反滲透簡介

反滲透技術是近二十多年來新興的膜分離高新技術，它利用反滲透原理，采用具有高度選擇透過性的反滲透膜，將給水的一部分沿與膜垂直的方向通過膜成脫鹽水，水中的鹽類和膠體物質(zhì)將在膜表面濃縮，剩余一部分給水沿與膜平行的方向?qū)饪s的物質(zhì)帶走，在運行過程中自清洗。此法可使水中的無機鹽和硬度離子以及有機物、細菌等去除率達到97-98%，且具備操作簡單、能耗低、無污染等優(yōu)點，現(xiàn)已被廣泛應用于醫(yī)藥、電子、食品、化工等行業(yè)。

反滲透系統(tǒng)是整個水站的核心工藝，其主要功能是對經(jīng)過預處理的水進行脫鹽。本系統(tǒng)包括高壓泵、反滲透裝置、反滲透清洗裝置。反滲透和高壓泵放置在反滲透膜組機架上，是一體化成套設備。成套設備本體上有各種手動閥門并留有各種儀表接口，便于用戶現(xiàn)場維護和實現(xiàn)水站運行自動化。

經(jīng)過預處理的水經(jīng)高壓泵加壓后進入反滲透裝置，由反滲透膜分離H₂O和可溶性離子、有機物、細菌病毒及極細小顆粒。97%以上的可溶性離子、有機物、細菌病毒及極細小顆粒隨小部分濃水排入下水溝。

本系統(tǒng)的核心設備---反滲透裝置（簡稱RO裝置），其能否正常運行，很大程度上決定了整個生產(chǎn)裝置能否正常運行。因此必須悉心管理、認真操作。

高壓泵采用多級立式離心泵。過流件材質(zhì)為不銹鋼，該泵為反滲透裝置配套泵，具有絕緣等級高，運行效率高的特點。

膜元件選用美國DOW公司提供的芳香聚酰胺復合膜，該組件由三層薄膜復合，表面層為芳香聚酰胺材質(zhì)，并由一層微孔聚砜層支撐，可承受高壓力，對機械張力及化學侵蝕具有較好抵抗性，該組件具有較大的膜面積，超低的工作壓力，對NaCl、CaCl₂、MgCl₂具有99.5%的脫鹽率。

BW30-400系列低壓復合膜元件具有脫鹽率高、產(chǎn)水量大、操作壓低、抗壓密性好、耐生物分解力強等諸多優(yōu)點。但對進水有嚴格要求（見表1），必須嚴格按規(guī)定的指標執(zhí)行。

1、反滲透原理
膜透過操作方式：

表1

2、反滲透裝置的安裝

2.1反滲透裝置的安裝必須按下列條件執(zhí)行

2.2.1裝置運到現(xiàn)場后，應放置于室內(nèi)，周圍環(huán)境溫度最低不得低于5℃，最高不得高于38℃。當溫度高于35℃時，應加強通風措施。

2.2.2裝置到達后，應在一個月內(nèi)安裝完畢，并應立即進行通水試車運行。

2.2.3裝置在未進行通水試車前，任何閥門均不得開啟。

2.2.4 裝置就位后，應調(diào)整裝置支承點，使組件處于基本水平的位置，且與基礎接觸可靠。

2.2.5 裝置與供水泵相接的管路及閥門在連接之前應進行脫脂處理，供水泵過流部分也應進行脫脂處理。

2.2.6 裝置的產(chǎn)水管最大輸出高度應小于8米。

2.2.7 清洗裝置與R/O裝置間如用硬管連接，則進、回液管均不得直接敷設在地面上，以免損壞。

2.2反滲透膜組件的安裝

2.2.1檢查壓力容器內(nèi)部有無擦傷或損傷，泄漏的容器必需更換。用清水沖洗壓力容器以去除所有塵土和顆粒，清理腐蝕產(chǎn)物或外部雜質(zhì)（包括潤滑油過量）。潤滑管殼內(nèi)從斜面1/2處到距斜面大約1/2”的范圍。

