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1.水的理化性质概述水的分子式为H2O，相对分子质量为18.015，常温下是无色、无味、无臭的透明液体，纯水几乎不导电。（一） 溶液、饱和溶液、溶解度由两种或两种以上物质组成的均匀而稳定的体系叫做溶液。在一定的条件下，物质的溶解和结晶达到平衡时的溶液叫做饱和溶液。在一定温度下，饱和溶液中所含饱和物质的量，称为该物质在该温度下的溶解度。（二） 毫克/升、ppm 毫克/升是表示水中某种物质含量多少的单位。水的单位体积常用升表示，而水中含有的物质的量通常采用克来表示。由于一升水的体积通常为1000克，故1毫克/升的杂质相当于水中含有百万分之一份杂质，故单位ppm在表示水中杂质时与此相当。（三） 天然水的杂质 天然水中的杂质，按照其颗粒大小不同可以分为三类：颗粒最大的为悬浮物质，粒径约在10-4mm以上，肉眼可见。这些微粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌以及有机物等组成；其次为胶体物质，粒径在10-410-6 mm。胶体是许多离子和分子的集合物。天然水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物，有机胶体物质主要是腐殖质；颗粒最小的是离子和分子，称为溶解物质，粒径10-6mm，主要是溶解于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。天然水在大自然的循环过程中，无时不与外界接触，在与地面、地层接触时，溶解了土壤和岩石，卷带了各种悬浮物质；水溶解了来自空气的和有机物分解出来的气体；水还经常受到工业废物、排出物、油状物及工艺加工的物料所污染，使水中杂质的成分变得非常复杂。（四） 含盐量、电导率水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类的数量。由于溶解盐类在水中一般以离子的形式存在，也可以表示为水中各种阳离子和阴离子的量的和，其单位是mg/L。由于溶解盐类在水中多以阴离子和阳离子形态存在。当水中插入一对通电电极时，在电场作用下，带电离子会产生定向移动，使水具有导电的性质，导电性能的强弱就用电导率来表示，其单位是s/cm。水的含盐量越大，一般说来，电导率也越大，但由于不同的离子导电性能和质量均不同，故含盐量与电导率并无严格的对应关系。（五） 水的浑浊度水中存在的悬浮物及胶体状态的微粒使水产生浑浊，其浑浊的程度称为浑浊度。生活饮用水的浑浊度规定不可超过5度。（六） 水的硬度水中的钙离子与镁离子同一些阴离子结合在一些,在水加热或浓缩时会形成水垢。水中的钙与镁的含量和就是水的硬度,用mmol/L表示,通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度,单位为mg/L CaCO3。（七） 水的碱度水的碱度是指水中能够接受H+与强酸进行中和反应的物质含量。在天然水中，碱度主要由HCO3-的盐类组成。单位为mmol/L。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/L CaCO3。（八） 水的pH值 水的pH值是表示水中氢离子浓度的负对数值，表示为 pH= - Lg H+氢离子的浓度是水的酸碱性的标志，当H+的浓度为10-7mol/L时，水呈中性。H+越多，水的酸性越强，反之水的碱性越强。对应pH表示即为当pH为7时，水呈中性。当pH为0-7时，水呈酸性，为7-14时，水呈碱性。2.天然水中的杂质对水质的影响 （1）悬浮物质： 泥沙、粘土：使水浑浊、产生粘泥 藻类及原生动物：使水有色度、有臭味、浑浊并产生粘泥 细菌：致病、产生粘泥、产生腐蚀 其它不溶物质：产生沉积 （2）胶体物质 溶胶（如硅胶）：致使结垢高分子化合物（如腐殖酸胶体等）：使水浑浊、产生吸附和沉积 （3）溶解物质： HCO3-、CO32-、OH-：使水具有形成碳酸盐垢的倾向，例如碳酸钙、碳酸镁。 SO42-：使水具有形成硫酸盐垢的倾向,例如硫酸钙、硫酸钡。 Cl-：产生金属腐蚀。 F-：过量可致病。 Ca2+、Mg2+：可能形成结垢。 Fe3+、Mn2+：产生气味，腐蚀金属，并可能形成氢氧化物沉淀。 CO2：降低水的pH。O2：腐蚀金属。3.