反滲透設備

反滲透膜是為了實現水溶液的反滲透現象，采用特殊工藝人工合成的一種半透膜。反滲透膜的孔徑為0.0001微米(μm)，只有水分子才能通過，而其溶質不能通過反滲透膜。在純水機的凈水系統(tǒng)中，反滲透膜專指成形的反滲透膜濾芯。反滲透膜濾芯是純水機凈水系統(tǒng)的核心部件，只有使用了反滲透膜，才能稱為純水機。RO膜可以去除水中的重金屬、化學物質、顆粒物、細菌病毒、放射性物質等對人體有害的物質。

反滲透技術因具有特殊的優(yōu)越性而得到日益廣泛的應用。反滲透凈水設備的清洗問題可能使許多技術力量不強的用戶遭受損失，所以要做好反滲透設備的管理，就可以避免出現嚴重的問題。

定期對反滲透設備進行大流量、低壓力、低pH值的沖洗有利于剝除附著在膜表面上的污垢，維持膜性能，或當反滲透設備進水SDI突然升高超過5.5以上時，應進行低壓沖洗，待SDI值調至合格后再開機。

由于生產的波動，反滲透設備不可避免地要經常停運，短期或長期停用時必須采取保護措施，不適當地處理會導致膜性能下降且不可恢復。

短期保存適用于停運15d以下的系統(tǒng)，可采用每1~3d低壓沖洗的方法來保護反滲透設備。實踐發(fā)現，水溫20℃以上時，反滲透設備中的水存放3d就會發(fā)臭變質，有大量細菌繁殖。因此，建議水溫高于20℃時，每2d或1d低壓沖洗一次，水溫低于20℃時，可以每3d低壓沖洗一次，每次沖洗完后需關閉凈水設備反滲透裝置上所有進出口閥門。

長期停用保護適用于停運15d以上的系統(tǒng)，這時必須用保護液(殺菌劑)充入凈水設備反滲透裝置進行保護。常用殺菌劑配方(復合膜)為甲醛10(質量分數)、異噻唑啉酮20mg/L、亞硫酸氫鈉1(質量分數)。

在正常運行條件下，反滲透膜也可能被無機物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，這些物質沉積在膜表面上會引起凈水設備反滲透裝置出力下降或脫鹽率下降、壓差升高，甚至對膜造成不可恢復的損傷，因此，為了恢復良好的透水和除鹽性能，需要對膜進行化學清洗。

一般3~12個月清洗一次，如果每個月不得不清洗一次，這說明應該改善的預處理系統(tǒng)，調整的運行參數。如果1~3個月需要清洗一次，則需要提高設備的運行水平，是否需要改進預處理系統(tǒng)較難判斷。

⒈制取電子工業(yè)生產如顯像管玻殼、顯像管、液晶顯示器、線路板、計算機硬盤、集成電路?芯片、單晶硅半導體等工藝所需的純水、高純水;

⒉制取熱力、火力發(fā)電鍋爐，廠礦企業(yè)中、低壓鍋爐給水所需軟化水、除鹽純水;

⒊制取醫(yī)藥工業(yè)所需的醫(yī)用大輸液、注射劑、藥劑、生化制品純水、醫(yī)用無菌水及人工腎透析用純水等;

⒋制取飲料(含酒類)行業(yè)的飲用純凈水、蒸餾水、礦泉水，酒類釀造水和勾兌用純水;

⒌海水、苦咸水制取生活用水及飲用水;

⒍制取電鍍工藝用去離子水;電池(蓄電池)生產工藝的純水;汽車、家用電器、建材產品

表面涂裝、清洗沌水;鍍膜玻璃用純水;紡織印染工藝所需的除硬除鹽水;

⒎石油化工業(yè)如化工反應冷卻水;化學藥劑、化肥及精細化工、化妝品制造過程用工藝純?水;

⒏賓館、樓宇、社區(qū)機場房產物業(yè)的優(yōu)質供水網絡系統(tǒng)及游泳池水質凈化;

⒐線路板、電鍍、電子工業(yè)廢水處理及回用;

⒑生活、醫(yī)院、制革、印染、造紙工業(yè)廢水及垃圾滲瀝液的處理;

1950年美國科學家DR.S.Sourirajan有一回無意發(fā)現海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后,吐出一小口的海水,而產生疑問,因為陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水的.經過解剖發(fā)現海鷗體內有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經由海鷗吸入體內后加壓,再經由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉化為淡水,而含有雜質及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往后反滲透法的基本理論架構;并在1953年由University of Florida應用于海水淡化去除鹽份設備,在1960年經美國聯(lián)邦政府專案支助美國U.C.L.A大學醫(yī)學院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經費研究,以運用于太空人使用,使太空船不用運載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學者、專家越來越多,使之質與量更加精進,從而解決了人類飲用水中的難題.