2.2.2檢查膜元件表面有無缺陷，如有缺陷應及時處理以免擦傷容器。注意防止膜卷縮伸出裝置的端部，如果發(fā)現(xiàn)不能處理的缺陷，聯(lián)系生產(chǎn)廠家處理。

2.2.3 用約50%的甘油-水混合物來潤滑容器內(nèi)部。可用合適尺寸的棉布沾取混合物。

2.2.4 把第一個膜元件裝入壓力容器的進水端，元件的端部留幾寸在容器外，以便連接下一個膜元件。

2.2.5 用少量潤滑劑潤滑連接器的O型環(huán)，將連接器連上下一個膜元件。安裝下一個膜元件。

2.2.6 連接上所有外部管路。

2.3壓力容器與膜元件的拆卸

拆卸過程與安裝過程步驟相反。方法詳見安裝方法。

注意：１)從組件進水相反方向取出元件，取出元件時，必須平行抽出，不得左右搖動。

２)裝入元件應從進水方向裝入，并均勻用力推入，不得強行用硬物敲入。

３)拆卸后的元件應立即垂直浸沒于0.5～1％亞硫酸氫鈉溶液中，絕對不得干置于空氣中。

3、RO裝置調(diào)試步驟

3.1對裝置的進水進行分析、測試，結(jié)果表明符合進水要求，方可進行裝置通水調(diào)試。

3.2對高壓泵的壓力控制系統(tǒng)進行調(diào)整。

3.3檢查裝置所有管道之間連接是否完善，壓力表是否齊全，低壓管道連接是否緊密，有否短缺。

3.4全開各壓力表開關和總進水閥、濃水排放閥、產(chǎn)水排放閥。

3.5啟動預處理設備，并調(diào)整供水量大于裝置總進水量。

3.6待出水無甲醛氣味，關畢裝置總進水閥。

3.7啟動高壓泵，并緩緩開啟裝置總進水閥，控制裝置總進水壓力小于0.5Mpa，沖洗5分鐘，并檢查各高、低壓管路、儀表是否正常。

3.8調(diào)整進水閥、濃水排放閥，使進水壓力達到1.0～1.4Mpa。

3.9檢測產(chǎn)品水電導率，符合要求時開啟產(chǎn)品水出水閥，關閉產(chǎn)水排放閥。

3.10  RO裝置的調(diào)試均是手動單步操作，運行正常后，方可切換到自動狀態(tài)，由在線儀表及PLC自動控制運行。

4、反滲透裝置的運行說明

反滲透裝置的運行及保護性沖洗各步驟均可自動進行，其各工序的時間設定及流量應按下述要點進行適當調(diào)整。

4.1制水

高壓泵進口壓力初設定值為0.05Mpa，運行時應根據(jù)現(xiàn)場情況作適當調(diào)整。

4.2保護性沖洗

按將停運RO裝置中濃水完全沖出設定充分的時間，預設定時間為5分鐘。

表4-1   反滲透裝置高壓泵、控制閥狀態(tài)表：

5、裝置的運行管理

本裝置由于RO是自動運行，而保安過濾器操作簡單，故無需特別的運行操作，但當處理水質(zhì)惡化、水量下降、壓差上升至0.1MPa時，應及時查明原因，然后進行妥善處理。

裝置運行中發(fā)生異常的現(xiàn)象，主要通過脫鹽率、回收率、壓力降三個參數(shù)變化來反映。究其原因，往往是復雜的、多方面的。可能是設備原因，也可能是進水水質(zhì)變化的原因，也可能是RO膜組件的原因。因此在原因調(diào)查時，應細致、有條不紊。

 6、運行要點及工藝參數(shù)

6.1進水參數(shù)