预处理系统全适的预处理对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保产品水（渗透水）维持稳定；脱盐率维持在某一值上的时间长；产品水回收率可以不变；运行费用做到最低；膜使用寿命较长等。具体来说，反渗预处理是为了做到：（1） 防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。（2） 防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐如CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2等沉积在膜表面上，因此要防止这些难溶盐生成。（3） 确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。3.1多介质过滤水处理技术 天然水，特别是地面水，常含有大量大颗粒悬浮物质，如泥沙、粘土、有机物等，这些杂质的存在，不仅增加后置的精处理设备的负担，而且对精处理设备也会造成危害。例如反渗透、电渗析、离子交换床等都有可能被这些杂质污堵。 对于这部分杂质的去除，通常采用多介质过滤，对于原水胶体含量较高的原水，有时还要加絮凝剂。 在多介质过滤器里，不同粒径，不同材料的滤料（通常是石英砂、锰砂等）由上到下、由小而大依次排列。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤 。 通过多介质过滤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，把水的浊度降低。过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除，并为滤后的消毒创造了良好的条件。 在多介质过滤器运行一段时间后，由于表层截留了大量悬浮杂质，流经的水的压力损失将增大，并且部分截留物质可能透过滤层，污染出水水质。因此，多介质过滤器需定期反冲洗，以除去截留物。 反冲洗的周期随入水浊度的增加而缩短，要在运行中根据实践经验制定。反冲洗流速一般要高于运行流速，该值需要通过观察反冲效果调速。多介质过滤器运行较长时间时，会有部分滤料被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充或更换滤料。活性炭过滤技术活性炭过滤的做用是脱除水中的微量污染物和对反渗透膜产生损害的游离氯。活性炭是一种非极性吸附剂，外观为暗黑色，粒状。主要成分炭、氧、硫、氢，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。具有巨大的比表面积和发达的微孔，微孔直径为2030埃。此外，活性炭的表面有大量的羟基和羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。因此，可以脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。活性炭过滤器在运行过程中需要定期反冲洗，以恢复一定的过滤能力。运行较长时间时，会有部分滤料形成的粉末被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充滤料。运行更长时间(视原水水质而定，一般为2-3年)后，活性炭滤料会部分或全部失效，此时需进行再生处理或彻底更换滤料。软化技术简介 原水经多介质过滤、活性炭过滤后，大部分颗粒较大的物质已被除去，但却无法去除水中溶解态的物质，比如说钙镁。天然水中的钙镁含量是比较高的。这样的水使用在反渗透时，会在反渗透膜表面形成水垢，严重影响设备出水的水质和水量，严重时可能造成运行事故。针对这样的水有多种处理方法，常用的是药剂法和软化法，由于软化法的效果比较理想同时效果容易监控和测量所以我们选择软化作为反渗透预处理。 钠离子软化是利用离子交换树脂上的阳离子将水中的钙镁及其它可交换离子交换，降低水的硬度。离子交换树脂是一种带有活性基团的高分子化合物，当它与水中的钙镁离子接触后，高分子链上的活性基团就会置换水中的钙镁离子，链上的钠离子就会进入水中。从而达到软化的效果。阳离子交换树脂在工作一定时间后会吸附饱和，即不再吸附水中的钙镁离子。此时，离子交换树脂需要再生。再生是使用高浓度的含有Na+的溶液（食盐溶液即可）清洗失效树脂，使交换反应逆转，将Ca2+、Mg2+等重新洗脱下来随水排放掉。 树脂的再生周期取决于树脂的工作交换容量和原水硬度等可交换离子的浓度，实际生产要在根据经验估算的基础进行运行实验。 