反滲透簡介

反滲透技術(shù)是近二十多年來新興的膜分離高新技術(shù)，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(yùn)行過程中自清洗。此法可使水中的無機(jī)鹽和硬度離子以及有機(jī)物、細(xì)菌等去除率達(dá)到97-98%，且具備操作簡單、能耗低、無污染等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)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(yù)處理的水進(jìn)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(jī)架上，是一體化成套設(shè)備。成套設(shè)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(hù)和實(shí)現(xiàn)水站運(yùn)行自動化。

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

本系統(tǒng)的核心設(shè)備---反滲透裝置（簡稱RO裝置），其能否正常運(yùn)行，很大程度上決定了整個生產(chǎn)裝置能否正常運(yùn)行。因此必須悉心管理、認(rèn)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(yùn)行效率高的特點(diǎn)。

膜元件選用美國DOW公司提供的芳香聚酰胺復(fù)合膜，該組件由三層薄膜復(fù)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(jī)械張力及化學(xué)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(fù)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(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。但對進(jìn)水有嚴(yán)格要求（見表1），必須嚴(yán)格按規(guī)定的指標(biāo)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(yùn)到現(xiàn)場后，應(yīng)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(dāng)溫度高于35℃時，應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)措施。

2.2.2裝置到達(dá)后，應(yīng)在一個月內(nèi)安裝完畢，并應(yīng)立即進(jìn)行通水試車運(yùn)行。

2.2.3裝置在未進(jìn)行通水試車前，任何閥門均不得開啟。

2.2.4 裝置就位后，應(yīng)調(diào)整裝置支承點(diǎn)，使組件處于基本水平的位置，且與基礎(chǔ)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(yīng)進(jìn)行脫脂處理，供水泵過流部分也應(yīng)進(jìn)行脫脂處理。

2.2.6 裝置的產(chǎn)水管最大輸出高度應(yīng)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(jìn)、回液管均不得直接敷設(shè)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(yīng)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(jìn)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(jìn)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(yīng)從進(jìn)水方向裝入，并均勻用力推入，不得強(qiáng)行用硬物敲入。

３)拆卸后的元件應(yīng)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(jìn)水進(jìn)行分析、測試，結(jié)果表明符合進(jìn)水要求，方可進(jìn)行裝置通水調(diào)試。

3.2對高壓泵的壓力控制系統(tǒng)進(jìn)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(guān)和總進(jìn)水閥、濃水排放閥、產(chǎn)水排放閥。

3.5啟動預(yù)處理設(shè)備，并調(diào)整供水量大于裝置總進(jìn)水量。

3.6待出水無甲醛氣味，關(guān)畢裝置總進(jìn)水閥。

3.7啟動高壓泵，并緩緩開啟裝置總進(jìn)水閥，控制裝置總進(jìn)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(jìn)水閥、濃水排放閥，使進(jìn)水壓力達(dá)到1.0～1.4Mpa。

3.9檢測產(chǎn)品水電導(dǎo)率，符合要求時開啟產(chǎn)品水出水閥，關(guān)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(yùn)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(yùn)行。

4、反滲透裝置的運(yùn)行說明

反滲透裝置的運(yùn)行及保護(hù)性沖洗各步驟均可自動進(jìn)行，其各工序的時間設(shè)定及流量應(yīng)按下述要點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

4.1制水

高壓泵進(jìn)口壓力初設(shè)定值為0.05Mpa，運(yùn)行時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況作適當(dāng)調(diào)整。

4.2保護(hù)性沖洗

按將停運(yùn)RO裝置中濃水完全沖出設(shè)定充分的時間，預(yù)設(shè)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(yùn)行管理

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

裝置運(yùn)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(fù)雜的、多方面的。可能是設(shè)備原因，也可能是進(jìn)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(yīng)細(xì)致、有條不紊。

 6、運(yùn)行要點(diǎn)及工藝參數(shù)

6.1進(jìn)水參數(shù)

嚴(yán)格控制進(jìn)水水質(zhì)，保證裝置在符合進(jìn)水指標(biāo)要求的水質(zhì)條件下運(yùn)行。

6.1.1最高運(yùn)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(yùn)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(dāng)溫度高于35°C時，應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)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(shí)施減壓操作。

2)根據(jù)供水量要求，關(guān)停ＲＯ裝置時間不得大于24小時，否則容易造成膜面細(xì)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(guān)。因此應(yīng)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(xué)清洗

正常運(yùn)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(jìn)行化學(xué)清洗。但為了保證系統(tǒng)長時間的安全運(yùn)行，通常三個月至半年清洗一次。清洗方向與運(yùn)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(jìn)水壓力

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

6.7操作壓力控制

應(yīng)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(yīng)的變化，這時應(yīng)對排放量進(jìn)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(yùn)處理

裝置不得長時間停運(yùn)，每天至少運(yùn)行2小時。如準(zhǔn)備停機(jī)72小時以上，應(yīng)用化學(xué)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(shí)施保護(hù)。

6.10低壓沖洗

反滲透裝置每次啟機(jī)都應(yīng)在進(jìn)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(yīng)每1小時對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行記錄，主要內(nèi)容為：

進(jìn)水：電導(dǎo)率、壓力、水溫、流量

產(chǎn)水：電導(dǎo)、產(chǎn)水量

濃水：流量、壓力

6.12當(dāng)反滲透系統(tǒng)發(fā)生脫鹽率嚴(yán)重下降時，應(yīng)依據(jù)以下原因進(jìn)行逐項(xiàng)分析，確認(rèn)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(yán)禁未經(jīng)培訓(xùn)人員上崗操.

