反渗透膜工作原理共12页.docx

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反渗透膜工作原理共12页

反渗透膜

RO（ReverseOsmosis）反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，其孔径小至纳米级（1纳米=10-9米），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。

反渗膜工作原理图：

反渗透原理图及常规工艺流程图:

反渗透装置主要由高压泵、反渗透膜和控制部分组成。

高压泵对源水加压，除水分子可透过RO膜外，水中的其它物质（矿物质、有机物、微生物等）几乎都被拒于膜外，无法透过RO膜而被高压浓水冲走。

反渗透技术的特点：

1、反渗透的脱盐率高，单只膜的脱盐率可达99%，单级反渗透系统脱盐率一般可稳定在90%以上，双级反渗透系统脱盐率一般可稳定在98%以上。

2、由于反渗透能有效去除细菌等微生物、有机物，以及金属元素等无机物，出水水质极大地优于其它方法。

3、反渗透制纯水运行成本及人工成本低廉，减少环境污染。

4、减缓了由于源水水质波动而造成的产水水质变化，从而有利于生产中水质的稳定，这对纯水产品质量的稳定有积极的作用。

5、可减少后续处理设备的负担，从而延长后续处理设备的使用寿。

反渗透系统故障判断和解决手段

故障症

状

引发问题的可能原因

所在位置及鉴别

手段

解决问题方法

盐透过率升高,产水量却下降,每段之间的压力差增大

膜污染

金属氧化物

污染

多发生在反渗透

装置的第1段

-分析日常SDI测

试膜截留物质

-通过分析清洗

液中的金属离子

-解剖分析被污染的膜元件

-进行对金属氧化物污染物的清洗

-改善予处理工艺和运行条件

胶体污染

多发生在反渗透

装置的第1段

-分析日常SDI测试膜截留物质

-解剖分析被污

染的膜元件

-采用含有脂

类洗涤剂清洗

-改善予处理工艺和运行条件

无机盐垢污

多发生在反渗

-针对具体情况选择合适的

透装置最后1段

-校核浓水系统LSI指数和可能生成的难溶物溶度积测试.

-解剖分析被污染的典型膜元件

清洗剂清洗

-调整系统水

回收率

-选择更有效的阻垢/分散药剂投加

-改善予处理

系统

盐透过率高,产水量满意，甚至稍高,每段压力差较大

-设计或运行操作不合理,引起

反渗透膜系统的过分浓差极化

反渗透装置第

1段上压降最大

-校核反渗透系统浓淡水比例和运行水回收率

-检查反渗透装置上压力容器及压力管道固定是否合适,压力容器是否发生翘曲或变形

-加大反渗透浓水的运行流量,降低反渗透系统水回收率.

-更换已损坏的反渗透膜元件上的U型密封圈

-改善配管固定方式

-检查膜元件的U

型浓水密封圈

盐透过

率增加,产水流量加大,压力差降低

-膜表面被给水的颗粒物质或系统产生浓差极化而生成的无机盐垢污晶体滑伤

-分析第1段

进水端堆积的悬浮颗粒污染物

-分析最后1段无机盐垢污,校核浓水LSI值,测试难溶物的溶度积数值

-改善予处理系统

-调整系统水回收

率

-选择投加更有效

的阻垢/分散剂

盐透过率高,产水量满意或稍高,每段之间的压力差基本满

压力容器及膜元件有伴随

流

膜元件或压力容器上的O型圈漏水

-对压力容器的取样管取样试验分析确认具体发生位置

-更换在膜元件或容器上已损坏或产生漏流O型圈

膜元件

膜袋粘合线破裂、膜

-压力容器取样试验判定发生具体位置

-对破损的膜元件进行更换

-检查给水压力，产品水压力及膜

意.