离子交换树脂运行过程中要防止氧化及污染对树脂寿命的影响。对于强酸性阳离子交换树脂，主要的污染有游离氯等氧化性物质的氧化，铁、铝对树脂有难逆转的污染。避免的方法是在污染物含量高时采取相应的处理方法去除。如果树脂被污染，可采用特定的方法复苏，但不可能完全恢复。 树脂在运行中会有部分磨损，应每半年检查一次，补足数量。精密过滤器 精密过滤器过滤精度为5微米，它作为RO入水进一步去除浊度的精密过滤装置。这台精密过滤器装有一支0.5米长的纤维滤芯。精密过滤器在使用前应先打开顶部的红色排气阀，使精密过滤器中的气体全部排出。运行时观察在通过定量水时过滤器前后的压力差，当过滤器前后的压力差比运行初期增加0.05MPa时，应考虑更换。此 时将过滤器的进水阀门关闭，将过滤器上封盖打开检查滤芯，观察污染情况并记录，然后更换滤芯。一、反渗透设备运行原理渗透是一种物理现象，当两种含有不同盐类浓度的溶液用一张半透膜隔开时会发现，含盐量少的一边的溶剂会自发地向含盐量高的一侧流动，这个过程叫做渗透。渗透直到两侧的液位差（即压力差）达到一个定值时，渗透停止，此时的压力差叫渗透压。渗透压只与溶液的种类、盐浓度和温度有关，而与半透膜无关。一般说来，盐浓度越高，渗透压越高。渗透平衡时，如果在浓溶液侧施加一个压力，那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透，这个渗透由于与自然渗透相反，故叫反渗透（Reverse Osmosis)（参见渗透净水过程示意图）。利用反渗透技术，我们可以用压力使溶质与溶剂分离。膜的两侧是两种不同浓度的液体，自然状态下，水作为溶剂会从浓度低的一方通过膜而到达浓度高的一方，原因在于膜的两侧存在浓度差。利用膜法过滤水中的杂质，在含杂质的水的一方（浓度高的溶液一方）对溶液施加一定的压力，水经过膜到达浓度低的一侧，水质得到净化。反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。 在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。反渗透优点:* 连续运行，产品水水质稳定* 无须用酸碱再生，不会因再生而停机* 节省了反冲和清洗用水* 以高产率产生超纯水（产率可以高达95%）* 无再生污水，不须污水处理设施* 无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施* 减小车间建筑面积* 使用安全可靠，避免工人接触酸碱* 减低运行及维修成本* 安装简单、安装费用低廉二、反渗透设备的运行参数当原水的水质为地表水时，以一般的化水处理工艺为例。位于主管上的设备一般为一用一备式，这样既保证系统长期有效运行，又为设备维修提供便利。多见于预处理段如：请水泵，多介质过滤器。反渗透设备中的保安过滤器过滤精度一般选用5m或者10m两种。一般对应100t/h的系统出力，选用两台5m的保安过滤器，型号为800的，其滤芯装填数量约为90支/台。当保安过滤器的压差达到0.1MPa左右的时候，说明保安过滤器的滤芯的纳污能力已经接近饱和，需要更换。高压泵选型由反渗透产水量和管道流速决定。反渗透的低压管道的流速一般1.5-2m/s，而高压管道的流速一般为3m/s。为进水流量的实际要求为100/75%=134t/h左右，我们选用出力为150t/h的高压泵，留有一定的余量，一般选用高压泵不宜将高压泵得满载工况对应于系统的处理要求，设置高压泵时留有一定得余量是保护高压泵良好运行得保证。同时也能够适应系统运行中出现的波动。高压泵前后设置高低压保护开关，在反渗透和高压泵之间设置电动满开门。这样的设置在启动高压泵的时候起到了保护高压泵和反渗透系统的作用。反渗透的进水温度一般须控制在20左右（对于卷式膜来说45是其温度上限），如果达不到这个温度需要在工序前端加装换热器。反渗透对进水水质的要求一般为进水浊度1NTU,进水的SDI值不大于5。一级两段式工艺为反渗透的传统工艺，其回收率一般可达到75%80%，如果需要更高的回收率时则需要反渗透的级数更多。而系统脱盐率一般可以达到97%以上，单只膜的脱盐率一般可以高达99.5%以上。系统的进水压力一般在10bar左右，单只膜的最大容许压差为10psi，如果压差增大，则说明系统内膜原件可能被污染。当系统正常运行时，产品水的通量一般为8-14gfd，产水量下降可能表明膜原件发生污堵。反渗透主体设备中的压力容器为玻璃钢材质，这样可以避免在外部环境温度的变化而导致的压力膜壳的伸缩而带来的泄漏。