反渗透

反渗透

2010-06-01 12:52:27 阅读11 评论0 字号:

反渗透故障诊断一览表

症   状

 

 

直接原因

 

 

间接原因

 

 

解决方法

 

 

产水流量

 

 

盐透过率

 

 

压差

 

 

 

 

 

 

↑↑

 

 

生物污堵

 

 

①    原水被污染

②    系统(例如活性炭过滤器)中的微生物

③    系统停用

④    xx剂投加量不足

 

 

①    清洗、xx

②    对预处理过程作调整

③    调整xx剂的使用频率及投加量

 

 

↓↓

 

 

 

 

 

 

有机污堵

 

 

①    给水中含油

②    用于预处理的阳离子凝聚剂

 

 

①    清洗膜元件

②    调整预处理过程

 

 

↓↓

 

 

 

 

 

 

水垢

 

 

①    超过了无机盐的溶解度

②    回收率太高

③    给水水质改变

④    超过阻垢剂的阻垢能力

 

 

①    垢的鉴别及清洗

②    加强对水垢的控制,采用阻垢能力高的阻垢剂

③    降低回收率

 

 

↓↓

 

 

 

 

 

 

胶体污堵

 

 

①    原水被污染

②    预处理不够

③    混凝剂使用不当

 

 

①    清洗膜元件

②    检查预处理过程中混凝剂的种类及投加量,调整预处理的工况

③    加入{tx}阻垢剂

 

 

 

 

↑↑

 

 

 

 

薄膜氧化(前端膜元件最易受影响)

 

 

给水中存在游离氯、溴、臭氧或其他氧化剂(在中性或碱性pH值下对膜的伤害{zd0})

 

 

①    通过对膜元件的解剖与分析确定是否为氧化伤害

②    更换膜元件

 

 

 

 

↑↑

 

 

 

 

薄膜渗漏

 

 

①    渗透液背压

②    给水中存在金属氧化物或其他颗粒杂质使膜表面磨损

 

 

①    更换损坏的膜元件

②    改善前处理,更换保安过滤器滤芯

 

 

 

 

↑↑

 

 

 

 

O形圈泄漏

 

 

①    安装不当

②    老化或受损(水锤造成膜元件移动等)

 

 

①    检测具体位置

②    更换O形圈

 

 

 

 

↑↑

 

 

 

 

渗透水管损坏(中央折层破裂)

 

 

①    启停操作不当

②    水垢或污垢产生的剪切力、应力或磨损

③    渗透液背压

 

 

①    检测具体位置

②    更换膜元件

 

 

↓↓

 

 

 

 

 

 

薄膜压紧

 

 

①    水锤

②    高温、高给水压力

 

 

①    调整运行工况

②    更换膜元件

 

注:↑增加 ↓减少 →不变; 双箭头代表主要症状,↑↑增加 ↓↓减少

反渗透常见污染物及清洗方法:

2.1 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时给出水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积的发生,以防止生长后的晶体对膜表面产生操作,如早期发现碳酸钙垢,可以用降低给水PH至3-5之间运行1-2小时的方法去除。

  对沉淀时间更长的碳酸钙垢,则应采用2%的柠檬酸清洗液(控制PH不小于4)进行清洗。

注:应确保任何清洗液的PH不要低于4,否则可能会对RO膜元件造成损害,特别在温度较高时更应注意,{zg}的PH值应不大于10,可使用硫酸或盐酸降低PH值,用氢氧化钠来提高PH值。

2.2 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{zj0}方法。

2.3 金属氧化物垢:

  可以使上面所述的去降碳酸钙垢的方法,很容易地去除沉积下来的氢氧化物(例如氢氧化铁)。

2.4 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,才能将他们去除,有关的详细方法请与本公司联系。

2.5 有积沉积物:

  有机沉积物(如微生物粘泥或霉斑)可以使用清洗液去除,为了防止再生繁殖,可使用本公司认可xx液在系统中循环浸泡,一般需较长时浸泡才能有效,如反渗透装置停用超过三天时,{zh0}采用清毒处理。

2.6 清洗液的选用:

  清洗反渗透膜元件时建议采用表二所列的清洗液。确定清洗液前对污染物进行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{zj0}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{zj0}的清洗方法提供依据。

对于无机污染物建议使用1#清洗液,对硫酰钙及有机污染物建议使用2#清洗液。对于严惩有机物污染建议使用3#清洗液。所有清洗液可以在温度40℃下清洗60分钟。所需用品量以每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(反渗透淡水)并混合均匀。

