，所以使用不当易造成生物污染。另外六偏磷酸钠不易溶解，本身的结垢也影响系统的运行。阻垢剂同时具有：

（1）可抑制细菌生长而延长清洗周期；

（2）可防止原水中溶解和不溶解的铁形成铁胶而影响系统运行和造成膜不可逆污染；

（3）提高了饱和临界值（ＬＳＩ值可达２.５），对绝大部分原水可以不加酸，对小部分原水也可大量减少酸的投加，从而降低了反渗透出水中ＣＯ２；

（4）药剂的成份稳定，可以长时间存放及开盖使用。为了保证ＲＯ系统的正常运行，除了选用适宜的阻垢剂品种之外，还应根据原水水质对加药量进行计算。

3、大流量冲洗的配置

反渗透在水质分离过程中，膜表面含有许多污染物，由于水分离方向与水流方向呈９０°关系，所以膜表面污染物部分可通过大量冲洗来去除，实际上原来国产组装设备均忽视了该清洗装置，而进口设备上均配备了清洗装置。目前笔者接触的一些水处理设备工程公司，均已开发ＰＬＣ自控大流量冲洗系统，该套装置有利于ＲＯ膜使用寿命的延长。

4、化学清洗液的选择

ＲＯ系统在正常运行情况下，每年只需清洗３－４次，不同的污染应选用不同的药剂。国内一般选用柠檬酸及ＥＤＴＡ为主要成份，但往往清洗效果不佳，而进口清洗液清洗效果明显。

5、反渗透装置的设计

ＲＯ装置设计计算有一套复杂的计算方式，目前国外各膜元件商均已开发了专用软件，只要设计人员根据原水水质报告及各膜元件性能初步确定方案，然后将原水水质输入电脑，由程序软件来验证初步方案的可行性，若不行则发出警告，并告之哪一部分设计不合理。另外设计者应根据膜元件使用手册中的要求，注意设计应配备的各种保护措施。

6、混床紫外线杀菌器及膜滤的选用

混床是提高水质的最终手段，紫外线杀菌器能杀灭水中的细菌，然后通过膜滤，去除细菌尸体，这几套设计均可采用常规产品，在此不作叙述。

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