单套的反渗透系统中所需要的膜原件数量要根据对应膜原件的设计软件来确定，在此之前需要明确的是原水的水质以及系统的出力，还有就是设备的具体流程。现在一般的八英寸的压力容器可以填装六只膜原件。设计对应100吨出力的系统在采用传统的一级两段式排列之后对应的压力容器的排列大致上为12：6（级段式中压力容器排列的具体比值需要通过设计软件得到），即一段为12支压力容器，二段为6支压力容器。对应原水水质为地下水，选用陶氏的BW30-400型膜原件。共用反渗透膜原件108支，每只膜的有效膜面积为35m2左右，单只膜原件的出力约为0.9吨/支小时。可以按此值大概估算对应产水量所需要的膜原件数量。每套RO系对应的基本的阀门有:RO进水电动慢开门，产水送出电动门，产水排水电动门，浓水排水电动门，产水逆止阀，浓水调节阀，清洗进、回水阀，清洗水箱进水阀。一般单套系统对应的表记有: 产水、浓水流量表，进水产水电导表，RO本体压力表。其中流量表和电导率一般采用signet的8550+探头(液晶数显)，便于控制。气动阀门的工作压力为0.5MPa左右。管道设计中涉及到高压管道和低压管道之分，低压管道的设计流速一般为1.5m/s，且水压一般不高于10kg压力。而高压管道的流速一般不低于2.5m/s。根据反渗透计算书中得出的数值，当系统运行中当设计的系统倾向于结垢时（即LSI0,或者饱和指数1时），表明系统运行时需要投加一定的药剂才能保证系统得稳定运行。在反渗透阶段一般投加的药剂为阻垢剂，阻垢剂的投加量可以根据水质的特点而具体算出，一般复合性质的阻垢剂的投加量为2-3mg/l左右，此加药剂量不适用于浓缩液型的药剂。系统冲洗的进水量一般为正常运行时的2倍左右，系统反洗时的水量需求一般为正常时产水量的4倍左右。当用户对反渗透出水水质中CO2的含量有特殊要求时，在中间水箱上方优先考虑加装除碳器，便于产水中CO2的吹脱。判断根据反渗透设计计算书得出的产水水质为标准，一般的产水中的CO2的含量不能大于5PPm。其选型根据RO的产水量来决定。高压泵保护连锁鉴于高压泵在反渗透系统的重要地位，在本套控制系统中，设立高压泵保护连锁控制。这个控制主要包括高压泵进口压力低保护、高压泵出口压力高保护两部分。a. 高压泵进口压力低保护据以往经验高压泵有超过25的故障是由于干转引起的。泵中的液体停滞失去后，轴封和轴承会在很短的时间内烧毁。因此正是基于以上的原因为保障高压泵的使用寿命，在高压泵进口处设计有保护用的压力开关。这个压力开关是安装在与高压泵进口呈水平的进口管道上，用以间接反应高压泵进口的液体情况。在压力开关检测到低压力情况时，意味着高压泵里面没有液体或液体极小，PLC系统马上自动下达系统停车指令。保证了高压泵不会干转，避免高压泵的烧毁。b. 高压泵出口压力保护膜系统如果长时间处于高压运行的状况，会导致膜系统的使用寿命降低，甚至会出现生产故障。就此设计有高压泵出口压力保护用以保证膜系统一直运行在恰当的工作压力范围内。当出口压力开关检测到高压力信号，并且这个信号持续超过4秒时，PLC系统自动报警，并下达停车指令，从而确保反渗透系统的安全运行。3.2.3反渗透膜保护反渗透膜是反渗透系统的核心部分，因此反渗透膜的保护措施至为重要。为此设计有防冲击保护、防堵塞保护、冲洗保护等3套保护以保障反渗透膜的安全运行。防冲击保护在反渗透系统启动时（高压泵启动时），由于水流的特性，常常会因水锤效应或过分水流冲击，从而造成对膜元件产生水利冲击负荷。这一现象的产生有机会导致反渗透膜元件袋及其连接件破损。因此，在高压泵出口安装有电动慢开阀，在高压泵启动时，连锁开启慢动阀，以避免产生水锤和过分的水流冲击。防堵塞保护为了保证反渗透膜系统运行在安全的工作压力范围内，设立本套保护。当渗透膜的两端压力差，高于系统所规定的允许值后，PLC系统自动下达停车指令。并发出警报，提示操作员对反渗透膜进行清洗处理。启停连锁保护经常性的冲洗是减少反渗透膜堵塞的最有效手段。为此设计有本套冲洗保护。在自动控制方式时，PLC系统获得膜系统启动指令后，自动顺序打开膜系统的冲洗阀，启动反渗透系统冲洗泵，对反渗透系统进行了20秒的冲洗后，顺序关闭冲洗阀及冲洗泵，连锁启动高压泵及慢开阀。PLC系统获得膜系统停止指令时，自动连锁关闭高压泵及慢开阀，顺序打开冲洗阀及冲洗泵，对反渗透系统完成20秒的冲洗后，顺序关闭冲洗阀和冲洗泵。同时，设计有长期停运选择（即准备长时间，大于3天，停运）。在长期停运方式没被选择时，PLC系统将每隔3小时的期限对停运的反渗透系统进行冲洗。若果长期停运方式被选择，PLC将不会对系统作定时限的冲洗。