①加药点
为了达到{zd0}效能,反渗透专用高效阻垢/分散剂{zh0}在静态混合(Static mixer)或保安过滤器(Cartridge filter Housing)之前投加,投加前必须校准加药计量泵的实际出力。投加时,注意应连续加入并与进水流量成正比,以保持推荐的加药剂量水平。
请询问当地的派诺特技术销售工程师,针对您系统的具体条件确定加药点。
②加药剂量
加药剂量为单位体积的进水中所需药剂标准液的用量,即进水中标准液的加药浓度。
派诺特可提供专用加药软件,根据进水的盐度、温度、回收率等水质全分析报告,计算出一个参考的加药剂量。再根据反渗透系统具体情况、膜种类等条件,确定、推荐一个最适合的加药剂量。
③药剂配制说明
反渗透专用高效阻垢/分散剂可直接投加,也可按任意比例稀释后投加(用RO产水或去离子水稀释)。药剂标准液稀释浓度不应低于10%(w/w),稀释的药液必须充分搅拌,确保混合均匀。
为保证派诺特阻垢剂按推荐的加药剂量注入RO系统,可根据实际情况按以下两种方法加药。
●方法一:
校准、确定加药计量泵的实际出力,根据RO系统进水流量和推荐的加药剂量,先计算出所配药液的浓度。再根据需配制药液的体积,计算出配制药液所需药剂标准液的用量。
药液浓度(g/L)=单位时间药剂标准液注入量(g/h)/加药计量泵的实际出力(L/h)
其中:单位时间药剂标准液注入量(g/h)=进水流量(T/h) ×加药剂量(g/T,ppm)
药剂标准液用量(kg)=药液浓度(g/L)×药液体积(L)/1000(g/kg)
●方法二:
确定按药剂标准液的某一浓度配制药液,根据RO系统进水流量和推荐的加药剂量,计算出所需加药计量泵的出力,并调整计量泵出力。
药液浓度(g/L)=药剂标准液用量(kg)/药液体积(L)×1000(g/kg)
加药计量泵的实际出力(L/h)=单位时间药剂标准液注入量(g/h)/药液浓度(g/L)
其中:单位时间药剂标准液注入量(g/h)=进水流量(T/h) ×加药剂量(g/T,ppm)
●举例:
RO系统处理量100T/h,回收率为75%时,则系统进水流量为133.33T/h。根据水质报告,推荐使用阻垢剂,标准液加药剂量3ppm。
则要求:每小时药剂标准液注入量=133.33(T/h)×3(g/T)=400g/h
方法一:已校准、确定计量泵的出力为2L/h,需配制1000L药液,则所需药剂标准液为:
药液浓度=400(g/h)/2(L/h)=200g/L
药剂标准液用量=200g/L×1000L/(1000g/kg)=200kg
方法二:将200kg药剂标准液配制成1000L的药液,则需确定、调整剂量泵的出力为:
药液浓度=200kg/1000L×1000g/kg=200g/L
加药计量泵的实际出力(L/h)=400(g/h)/200(g/L)=2L/h
注:以上方法中均为对药剂标准液的配制说明,对于浓缩的产品,可根据浓缩倍数确定其相应的用量

一般清洗程序如下:

1、检查清洗罐、水龙带、筒式过滤器。如果有必要,请清洗水槽和水龙带。安装新的筒式过滤器。

2、将清洗罐灌满RO渗透或去离子水。打开搅拌器或水糟循环泵。

3、缓慢向清洗罐中加入KleenTM MCT882(每9加仑[34L]水透加1加仑[3.8L]KleenTM MCT882),彻底搅拌。

4、检查溶液温度。如果溶液温度低于推荐值,调节温度控制器,达到{zj0}温度。如果制造商没有提供推荐值,请于您的GEBetz表联系。

5、检查溶液PH值。溶液PH应在2-3范围内,或由膜制造商推荐。如果PH太低,用NaOH或膜制造商推荐的其它化学药品调节PH。如果PH太高,用盐酸调节PH。

6、以进水方向循环清洗30分钟。清洗流量应为膜制造商或系统知道商的推荐值。如果制造商没有提供推荐值,请于您的GEBetz代表联系。压力应足够低(低于60PSig)。以使清洗期间不产生生渗透液。