嚴格控制進水水質(zhì)，保證裝置在符合進水指標要求的水質(zhì)條件下運行。

6.1.1最高運行壓力      ：    600psi（41Bar）

6.1.2最高使用溫度      ：    45℃

6.1.3最大給水濁度      ：    1NTU

6.1.4允許游離氯       ：   <0.1ppm；

6.1.5連續(xù)運行PH范圍   ：    2-10；

6.1.6給水最大SDI值   ：   5.0

6.1.7單個膜元件回收率  ：    15%（非系統(tǒng)回收率）。

6.2環(huán)境溫度

周圍環(huán)境溫度最低不得低于5°C，最高不得高于38°C。當溫度高于35°C時，應加強通風措施。

注：夏季水溫偏高的操作對策：

1)在保證產(chǎn)水水質(zhì)的前提下，可降低操作壓力，實施減壓操作。

2)根據(jù)供水量要求，關停ＲＯ裝置時間不得大于24小時，否則容易造成膜面細菌孳生，增加壓降。

6.3系統(tǒng)回收率

在滿足生產(chǎn)的前提下盡可能采用較低的系統(tǒng)回收率，易于防止結(jié)垢和膜污染。

6.4控制鹽的透過量

鹽透過量與膜兩側(cè)的濃度差和溫度有關。因此應控制系統(tǒng)回收率如6.3所述，水溫保持在20-25℃左右，最高不得大于30℃。

6.5化學清洗

正常運行中膜元件受到滲透水的沖洗，所以只有在反滲透出水量下降10%壓降增加15%、脫鹽率明顯下降或人為要求時，才對系統(tǒng)進行化學清洗。但為了保證系統(tǒng)長時間的安全運行，通常三個月至半年清洗一次。清洗方向與運行的方向相同，不允許反向清洗，以免發(fā)生膜卷伸出而損壞膜元件。

6.6調(diào)試進水壓力

調(diào)試過程中要求進水壓力不得大于1.4MPa，且只限于對裝置進行耐壓實驗。

6.7操作壓力控制

應在滿足產(chǎn)水量與水質(zhì)的前提下，盡量取低的壓力值。

6.8排放量控制

由于水溫、操作壓力等因素的變化，使裝置的產(chǎn)水量也發(fā)生相應的變化，這時應對排放量進行調(diào)整，控制排放量與產(chǎn)水量之間比如前所述。

6.9停運處理

裝置不得長時間停運，每天至少運行2小時。如準備停機72小時以上，應用化學清洗系統(tǒng)向組件內(nèi)沖裝濃度為0.5%的亞硫酸氫鈉溶液以實施保護。

6.10低壓沖洗

反滲透裝置每次啟機都應在進水壓力小于0.5MPa條件下沖洗15分鐘。

6.11數(shù)據(jù)記錄

操作工人應每1小時對運行參數(shù)進行記錄，主要內(nèi)容為：

進水：電導率、壓力、水溫、流量

產(chǎn)水：電導、產(chǎn)水量

濃水：流量、壓力

6.12當反滲透系統(tǒng)發(fā)生脫鹽率嚴重下降時，應依據(jù)以下原因進行逐項分析，確認原因及時處理

① 濃差極化造成膜表面的發(fā)生污染和結(jié)垢，使膜表面變得粗糙，系統(tǒng)脫鹽率下降。

② 元件之間的連接件O型圈密封失效。

③ 膜口袋粘結(jié)線破裂。

④ 膜被硬顆粒劃破。

⑤ 因高壓泵啟動時產(chǎn)生的水錘使膜元件或其連接件破損。

⑥ 膜元件壓降過大而產(chǎn)生的膜卷伸出損壞。

6.13嚴禁未經(jīng)培訓人員上崗操.