反渗透系统运行数据采集本套控制系统将完成对除盐水系统的运行数据的采集工作，这些运行数据包括预处理出口水的导电度、纯水导电度、纯水流量、盐水流量、反渗透膜出入口短压力等，以便对系统的产水量即盐透率进行“标准化”。四、设备运行调试须知1）反渗透设备的调试2）泵的调试启动器准备： 实验电机的转向是否正确，从电机的顶部往泵看位顺时针转动，实验时间要短，以免机械密封干磨损。 打开排气阀是液体充满整个泵体，待满后关闭排气阀。 用手盘动泵使润滑液进入机械密封端面。 高温型应先预热以使各部位受热均匀。启动： 全开进口阀 关闭吐出管路阀门 启动电机，观察泵是否运行正常 调节出口阀之所需工况点 检查轴封泄漏情况，正常识应该小于三滴每分钟 检查电机轴承处的温度应小于70度。3）仪表的校正仪表从出厂时带有出场设置，但是当仪表运用到实际的工程现场，因为对应的工程和工艺的特殊性等都需要将仪表和工艺要求相对应起来，表记的校正和调试对整个工艺流程来说很重要，调试的目的就是让这些表计的结果准确显示工艺实际运行情况。以signet流量表为例，对于仪表的初次校正，分以下几部分：1) 打开仪表通过显示表，常按enter键，五秒之后进入设置菜单，然后利用上下键调节表记的具体设置项，利用左右键调节表记相应项目的具体参数与计量范围。五、设备的保养和维护 反渗透设备的保养和维护有多种方法可以降低地表水反渗透系统的污染速度。这些方法包括伺服运行时的浓水再循环，停运后的低压冲洗，停运期间的定期低压冲洗以及定期消毒。建议采用RO产水对膜原件进行冲洗和短期浸泡。RO产水可以抑制细菌的生长，而且还可以溶解膜表面的沉积物使其松动。浓水再循环的优点是提高了横向流速，从而可冲洗掉膜表面的污染物，其缺点是使RO的给水泵的负荷增大，而且产水中的含盐量也会增加。停运后的冲洗可以将污染物及浓水从膜原件冲出来，并阻止膜原件内部微生物的滋长，一般这样的冲洗最多时为8小时冲洗一次。通过定期消毒来控制两次冲洗之间间隔时段的微生物滋长。在运行状态时连续消毒是工艺设计中所关心的最新领域，醋酸纤维膜有其固有的杀菌优点。而对于CPA3膜，在运行时使用氧化型杀菌剂就会受到限制。在不含铁的给水中氯的量最好控制在0.05PPm，过氧化氢控制在0.5PPm左右，这在多数反渗透系统中很难做到。不同的地区水质千差万别，不同的系统设计之中带有的问题也是各式各样的，所以对于不同客户的系统因该首先依据其特有的水质和工艺特征来具体维护系统。针对地方水质的高性能的膜原件、性能较好的药剂以及标准化的设备是长期良好运行的保证。系统的保运可以从以下几点谈起：1）首先详细的了解水质的特征，在工艺设计中充分考虑到水质的特殊性，调节某环节的余量，优化设计方案。2）根据水质的特性制定相应得药剂方案，包括详细的加药种类和加药量。3）建立系统长期运行的档案数据，当系统出现问题时根据数据的具体变化得出准确结论，给与适当的解决办法。4）适当的清洗系统：一般系统的脱盐率下降了原来的10%15%，或者是产水量降低了10%15%，都认为系统需要清洗以获得性能的恢复。根据膜原件的不同，清洗的方式也不尽相同，以海德能的在线清洗建议为例一般的垢类包括碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢硅垢和有机沉淀物。而对于一般的垢类可以用柠檬酸以及碱类溶液清洗，对于有机物可以用杀菌剂和EDTA溶液清洗。 泵的保养和维护一） 运行中维护1） 进口管道必须充满液体，禁止泵在气蚀状态下长期运行2） 定时检查电机电流值，不得超过额定电流值3） 泵长期运行后由于磨损而造成电机噪音太大应停车检查，必要时更换零件及轴承，机组大修期为一年。二） 机械密封维护1） 机械密封润滑剂应清洁无颗粒2） 严禁机械密封在干磨的情况下工作3） 启动前先盘动泵几圈，以免造成石墨圈断裂损坏4） 注意机械密封泄漏量，超出范围应予以检查。 阀门的维护1） 要保持阀门内的清洁。2） 起吊时，绳子不要系在手轮或阀杆上。3） 安装前要确认阀门工作正常。4） 焊接时，焊机地线必须搭在同侧焊口的钢管上，防止电流击伤阀门。5） 中、小口径阀门焊接过程中宜对阀门采取冷却措施。6） 管路中不经常启闭的阀门要定期转动。另外，使用中还有环境对阀门的腐蚀及防护问题、介质对阀门内部的腐蚀及防护问题、温度压力问题以及密封与泄漏问题等等。六、反渗透设备产生故障的原因以及故障的排除1）反渗透的故障及其诊断确定问题：l 反渗透系统是否运行不正常 ？l 反渗透系统是否在正常停机中停机时间过长 ？