7、故障分析及排除方法

7.１裝置運(yùn)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(yùn)，每天至少通水2小時。如停機(jī)72小時以上，應(yīng)向裝置內(nèi)沖灌亞硫酸氫鈉溶液進(jìn)行保護(hù)。

8.2裝置每次停機(jī)，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(yīng)注意升壓不得太快。如開機(jī)前系甲醛封存，應(yīng)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(yùn)行時如出現(xiàn)以下任一情況，則必須立即進(jìn)行化學(xué)清洗：

① 裝置總壓差比運(yùn)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(diǎn)；

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(yīng)5～6個月清洗一次；

9.2、清洗的注意事項(xiàng)

① 清洗時應(yīng)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(hù)措施，如帶防護(hù)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(xué)試劑，進(jìn)行充分混合后才能進(jìn)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(bǔ)充清洗液。

⑦ 清洗結(jié)束后，取殘液進(jìn)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(guān)閉反滲透裝置上的進(jìn)出水閥門、排放閥門，打開反滲透裝置上的化學(xué)清洗進(jìn)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(guān)，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(jìn)水指標(biāo)的水，以清洗相同條件進(jìn)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(yùn)行方式進(jìn)行低壓沖洗和高壓運(yùn)行，最初產(chǎn)水排入地溝，到出水指標(biāo)合格后進(jìn)入產(chǎn)品水箱。

⑥ 清洗結(jié)束后，必須將化學(xué)清洗裝置沖洗干凈，切忌將清洗過濾器、清洗水泵等設(shè)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(jìn)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(guān)閉清洗泵，關(guān)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(yùn)期間（指48小時以上）需適當(dāng)送水，以更換存水。

② 冬季停運(yùn)應(yīng)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(yùn)時開啟產(chǎn)水閥，關(guān)閉其它所有閥門。

EDI高純水設(shè)備技術(shù)簡介

一、EDI設(shè)備概述

   電去離子（Electrodeionization）簡稱EDI，是一種將離子交換技術(shù)，離子交換膜技術(shù)和離子電遷移技術(shù)相結(jié)合的純水制造技術(shù)。屬高科技綠色環(huán)保技術(shù)。EDI凈水設(shè)備具有連續(xù)出水、無需酸堿再生和無人值守等優(yōu)點(diǎn)，已在制備純水的系統(tǒng)中逐步代替混床作為精處理設(shè)備使用。這種先進(jìn)技術(shù)的環(huán)保特性好，操作使用簡便，愈來愈多地被人們所認(rèn)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(jìn)程：

   第一階段：預(yù)處理過濾器——>陽床——>陰床——>混合床

   第二階段：預(yù)處理過濾器——>反滲透——>混合床

   目前階段：預(yù)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(shù)（DI）一直作為超純水制備的標(biāo)準(zhǔn)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(xué)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?yàn)閭鹘y(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(xué)原理相結(jié)合的EDI技術(shù)成為水處理技術(shù)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(dāng)今世界的環(huán)保要求。

三、EDI設(shè)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(shè)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(jìn)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(shè)備一般以二級反滲透（RO）純水作為EDI給水。RO純水電導(dǎo)率一般是40-2μS/cm（25℃)。EDI純水電阻率可以高達(dá)18 MΩ.cm(25℃)，但是根據(jù)去離子水用途和系統(tǒng)配置設(shè)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(shè)備、EDI系統(tǒng)的特點(diǎn)

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

   1. 無需酸堿再生, 不會因再生而停機(jī), 水質(zhì)穩(wěn)定, 無污水排放： 在混床中樹脂需要用化學(xué)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(hù)了環(huán)境。

   2. 運(yùn)行費(fèi)用低, 連續(xù)、簡單的操作, 容易實(shí)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(fù)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(fù)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(dāng)處理水量的混床相比，有較不的體積，它采用積木式結(jié)構(gòu)，可依據(jù)場地的高度和窨靈活地構(gòu)造。模塊化的設(shè)計(jì)， 使EDI在生產(chǎn)工作時能方便維護(hù)。

五、EDI設(shè)備、電去離子（EDI）系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

   自從1986年EDI膜堆技術(shù)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(dǎo)體、電力鍋爐補(bǔ)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(lǐng)域也得到廣泛使用。

   1、電廠化學(xué)水處理

   2、電子、半導(dǎo)體、精密機(jī)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(tuán)體飲用純水

   5、精細(xì)化工、精尖學(xué)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(shè)備運(yùn)行記錄表一份