7、故障分析及排除方法

7.１裝置運行異常及對策

注：? ↑ 增加    ò ↓ 減少    ? ò 主要現(xiàn)象

7.２ 反滲透組件部份異常及對策

注：? ↑ 增加   ò ↓ 減少   ? ò 主要現(xiàn)象

7.３反滲透組件污染后癥狀和對策

8、反滲透裝置的開車、停車

8.1裝置不得長期停運，每天至少通水2小時。如停機72小時以上，應向裝置內(nèi)沖灌亞硫酸氫鈉溶液進行保護。

8.2裝置每次停機，都需用大流量低壓水對反滲透裝置沖洗15分鐘左右，以防膜面濃水產(chǎn)生結(jié)垢。

8.3反滲透裝置開車時，應注意升壓不得太快。如開機前系甲醛封存，應先低壓沖洗至排水無甲醛味和白沫。

9、反滲透裝置的清洗

9.1、反滲透裝置需清洗的條件

反滲透運行時如出現(xiàn)以下任一情況，則必須立即進行化學清洗：

① 裝置總壓差比運行初期增加0.15～0.20MPa；

② 裝置脫鹽率比上次清洗后下降了三個百分點；

③ 裝置的總產(chǎn)水量比上次清洗后下降了10%以上；

④ 即使上述三種情況未曾出現(xiàn)，通常也應5～6個月清洗一次；

9.2、清洗的注意事項

① 清洗時應考慮可能的污染物類型，選用合適的清洗配方。

② 可用NH₄OH和H₂SO₄調(diào)節(jié)PH值，必須注意PH值測量一定要正確可靠。

③ 清洗操作時要有安全防護措施，如帶防護鏡、手套、鞋和衣等。

④ 固體清洗劑必須充分溶解后，再加其他化學試劑，進行充分混合后才能進入反滲透裝置。

⑤ 清洗壓力為0.15～0.3Mpa，清洗時間為2小時。

⑥ 清洗過程中密切注意清洗液溫升情況，切忌溫度超過35℃，觀察清洗水箱液位和清洗液的顏色變化，必要時補充清洗液。

⑦ 清洗結(jié)束后，取殘液進行分析，確定污染物種類，為日后清洗提供依據(jù)。

9.3、清洗方法

① 按選定的清洗劑配方，在清洗水箱中配制清洗液，用泵循環(huán)清洗液，將其攪勻待用。

② 關閉反滲透裝置上的進出水閥門、排放閥門，打開反滲透裝置上的化學清洗進出閥門，形成循環(huán)清洗系統(tǒng)。

③ 接好清洗管路后，開啟清洗泵電源開關，按規(guī)定的流量、壓力（0.14-0.22Mpa）和溫度（＜30℃），清洗1-2小時（必要時可浸泡1-2小時），初始排出的清洗液排入地溝，以保證清洗液的濃度。

④ 清洗完畢后，將清洗水箱殘液排完，注入符合反滲透裝置進水指標的水，以清洗相同條件進行沖洗。或用原水增壓泵類似低壓沖洗條件來沖洗。

⑤ 各段沖洗結(jié)束后，按規(guī)定的運行方式進行低壓沖洗和高壓運行，最初產(chǎn)水排入地溝，到出水指標合格后進入產(chǎn)品水箱。

⑥ 清洗結(jié)束后，必須將化學清洗裝置沖洗干凈，切忌將清洗過濾器、清洗水泵等設備置于酸或堿的狀況下。

9.4甲醛或亞硫酸氫鈉封存方法

① 利用清洗裝置，配制0.5—1%濃度的甲醛或亞硫酸氫鈉水溶液。

② 將清洗裝置的出口、回流口分別與反滲透裝置的清洗液進口、清洗液回流口連接，而后打開清洗管線上的閥門。

③ 啟動清洗泵，循環(huán)10分鐘。

④ 關閉清洗泵，關閉所有閥門。

9.5清洗配方

① 酸洗配方：0.3%HCl溶液，PH不小于2

② 堿洗配方：0.3%NaOH溶液， PH不大于12。

9.6裝置的防凍

① 停運期間（指48小時以上）需適當送水，以更換存水。

② 冬季停運應注意防凍，防凍液可以下面組成為參考。

      5％丙三醇溶液＋0.5%亞硫酸氫鈉溶液

③ 停運時開啟產(chǎn)水閥，關閉其它所有閥門。

EDI高純水設備技術簡介

一、EDI設備概述

   電去離子（Electrodeionization）簡稱EDI，是一種將離子交換技術，離子交換膜技術和離子電遷移技術相結(jié)合的純水制造技術。屬高科技綠色環(huán)保技術。EDI凈水設備具有連續(xù)出水、無需酸堿再生和無人值守等優(yōu)點，已在制備純水的系統(tǒng)中逐步代替混床作為精處理設備使用。這種先進技術的環(huán)保特性好，操作使用簡便，愈來愈多地被人們所認可，也愈來愈多廣泛地在醫(yī)藥、電子、電力、化工等行業(yè)得到推廣。