如果污染严重,请将初始回流体(体积约为清洗罐容量的15%)排放掉,以防止污染物重新附着在膜表面。为达{zj0}效果,多级系统中,每一级都必须单独清洗。

7、如果清洗液浑浊或PH及温度超出了推荐值范围,应将此清洗液排空,并重新配置清洗液。

8、系统重新投运前,用RO渗透液漂洗,直至系统中无任何清洗剂。

附录一、污染密度指数SD的测试方法

污染密度指数SD值是表征反渗透系统进水水质的重量要指标。

定量的原水所需要的时间。

测试一起的组装

1、按图1组装测试装置。

2、将测试装置连接到RO系统进水管路取样点上。

3、在装入滤膜后将进水压力调节至30psi。在实际测试时应使用新的滤膜。

为获取准确测试结果,应特别注意下列事项:

1、在安装滤膜时:应使用扁平镊子以防刺破滤膜;

2、确保O型密封圈清洗完好并安装正确;

3、避免用手触摸滤膜;

4、事先冲洗测试装置,去除系统中的污染物。

测试步骤

1、记录测试温度。在实验开始至结束的测试时间内,系统温度变化不应超过1℃;

2、排除过滤池中的空气压力。根据滤池的种类,在给水球阀开启的情况下,或打开滤池上方的排气阀,或拧松滤池夹套螺纹,充分排气后关闭排气阀或拧紧滤池夹套螺纹;

3、用带有刻度的500ml量筒接取滤过水以测量透过滤膜的水量;

4、全开球阀,测量从球阀全开接满100ml和500ml水样的所需

时间并记录;

5、5分钟后,在次测量收集100ml和500ml水样的所需要时间,10分钟及15分钟后再分别进行同样测试;

6、如果接取100ml水样所需的时间超过60秒,则意味着约90%的滤膜面积被堵塞,次时已无需再进行实验;

7、实验结束并打开滤池后,{zh0}将实验后的滤膜保存好,以备以后参考。

SDl=p30/T,=100×(1-T/T)/T,

计算公式

SDl-污染密度指数

T,一总测试时间,单位为分钟。

通常T为15分钟,但如果在15分钟内即有75%的滤膜面积被堵塞,测试时间就需缩短

①接取500ml水样所需时间大约为接取100ml所需时间的5倍。如果接取500ml所需时间远大于5倍,则在计算SDI时,应采用接取200ml所用的时间。

②为了xx测量SDL值,p30应不超过75%,如果所超过75%应重新实验并在较短时间内获取T值。

附录二、阻垢剂投加方法说明

参数

1、进水流量Q 单位:m3/h

2、加药浓度D 单位:mg/L,g/m3

3、阻垢剂密度p 单位:kg/L

4、泵的{zd0}出力Qm 单位:L/h

5、泵的实际出力Q 单位:L/h

6、稀释倍数 Z

一、原液不稀释直接投加

Qm=QmD/(P˙1000)

实例:某厂给水量为200吨/小时,经计算原水的加药剂量为3.2pp

m,阻垢剂不稀释直接投加,阻垢剂密度p=1.15kg/L。

Q=QmD/(p˙1000)=200×3.2/(1.15×1000)=0.577L

说明:根据泵的实际出力Q=0.557/h,选择合适的泵。一般建议泵的实际出力Q,占泵的{zd0}出力Qm35%-90%。

二、若原液直接投加量小太小时,可考虑将原液稀释后投加。稀释后药液的比重视为Qm/Z=QmD/(p˙10000)

实例:

某厂给水量为50吨/小时,经计算,原水的加药量为3.2om,阻垢剂经稀释后投加,阻垢剂稀释液密度p=1Kg/L.

Q/Z=QmD/(p˙1000)=50×3.2/(1×1000)=0.16L/h

说明:我们可选择稀释倍数Z为5(Z-一般选小于10整数,如2、4、5、10等),所以泵的实际出力Q,=0.8L/h,据此选择合适的泵。一般建议泵的实际出力Q,占泵的{zd0}出力Qm 25%-90%。