l 反渗透预处理阶段化学加药系统是否正常 ？l 是否在适当的进水温度，TDS和pH条件小运行 ？l 确定水的流量和水的回收率是否适当 ？l 确定所有的仪器是否校准 ？l 逐段及逐个压力容器测定产水水量 ？l 检查每支压力容器的密封是否有损坏 ？l 检查反渗透的进水保安过滤器中是否有污染物 ？l 检查反渗透膜原件是否有损坏 ？l 采样分析反渗透进水，浓水和产水的水质。并将水质分析结果与反渗透设计计算书的结果相比较。以标准化的产水水质、流量和压降变化为基础，确定可能的污染物。对预测的污染物进行清洗 ？l 分析清洗液中所含的污染物的，并分析清洗液的颜色和pH值的变化。l 将反渗透膜进行非破坏性分析，确定清洗方案。l 最后进行膜原件剖析，分析膜污染。2）常见的反渗透污染现象A膜降解l 水解（有过低或过高的pH值造成）l 氧化（Cl2，KMnO4，H2O2）l 机械损坏（产生背压、膜卷突出、过热、由于细沙和碳料造成的磨损）B. 沉淀物沉积l 碳酸垢，硫酸垢、硅垢C胶体沉积l 金属氧化物（Fe，Zn，Al，Cr），污泥D有机物沉积l 天然有机物（腐殖物和灰黄素）l 油类（泵密封泄漏）l 过量的阻垢剂成铁沉淀l 过量的阳离子聚合物（来源于预处理的过滤器）E. 生物污染l 复合膜（CPA，ESPA，ESNA）表面形成生物粘泥l 细菌对醋酸膜（CAB）的侵蚀l 藻类，真菌反渗透故障一览表可能的原因可能的发生点进水与浓水间压差产水流量盐透过率金属氧化物第一段正常或增加降低正常或增加胶体物质第一段正常或增加降低正常或增加结垢最后一段增加降低增加生物污染任何一段正常或增加降低正常或增加有机污染所有各段正常降低降低或增加氧化物、如Cl第一段最严中正常或降低增加增加碳粒，污泥磨损第一段最严重降低增加增加O型圈泄漏随机分布正常或增加正常或增加增加回收率过高所有各段降低正常或降低增加3）如何减少故障和降低反渗透清洗频率l 在取得水质全分析的基础上设计反渗透系统l 在进行反渗透设计前明确进水的SDI值l 如果水质变化要在设计中作相应的调整l 必须保证良好的预处理效果l 选择正确的膜原件，CAB或者是LFC1对处理比较复杂的地表水和污水更为适用l 选择比较保守的水通量l 选择合理的水回收率l 设计足够的横向流速和浓水流速l 对运行数据标准化4）反渗透系统的标准化使用计算机记录反渗透系统运行的数据的变化趋势，监测反渗透设备的运行A. 标准化由于下列原因导致反渗透系统性能发生变化：l 基本设计参数如温度、使用年限、进水TDS、回收率水通量等的变化即：系统发生变化是正常的。l 膜原件发生污染和结构即：需要清洗l 膜原件降解即：需要更换膜原件B. 标准化后的特征l 通常CAB膜原件的盐透过率为每年增加大约30%l 通常CPA膜原件的盐透过率为每年增加大约15%l 通常反渗透膜原件每年产水量减少5-10%l 标准化的真正意义在于了解变化趋势l 下降15%或者压降增加15%都表明需要再次清洗七、膜的离线清洗在系统性能发生一定的衰退之后通过在线清洗已经无法恢复的时候，说明系统的运行存在很大问题，这时候的解决办法就是将膜原件更换或者是离线清洗。因为在线清洗很难做到使污染的膜的性能得到完整的提升，由于在压力容器内膜的排列有前有后，在线清洗的时候有时候只是把前段的膜原件的污染推到了后面的膜原件中而没有真正将污染洗出来。所以离线清洗相比之下可以有效地去除膜污染。离线清洗的具体步骤主要有： 确定膜污染的具体类型。有时候膜污染的类型是复合污染，光凭外观难以判断其主要类型的时候就需要将典型的污染膜解剖开，便于分析垢类的成分。 垢类的具体分析。通过对膜污染的具体的系统分析，定量定性分析之后，向对应得给出清洗的具体方案。 性能恢复清洗，根据得出的结论对不同的膜给与不同的清洗方式，在不损坏膜本体结构的同时最大限度的恢复末的性能。 在膜的性能得到恢复的同时必须寻找到造成膜污染的主要原应，对原系统进行必要的改造以提升系统稳定运行的能力。具体的清洗方法为：清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环1） 用泵将干净无游离氯的反渗透产品水从清洗箱打入压力容器并排放几分钟。2） 用产品水在清洗箱中配制清洗液。3） 将清洗液在压力容器内循环一小时或设定的时间。对于八英寸的膜原件来说，一般的流速为135-150l/min4） 清洗完成后排净清洗箱进行冲洗，然后清洗箱中充满干净的产品水以备下一步冲洗。5） 用泵将无cl的产品水从清洗箱打入到压力容器中并排放几分钟。