生活在海岸邊的海鷗，依靠喝海水可以補充身體的水分。 1950年美國科學家DR.S.Sourirajan在觀察海鷗時發(fā)現，海鷗在掠過海面時會啜起一大口海水，在幾秒鐘的間隔后，吐出一小口的海水。他感到十分的困惑，因為陸生由肺呼吸的動物是絕對無法飲用含鹽量很高的海水的。后經過對海鷗的解剖發(fā)現，海鷗并沒有直接把海水喝下，而是把海水存在喉管里，海鷗喉管的結構是由一層層的粘膜組織構成的，海水經由海鷗吸入體內后加壓，再經由壓力作用將水分子貫穿滲透過粘膜轉化為淡水，海鷗把經過粘膜組織過濾的淡水吸收到身體內部，然后把剩下的高濃度海水再吐出來，海鷗之所以能喝海水的奧秘就在這里。這也就是反滲透法的基本理論架構。

反滲透設備是將原水經過精細過濾器、顆?；钚蕴歼^濾器、壓縮活性碳過濾器等，再通過泵加壓，利用孔徑為1/10000μm(相當于大腸桿菌大小的1/6000，病毒的1/300)的反滲透膜(RO膜)，使較高濃度的水變?yōu)榈蜐舛人?，同時將工業(yè)污染物、重金屬、細菌、病毒等大量混入水中的雜質全部隔離，從而達到飲用規(guī)定的理化指標及衛(wèi)生標準，產出至清至純的水，是人體及時補充優(yōu)質水分的最佳選擇.由于RO反滲透技術生產的水純凈度是目前人類掌握的一切制水技術中最高的，潔凈度幾乎達到100%，所以人們稱這種產水機器為反滲透純凈水機。

反滲透是一種現代新型的純凈水處理技術。通過反滲透元件來提高水質的純凈度，清除水中含有的雜質和鹽。我們日常所飲用的純凈水都是經過反滲透設備處理的，水質清澈。

世界上最早使用反滲透技術的國家是美國，發(fā)明了以動力差為動力的膜分離技術。隨著該技術的推廣，我國開始使用反滲透技術。市場上的純凈水設備都是采用的反滲透膜處理技術，并且在我國經過了一定的改良和設計創(chuàng)新。技術已經非常成熟。

反滲透純凈水設備中設計了一種反滲透膜。膜兩側的壓力不同，通過兩側的壓力為動力，壓迫原水通過反滲透膜，鹽的濃度低的會向濃度高的鹽方向滲透，能夠達到的平衡狀態(tài)下，就是液體的滲透壓。當含有的鹽水一側的壓力對于另一側的滲透壓力時候，就會發(fā)生反方向的流動，就產生了反滲透過程。

反滲透純凈水設備都是采用了這種技術，采用了自動供水和斷水的智能化控制，這就是純凈水設備。

反滲透設備因為一些產品使用的材料強度不夠及其耐侵蝕性差，造成橫軸斷裂等設備故障，并且膜的種類不同對進水水質要求也有所不同。膜兩側有一個壓力差，如水處理設備中應用最廣泛的格柵除污機，因為一些產品使用的材料強度不夠及其耐侵蝕性差，反滲透設備造成橫軸斷裂等設備故障，還不包括因為維修影響運行造成的損失，嚴重影響了環(huán)境保護投資效益，還會使反滲透膜表面極易結垢，采用反滲透膜殼可以有效的保護膜元件。

反滲透膜分離技術是利用反滲透膜原理進行分離的，具有以下幾點顯著特點:

·在常溫不發(fā)生相變的條件下，可以對溶質和水進行分離，適用于對熱敏感物質的分離、濃縮，并且與有相變化的分離方法相比，能耗較低。

·反滲透膜分離技術雜質去除范圍廣。

·較高的脫鹽率和水回用率，可截留粒徑幾個納米以上的溶質。

·利用低壓作為膜分離動力，因此分離裝置簡單，操作、維護和自控簡便，現場安全衛(wèi)生。

應用領域:

反滲透膜技術在電廠鍋爐補給水、電子、半導體行業(yè)超純水處理、化工及制藥行業(yè)的純水處理、食品、飲料、飲用水處理、海水、苦咸水淡化、冶金、輕工業(yè)、電鍍及皮革等行業(yè)的廢水處理等行業(yè)內得到了廣泛應用。

技術說明:反滲透(簡稱RO)是膜分離技術的一種，它依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑和溶質分離的特性工作。