附 计量泵的调节方法

双调式:实际矗立={zd0}出力×冲程%×频率%

频率一般选择>50%

单调式:实际出力={zd0}出力 ×冲程%

注意:理论调节后,必须用量杯进行实际出力的校核。

水中各种水垢的产生为阴阳离子共同产生的结果,所以处理方法的主要手段就是去除其中一种离子或同时去除形成水垢的离子,或使其稳定在水中。

(一)从补充冷却水中除去成垢的钙、镁离子

   在补充水进入循环水系统之前进行软化处理,除去Ca2+ 、Mg2+, 也就形不成水垢。目前常用的软化方法有三种:一是通过采用反渗透法(生成纯水);二是离子交换法(生产去离子水),该法适用于补充水量小循环水系统间或采用;三、是石灰软化法,即投加石灰,使Ca(HCO3)2反应生成CaCO3沉淀提前析出。该方法成本低,适用于原水(尤其是暂时硬度大的结垢型原水)钙含量高,补充水量较大的循环冷却水系统。

(二)加酸或通入CO2气体,降低pH值,稳定重碳酸盐

     在循环水中加酸(通常为硫酸)或通入CO2气体,降低pH值,使下列平衡左移,重碳酸盐处于稳定状态。Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2

     加酸法目前仍有使用,关键是控制好加酸量,否则酸量过多会加速设备腐蚀。通CO2气体同样应注意控制好pH值,否则循环水通过冷却塔时,由于CO2的溢出,CaCO3在塔内结晶,堵塞填料,形成钙垢转移现象。该方法在某些化肥厂、化工厂及电厂等有CO2气体源的企业仍有推广使用的价值。

(三)投加阻垢剂

在循环水中投加阻垢剂,破坏CaCO3的结晶增长过程,以达到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机磷酸酯、聚丙烯酸盐、有机多元磷酸等。这也是目前应用最广的控制水垢的方法。

反渗透水处理技术预处理部分的几点建议

1.预处理部分的几点建议 

    尽管在RO入口前有保安过滤器(叉称精密过滤器或5过滤器)以保证膜元件不被划伤或污堵,但前面的预处理系统合理设计与平稳运行对RO至关重要。国内电厂RO应用事故中70%以上与预处理有关。通过调研提出以下建议。 

    1.1对于地表水源的RO脱盐系统,两层滤料过滤器(一般为无烟煤和石英砂)值得推广华东地区五个RO用户均采用此设备,华北有RO水处理系统的电厂双层滤料过滤器的用户也不少。两层滤料过滤器截污能力大,运行周期长,运行中水头损失增长较慢,实践中应用效果良好,保证了RO入口水符合要求。 

    1.2预处理中加药的选择:预处理中加入各种混凝剂,可以除去水中悬浮物,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膜元件有害的物质。国内电厂RO事故中以此为因的不乏其例。轻则减短膜元件寿命,重则使部分膜元件报废。同时药剂之间的兼容性也不容忽视。如:使用六偏或聚丙烯酸为阻垢剂时,则混凝过程中不应使用阳离子型聚电解质作助凝剂。 

    1.3活性炭过滤器的作用:活性炭可以除去水中有机物、余氯等有害于膜元件的杂质。对于CA膜,因其耐氯性强,抗有机污染性差,为防止微生物应在前处理中加入CL2或NaOCL,一股不再加活性炭过滤,国内许多RO用户,预处理中加有活性炭过滤。结果为保证RO人口水含有一定余氯,不得不二次加氯;对于TFC膜,怕CL2,而耐有机污染能力稍强,常加活性炭过滤以使RO人口水余氯为零。因此维护活性炭过滤器的正常运行十分关键。如某电厂RO系统由于活性炭运行欠佳,活性炭出水COD反而增大,并且实测中没有活性炭过滤已能保证RO人口水 。

    16科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION质,使得活性炭过滤不仅形同虚设,反而成为事故的潜在隐患。另外,对于活性炭滤料的选择应注重实用效果,有些RO用户由于活性炭过滤器滤料的因素而出现运行事故应引以为诫。 

    l.4保安过滤器运行良好的重要性:保安过滤器主要目的是为保证RO进水不损坏膜组件,按运行方式可分为反洗型和不可反洗型。不可反洗滤元为一次性,运行费用高,但效果好。而国内早期投产的电厂,保安过滤器多为可反洗型,操作上复杂些。例如宝钢电厂由于预处理欠佳,须每天反洗一次,而且还定期超声波清洗,石洞口电』每周反洗一次,运行较好。但是,对于复合膜,不允许含余氯。保安过滤器则成为系统中xx滋生及污物沉积的主要隐患。因此,滤元使用时间不宜过长,并且可以选择较高的滤速,建议采用l5t/(h,1TI)滤元过滤面积,以便减少更换周期。这样,每次更换滤元的数量少,同时降低投资,防止了xx滋生等隐患。

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