6） 在冲洗后，在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统至产品水清洁无泡沫。大约15-30分钟。膜污染类型判断方法:污染物一般特征处理方法钙类沉淀物（CaCO3或Ca3(PO4)2）一般发生在第二段脱盐率明显下降系统压降增加系统产水量稍降一号溶液氧化物（铁、镁、铜等）脱盐率明显下降系统压降明显升高系统产水量明显下降同上多种胶体（铁、有机物以及硅胶体）脱盐率稍有下降系统压降逐渐上升产水量逐渐减少二号溶液CaSO4一般发生在系统的第二段脱盐率明显下降系统压降稍有升高系统产水量稍有降低同上污染严重时用三号有机物沉淀脱盐率可能下降系统压降逐渐升高系统产水量逐渐降低同上细菌污染脱盐率可能降低系统压降明显增加系统产水量明显降低依据可能的污染悬着三种溶液中的一种对应清洗溶液配制方法：清洗液成分配制100gallon，379L溶液pH调节一号柠檬酸7.7公斤用氨水调节至3.0无游离Cl2的反渗透产品水100gallon二号三聚磷酸钠7.7公斤用硫酸调节至10.0EDTA四钠盐3.18公斤无游离Cl2的反渗透产品水100gallon三号三聚磷酸钠7.7公斤用硫酸调节至10.0十二烷基苯磺酸钠0.97公斤无游离Cl2的反渗透产品水100gallon备注：1） 膜的清洗频率一般为三个月或更长时间一次。频繁的清洗会对膜造成物理性的不可恢复的损伤。膜清洗一般依循的规律是先碱洗后酸洗的（四）反渗透装置的操作规程1.反渗透装置开启之前，必须检查经过预处理的来水是否达到反渗透装置进水指标要求，否则设备不得投入使用。2.在任何情况下，反渗透装置周围的环境温度不得低于0,最高温度不得超过45，水温应控制在2025为宜。3.检查各管路、阀门是否按工艺要求启闭正常，供电是否可靠（有无更改相序）。4.在RO装置初次启动前，RO装置所有阀门呈全闭状态。5.要启动RO装置，必须把原水泵、石英砂过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器等预处理设备的进出水阀开启；高压泵后的RO进水阀，RO浓水调节阀，RO产水阀等阀门也开启。（注意：调试时这些阀门已经调好，启动RO系统时不需要再开启，但开机前应该确认这些阀门处于开启状态，否则容易憋压造成系统的损害）。6.打开保安过滤器的放气阀、排污阀，待放气阀出水后，关闭放气阀。当取样水质合格后，关闭排污阀，预处理给水压力应使保安过滤器出口压力表指示在0.150.3MPa范围内。7.把系统开关打到系统自动档，系统会自动运行：原水泵启动；当压力达到低压开关的范围后，高压泵启动，延时（5秒）高压泵由星型转为三角型，然后系统正常运行，直到产水水箱满水，后系统自动停止；当水箱缺水系统又会自动运行起来。8.系统稳定运行后，记录所有运行参数（压力、流量、电导率），RO装置开始正常制水。9.反渗透系统正常工作时，每2小时自动打开浓水电磁阀，清洗水箱的水低压冲洗膜表面。10水量控制：反渗透产水38.5T/H，浓水排放流量12.8T/H， (五).保养和维修1.随着运转时间增长，膜表面将附着沉淀物，影响透水量，需要定期清洗反渗透膜元件。通常每隔46个月也需清洗。2.高压泵要按设备说明书要求经常检查维修。3.定期校验和检查各压力表，使之正常、准确地工作。对于需校验的仪表，操作人员应预先提出要求。(六).反渗透装置的保养A.反渗透装置如短期退出运行（不超过7天），每天可用保安过滤器出水冲洗0.5小时，然后关闭所有阀门，以保证组件中充满水。B.反渗透装置如长期退出运行（超过7天），应采用1的甲醛溶液，充满反渗透组件，然后关闭所有阀门，每月检查一次，夏天控制环境温度，以防霉变，冬季防冻，必要时可加入1020甘油溶液。C.保存用水最好用反渗透淡水配置的溶液（反渗透运行48小时以后）。（七）.反渗透装置的清洗方法1、反渗透膜元件的污染物在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不在早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。