"滲透"是一種物理的現象，逆滲透就是在含有鹽及各種細微雜質的水中(即原水)施加比自然滲透的更大的壓力，使水從濃度高的一方逆滲透濃度底的一方，而原水中絕大多數的細菌雜質、有機物、重金屬、細菌、及其它有害物質等都經污水口排放掉。 反滲透設備特點及應用范圍:

·脫鹽率高，又可以同時除去細菌、毒素及其它有機物，出水水質符合國標GBI7323-1998標準;

·反滲透設備主件采用進口美國的復合膜元件及進口高壓不銹鋼泵，進水適應性、脫鹽率和使用壽命等方面，與其它反滲透元件相比，具有獨特的優(yōu)點;

·設計壓力:1.05~1.6Mpa，脫鹽率:96~99%;

·自動化程度高，運行穩(wěn)定，故障率低且運行費用低等優(yōu)點;

·適用酒勾兌用水，罐頭產品加工用水，瓶、桶裝飲用水，各種飲料用水;

·適用于電子、化工、電力、制藥等行業(yè)用水的制備;

·適用于高純水的處理。

儲存原水，用于沉淀水中的大泥沙顆粒及其它可沉淀物質。同時緩沖原水管中水壓不穩(wěn)定對水處理系統(tǒng)造成的沖擊。(如水壓過低或過高引起的壓力傳感的反應)。

恒定系統(tǒng)供水壓力，穩(wěn)定供水量。

采用多次過濾層的過濾器，主要目的是去除原水中含有的泥沙、鐵銹、膠體物質、懸浮物等顆粒在20um以上的物質，可選用手動閥門控制或者全自動控制器進行反沖洗、正沖洗等一系列操作。保證設備的產水質量，延長設備的使用壽命。

系統(tǒng)采用果殼活性炭過濾器，活性炭不但可吸附電解質離子，還可進行離子交換吸附。經活性炭吸附還可使高錳酸鉀耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2)，此外，由于吸附作用使表面被吸附復制的濃度增加，因而還起到催化作用、去除水中的色素、異味、大量生化有機物、降低水的余氯值及農藥污染物和除去水中的三鹵化物(THM)以及其它的污染物。同時，設備具有自我維護系統(tǒng)，運行費用很低。

R/O裝置為了溶解固體形物的濃縮排放和淡水的利用，為防止?jié)馑颂貏e是RO裝置最后一根膜組件濃水側出現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的濃度積大于其平衡溶解度常數而結晶析出，損壞膜原件的應有特性，在進入反滲透膜組件之前，應使用離子軟化裝置或投放適量的阻垢劑阻止碳酸鹽，SiO2，硫酸鹽的晶體析出.

采用精密過濾器對進水中殘留的懸浮物、非曲直粒物及膠體等物質去除，使RO系統(tǒng)等后續(xù)設備運行更安全、更可靠。濾芯為5um熔噴濾芯，目的是把上級過濾單元漏掉的大于5um的雜質除去。防止其進入反滲透裝置損壞膜的表面，從而損壞膜的脫鹽性能。

反滲透裝置是用足夠的壓力使溶液中的溶劑(一般是水)通過反滲透膜(或稱半透膜)而分離出來，因為這個過程和自然滲透的方向相反，因此稱為反滲透。反滲透法能適應各類含鹽量的原水，尤其是在高含鹽量的水處理工程中，能獲得很好的技術經濟效益。反滲透法的脫鹽率提高，回收率高，運行穩(wěn)定，占地面積小，操作簡便，反滲透設備在除鹽的同時，也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除。

殺滅由二次污染產生的細菌徹底保證成品水的衛(wèi)生指標.

原水 → 原水箱 → 原水泵 →多介質過濾器 (石英砂過濾器)→活性炭過濾器 →軟水處理器(添加阻垢劑裝置) → 精密過濾器 → 高壓泵 → 一級反滲透(RO)裝置 →紫外線殺菌裝置(臭氧殺菌裝置) → 用水點

1. 設備應采用旁通式安裝，以便設備在不停機狀態(tài)下檢修與維護。

2. 本設備可根據現場情況采用水平或垂直安裝，設備必須按進出水口方向與管道連接，當垂直安裝時，設備進水口朝上，水平安裝時，排污口朝下。

反滲透設備在長期運行中難免會出現這樣那樣的問題，而這些問題中有一部分是因為使用者的操作不當引起的。本文就針對操作不當引起的設備故障進行匯總分析。

一、反滲透設備的操作不當引起膜性能的損壞

1、反滲透設備中有殘余氣體在高壓下運行,形成氣錘會損壞膜

常有兩種情況發(fā)生:A、設備排空后,重新運行時,氣體沒有排盡就快速升壓運行。應在2~4bar的壓力下將余下的空氣排盡后,再逐步升壓運行。B、在預處理設備與高壓泵之間的接頭密封不好或漏水時(尤其是微濾器及其后的管路漏水)當預處理供水不很足時,如微濾發(fā)生堵塞,在密封不好的地方由于真空會吸進部分空氣。應清洗或更換微濾器,保證管路不漏。總之,應在流量計中沒有氣泡的情況下逐步升壓運行,運行中發(fā)現氣泡應逐漸降壓檢查原因。