元件中

-对膜元件进

元件在运行的压

心管破

行真空试验,

力降是否合适，并

裂或膜

判定发生具

调整之。

元件机

体位置

械损坏

-膜元件膜卷

伸出，解剖分

析原因

系统运

-检查设备启

-修改设计和运行

行有水

动程序是否

条件和系统启动

锤产生

合理，找出产

程序

生水锤的原

因

-开始

-拆开膜组件

-首先用碱性清洗

盐透过

查看膜元件

液进行第1次清

率不

进水端污染

洗，然后再用被允

变，甚

症状

许使用的杀菌清

至还会

生物污染

洗剂配制的清洗

有所降

-分析反渗透

液清洗膜系统

低，在

系统浓水和

运行一

产品水生物

-改善系统予处理

段时间

及细菌指标

工艺

后系统

盐透过

率开始

持续增

加，并

伴随着

进水和

浓水之

间的压

差增大

和系统

产水量

降低

盐透过

率和产

水流量

增加，

但进水有机物污染

和浓水

之间的

压力差

-拆开膜组件

（压力容

器），查看反-选择碱性清洗液渗透膜元件对系统进行清洗进水端污染

-改善系统予处理

症状

工艺

-对原水及浓

水进行水质

正常

分析

多发生在反

-对于情况较为严

盐透过

渗透装置的

重者，必须有所选

率和产

第1段上

择地对已退化的

品水流

-重点对第1

膜元件进行更换

量增

段反渗透膜

-改善予处理工

加，进

反渗透膜被给水中的氧化性物质

组件进行水

艺，--增设氧化还

水和浓

氧化而引起膜性能的退化

质水量监测，

原电位的监测

水之间

并对测试值

（ORP）

的压力

进行标准化，

降低或

与试机报告

正常

数据进行比

较。

延长反渗透膜使用寿命的方法

反渗透技术已被广泛用于各类水的脱盐工艺中。

目前纯水工程中使用的多为进口的低压聚酰胺复合膜。

反渗透设备的装配水平和工艺都已比较成熟和完善。

然而设备在使用过程中,膜的使用寿命和性能衰减比较严重,往往达不到预期的设计水平（如三年保质期）,主要问题为膜的使用、保养不当

和膜的污染

1防止膜性能的损坏

新的反渗透膜元件通常浸润1%NaHSO和318%的甘油水溶液后贮存在密封的塑料袋中。

在塑料袋不破的情况下,贮存1年左右,也不会影响其寿命和性能。

当塑料袋开口后,应尽快使用,以免因NaHSO3在空气中氧化,对元件产生不良影响。

因此膜应尽量在使用前开封。

设备试机完后,我们采用过两种方法保护膜。

设备试机运行两天（15～24h）,然后采用2%的甲醛溶液保养;或运行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液进行保养（应排尽设备管路中的空气,保证设备不漏,关闭所有的进出口阀）。

两种方法均可得到满意的效果。

第一种方法成本高些,在闲置时间长时使用,第二种方法在闲置时间较短时使用。

2设备的操作不当引起膜性能的损坏：

2.1设备中有残余气体在高压下运行,形成气锤会损坏膜常有两种情况发生:

A、设备排空后,重新运行时,气体没有排尽就快速升压运行。

应在2～4bar的压力下将余下的空气排尽后,再逐步升压运行。

B、在预处理设备与高压泵之间的接头密封不好或漏水时（尤其是微滤器及其

后的管路漏水）当预处理供水不很足时,如微滤发生堵塞,在密封不好的地方由于真空会吸进部分空气。

应清洗或更换微滤器,保证管路不漏。

总之,

应在流量计中没有气泡的情况下逐步升压运行,运行中发现气泡应逐渐降压检查原因。

2.2关机时的方法不正确关机时快速降压没有进行彻底冲洗。

由于膜浓水侧的无机盐的浓度高于原水,易结垢而污染膜。

用投加化学试剂的预处理水冲洗。

因含化学试剂的水在设备停运期间可能引起膜污染。

在准备关机时,应停止投加化学试剂,逐步降压至3bar左右用预处理好的水冲洗10min,直至浓缩水的TDS与原水的TDS很接近为止。

2.3消毒和保养不力导致微生物的污染这是复合聚酰胺膜使用中普遍存在的问题,因为聚酰胺膜耐余氯性差,在使用中没有正确投加氯等消毒剂,加上用户对微生物的预防重视不够,容易导致微生物的污染。

目前许多厂家生产的纯水微生物超标,就是消毒、保养不力造成的。

主要表现为:

出厂时,RO设备没有采用消毒液保养;设备安装好后没有对整个管路和预处理设备消毒;间断运行不采取消毒和保养措施;没有定期对预处理设备和反渗透设备消毒;保养液失效或浓度不够。

2.4余氯监测不力

如投加NaHSO3的泵失灵或药液失效,或活性炭饱和时因余氯损坏膜。

3清洗不及时与清洗方法不正确导致的膜性能的损坏：

设备在使用过程中,除了性能的正常衰减外,由于污染而引起设备性能的衰减更为严重。

通常的污染主要有化学垢,有机物及胶体污染,微生物污染等。

不同的污染表现出的症状是不同的。

不同的膜公司所提出的膜污染的症状也是有一定的差异。

在工程中我们发现,污染时间的长短不一样,其症状也不一样。

如:

膜发生

碳酸钙垢污染,污染时间为一个星期时,主要表现为脱盐率的迅速下降,压差缓慢增大,而产水量变化不明显,用柠檬酸清洗能完全恢复性能。

污染时间为一年（某纯水机）,盐通量由最初的2mg/L上升为37mg/L（原水为140mg/L～160mg/L）,产水量由230L/h下降为50L/h,用柠檬酸清洗后,盐通量降为7mg/L,产水量上升至210L/h。

再者污染往往不是单一的,其表现的症状也有一定的差别,使得污染的鉴别更困难。

鉴别污染类型要综合原水水质,设计参数,污染指数,运行记录,设备性能变化及微生物指标等加以判断:

（1）胶体污染:

发生胶体污染时,通常伴随以下两个特性:

前处理中微滤器堵塞得很快,尤其是压差增大很快。

SDI值通常在2.5以上。

（2）微生物污染:

发生微生物污染时,RO设备的透过水和浓缩水中的细菌总数都比较高,平时一定没有按要求进行保养和消毒。

（3）钙垢:

可依据原水水质及设计参数进行判断。

对碳酸盐型水而言,如果

回收率为75%时,设计时投加了阻垢剂,浓缩液的LSI应小于1;不投加阻垢剂时浓缩液的LSI应小于零,一般不会产生钙垢。

（4）可用1/4英寸的PVC塑料管插入组件中测试组件不同部位的性能变化进行判断。

（5）根据设备性能的变化判断污染的类型。

（6）可用酸洗（如柠檬酸、稀HNO3）,根据清洗的效果和清洗液判断钙垢,通过清洗液成分分析进一步证实。

（7）对清洗液进行化学分析:

取原水、清洗原液、清洗液,三个样分析。

在确定了污染的类型后,可清洗,然后消毒使用。

在不能确定污染的类型时

通常采用清洗（3）+消毒+0.1%HCl（pH为3）的步骤清洗。

清洗液

（1）+清洗液

（3）+消毒的步骤效果很好。

反渗透膜清洗方法及步骤

在正常运行一段时间后，