2、污染物的去除污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现，有时亦可通过改变运行条件来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗： 在正常压力下如产品水流量降至正常值的1015%；为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了1015%；产品水质降低1015%；盐透过率增加1015%；使用压力增加1015%；RO各段间的压差增加明显3、常见污染物及其去除方法a、碳酸钙垢在阻垢剂添加系统出现故障时或加酸系统出现故障而导致给水PH值升高，那么碳酸钙就有可能沉积出来，应尽早发现碳酸钙垢沉淀的发生，以防止生长的晶体对膜表面产生损伤，如早期发现碳酸钙垢，可以用降低给水PH值至3.05.0之间运行12小时的方法去除。对沉淀时间更长的碳酸钙垢，则应采用柠檬酸清洗液进行循环清洗或通宵浸泡。b、硫酸钙垢清洗液2（参见表2）是将硫酸钙垢从反渗透膜表面去除掉的最佳方法。c.氧化物垢可以使用上面所述的去除碳酸钙垢的方法，很容易地去除沉积下来的氢氧化物（例如氢氧化铁）。d、硅垢对于不是与金属氧化物或有机物共生的硅垢，一般只有通过专门的清洗方法才能将它们去除，有关的详细方法请与新泰隆公司联系。e.沉积物有机沉积物（例如微生物粘泥或霉斑）可以使用表2所列之清洗液3去除，为了防止再繁殖，可使用经新泰隆公司认可的杀菌溶液在系统中循环、浸泡，一般需较长时间浸泡才能有效，如反渗透装置停用超过三天时，最好采用消毒处理，请与新泰隆公司会商以确定适宜的杀菌剂。清洗液清洗反渗透膜元件时建议采用所列表2中列举的清洗液。确定清洗液前对污染物进化学分析是十分重要的，对分析结果的详细分析比较，可保证选择最佳的清洗剂及清洗方法，应记录每次清洗时清洗方法及获得的清洗效果，为在特定给水条件下，找出最佳的清洗方法提供依据。对于无机污染物建议使用清洗液1。对于硫酸钙及有机物建议使用清洗液2。对于严重有机物污染建议使用清洗液3，所有清洗液可以在最高温度为104F在（40C）下清洗60分钟，所需用品量以每100加仑（379升）中加入量计，配制清洗液时按比例加入药品及清洗用水，应采用不含游离氯的反渗透产品水来配制溶液并混合均匀。如果需要其它有关信息，请与新泰隆公司技术服务部门联系。表1 反渗透膜污染特征及处理方法污染物一般特征处理方法钙类沉积物（碳酸钙及磷酸钙类，一般发生于系统第二段）脱盐率明显下降系统压降增加系统产水量稍降用溶液1清洗系统氧化物（铁、镍、铜等）脱盐率明显下降系统压降明显升高系统产水量明显降低用溶液1清洗系统各种胶体（铁、有机物及硅胶体）脱盐率稍有降低系统压降逐渐上升系统产水量逐渐减少用溶液2清洗系统硫酸钙（一般发生于系统第二段）脱盐率明显下降系统压降稍有或适度增加系统产水量稍有降低用溶液2清洗系统污染严重用溶液3清洗有机物沉积脱盐率可能降低系统压降逐渐升高系统产水量逐渐降低用溶液2清洗系统污染严重用溶液3清洗细菌污染脱盐率可能降低系统压降明显增加系统产水量明显降低依据可能的污染种类选择三种溶液中的一种清洗系统表2 建议使用的常见清洗液清洗液成 份配制100加仑（379升）溶液时的加入量PH调节1柠檬酸反渗透产品水（无游离氯）17.0磅（7.7公斤）100加仑（379升）用氨水调节PH至3.02三聚磷酸钠EDTA四钠盐反渗透产品水（无游离氯）17.0磅（7.7公斤）7.0磅（3.18公斤）100加仑（379升）用硫酸调节PH至10.03三聚磷酸钠十二烷基苯磺酸钠反渗透产品水（无游离氯）17.0磅（7.7公斤）2.13磅（0.97公斤）100加仑（379升）用硫酸调节PH至10.0 四、混合离子交换部分 （1）概述及外形图： 混床为不锈钢圆柱形密封容器，是纯水和超纯水制备的关键设备，床内装有混合的H+型强酸阳离子和OH-型强碱阴离子树脂，原水通过混合树脂层，水中的阴阳离子被树脂中的H+、OH- 离子所交换，而除去原水中的溶解性固体，包刮可溶性硅。混床中的阴阳树脂在产水过程中不断地进行离子交换，处理一定的水量后，树脂处于饱和状态，阴阳树脂饱和后，分别用氢氧化钠进行再生阴离子树脂、盐酸溶液进行再生阳离子树脂，床体内树脂的使用情况可用电导率仪的测量结果得到，并决定树脂是否需要再生。（2）操作运行： I正常工作： 打开出水阀，然后缓慢打开进水阀，调节至合适流量，同时观察电阻率是否正常（本工程要求电阻率8M.cm，当水质电阻率降至不符合要求时，需进行再生。II再生前配置酸碱方法及规则： （a）配置酸碱时应戴上护目镜、橡胶手套和口罩； (b) 配酸时，应将酸到入水中，严禁颠倒，以防烧伤 事故； (c) 酸溅在衣服上，应用0.5%的稀氨水清洗，溅在皮 肤上，应用水冲洗，再用1%碳酸氢钠或碳酸钠溶 液擦洗，最后用水冲洗； (d) 碱溅在皮肤上应用水冲洗；注：本混床再生时需用浓度30%以上HCL（化学分析纯）；用98%NaOH（化学分析纯