2、反滲透設備關機時的方法不正確

A、關機時快速降壓沒有進行徹底沖洗。由于膜濃水側的無機鹽的濃度高于原水,易結垢而污染膜。B、用投加化學試劑的預處理水沖洗。因含化學試劑的水在設備停運期間可能引起膜污染。

反滲透水處理設備在準備關機時,應停止投加化學試劑,逐步降壓至3bar左右用預處理好的水沖洗10min,直至濃縮水的TDS與原水的TDS很接近為止。

3、反滲透設備消毒和保養(yǎng)不力導致微生物的污染

這是復合聚酰胺膜使用中普遍存在的問題,因為聚酰胺膜耐余氯性差,在使用中沒有正確投加氯等消毒劑,加上用戶對微生物的預防重視不夠,容易導致微生物的污染。許多廠家生產的純水微生物超標,就是消毒、保養(yǎng)不力造成的。

主要表現為:出廠時,RO設備沒有采用消毒液保養(yǎng);設備安裝好后沒有對整個管路和預處理設備消毒;間斷運行不采取消毒和保養(yǎng)措施;沒有定期對預處理設備和反滲透設備消毒;保養(yǎng)液失效或濃度不夠。

4、反滲透設備余氯監(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。

二、清洗不及時與清洗方法不正確導致的膜性能的損壞

設備在使用過程中,除了性能的正常衰減外,由于污染而引起設備性能的衰減更為嚴重。EDI高純水設備通常的污染主要有化學垢,有機物及膠體污染,微生物污染等。不同的污染表現出的癥狀是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的癥狀也是有一定的差異。

在工程中我們發(fā)現,污染時間的長短不一樣,其癥狀也不一樣。如:膜發(fā)生碳酸鈣垢污染,污染時間為一個星期時,主要表現為脫鹽率的迅速下降,壓差緩慢增大,而產水量變化不明顯,用檸檬酸清洗能完全恢復性能。污染時間為一年(某純水機),鹽通量由最初的2mg/L上升為37mg/L(原水為140mg/L~160mg/L),產水量由230L/h下降為50L/h,用檸檬酸清洗后,鹽通量降為7mg/L,產水量上升至210L/h。

再者污染往往不是單一的,其表現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,設計參數,污染指數,運行記錄,設備性能變化及微生物指標等加以判斷:

(1)膠體污染:發(fā)生膠體污染時,通常伴隨著以下兩個特性:A、前處理中微濾器堵塞得很快,尤其是壓差增大很快,B、SDI值通常在2.5以上。

(2)微生物污染:發(fā)生微生物污染時,RO設備的透過水和濃縮水中的細菌總數都比較高,平時一定沒有按要求進行保養(yǎng)和消毒。

(3)鈣垢:可依據原水水質及設計參數進行判斷。對碳酸鹽型水而言,如果回收率為75%時,設計時投加了阻垢劑,濃縮液的LSI應小于1;不投加阻垢劑時濃縮液的LSI應小于零,一般不會產生鈣垢。

(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行判斷。

(5)根據設備性能的變化判斷污染的類型。

(6)可用酸洗(如檸檬酸、稀HNO3),根據清洗的效果和清洗液判斷鈣垢,通過清洗液成分分析進一步證實。

(7)對清洗液進行化學分析:取原水、清洗原液、清洗液,三個樣分析。

在確定了污染的類型后,可按表1中的方法清洗,然后消毒使用。在不能確定污染的類型時,通常采用清洗(3)消毒0.1%HCl(pH為3)的步驟清洗。

三、防止膜性能的損壞

新的反滲透膜元件通常浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情況下,貯存1年左右,也不會影響其壽命和性能。當塑料袋開口后,應盡快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對元件產生不良影響。因此膜應盡量在使用前開封。

反滲透設備試機完后,我們采用過兩種方法保護膜。設備試機運行兩天(15~24h),然后采用2%的甲醛溶液保養(yǎng);或運行2~6h后,用1%的NaHSO3的水溶液進行保養(yǎng)(應排盡設備管路中的空氣,保證設備不漏,關閉所有的進出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果。第一種方法成本高些,在閑置時間長時使用,第二種方法在閑置時間較短時使用。