二、超純水制造歷史進程：

   第一階段：預處理過濾器——>陽床——>陰床——>混合床

   第二階段：預處理過濾器——>反滲透——>混合床

   目前階段：預處理過濾器——>反滲透——>EDI（無需酸堿）

   近幾十年以來，混床離子交換技術（DI）一直作為超純水制備的標準工藝。由于其需要周期性的再生且再生過程中消耗大量的化學藥品（酸堿）和工業(yè)純水，并造成一定的環(huán)境問題，因此需要開發(fā)無酸堿超純水系統(tǒng)。正因為傳統(tǒng)的離子交換已經(jīng)越來越無法滿足現(xiàn)代工業(yè)和環(huán)保的需求，于是將膜、樹脂和電化學原理相結(jié)合的EDI技術成為水處理技術的一場革命。其離子交換樹脂的的再生使用的是電能，而不再需要酸堿，因而更滿足于當今世界的環(huán)保要求。

三、EDI設備、EDI系統(tǒng)的工作原理

   EDI模塊將離子交換樹脂充夾在陰/陽離子交換膜之間形成EDI單元。EDI工作原理如圖所示。

   EDI模塊中將一定數(shù)量的EDI單元間用格板隔開，形成濃水室和淡水室。又在單元組兩端設置陰/陽電極。在直流電的推動下，通過淡水室水流中的陰陽離子分別穿過陰陽離子交換膜進入到濃水室而在淡水室中去除。而通過濃水室的水將離子帶出系統(tǒng)，成為濃水. EDI設備一般以二級反滲透（RO）純水作為EDI給水。RO純水電導率一般是40-2μS/cm（25℃)。EDI純水電阻率可以高達18 MΩ.cm(25℃)，但是根據(jù)去離子水用途和系統(tǒng)配置設置，EDI超純水適用于制備電阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的純水。

四、EDI設備、EDI系統(tǒng)的特點

   EDI設備應用在反滲透系統(tǒng)之后，取代傳統(tǒng)的混床離子交換技術生產(chǎn)穩(wěn)定的超純水。EDI技術與混合離子交換技術相比有如下優(yōu)點:

   1. 無需酸堿再生, 不會因再生而停機, 水質(zhì)穩(wěn)定, 無污水排放： 在混床中樹脂需要用化學藥品酸堿再生， 且需要安全儲存酸堿的車間, 再生時有大量有害廢水和廢棄物需處理， 增加了環(huán)保和安全方面的工作困難。 而EDI則消除了這些有害物質(zhì)的處理和繁重的工作。保護了環(huán)境。

   2. 運行費用低, 連續(xù)、簡單的操作, 容易實現(xiàn)全自動控制：在混床中由于每次再生和水質(zhì)量的變化，使操作過程變得復雜，而EDI的產(chǎn)水過程是穩(wěn)定的連續(xù)的，產(chǎn)水水質(zhì)是恒定的，沒有復雜的操作程序，操作大大簡便化。

   3. 廠房面積小,降低了安裝的要求：EDI系統(tǒng)與相當處理水量的混床相比，有較不的體積，它采用積木式結(jié)構，可依據(jù)場地的高度和窨靈活地構造。模塊化的設計， 使EDI在生產(chǎn)工作時能方便維護。

五、EDI設備、電去離子（EDI）系統(tǒng)的應用領域

   自從1986年EDI膜堆技術工業(yè)化以來，全世界已安裝了數(shù)千套EDI系統(tǒng)，尤其在制藥、微電子工業(yè)、光電、半導體、電力鍋爐補給水處理等工業(yè)中得到了大力的發(fā)展，同時在在表面清洗、表面涂裝、電解工業(yè)和化工工業(yè)、廢水處理、飲料及微生物等領域也得到廣泛使用。

   1、電廠化學水處理

   2、電子、半導體、精密機械行業(yè)超純水

   3、食品、飲料、飲用水的制備

   4、小型純水站，團體飲用純水

   5、精細化工、精尖學科用水

   6、其他行業(yè)所需的高純水制備

   7、制藥工業(yè)工藝用水

   8、海水、苦咸水的淡化

附，設備運行記錄表一份