一、系統(tǒng)的運(yùn)行與停止
1 初始運(yùn)行前需確認(rèn)事項(xiàng)
① 保安過濾器(< 5 μm)
為防止金屬屑、異物、沙子和纖維等物質(zhì)進(jìn)入到膜元件內(nèi),請(qǐng)?jiān)谠?a href="http:///sell-list/152.html" target="_blank">泵后安裝保安過濾器(< 5 μm)。在運(yùn)行開始前,請(qǐng)確認(rèn)濾芯已正確安裝。
② 進(jìn)水的SDI15值
預(yù)處理產(chǎn)水的SDI15值要做到5.0以下。要定期檢測SDI15值,發(fā)現(xiàn)超出正常值后要修正預(yù)處理的配置和運(yùn)行參數(shù)。
③ 進(jìn)水的殘余氯
通常要求運(yùn)行時(shí)進(jìn)水的余氯含量為0 mg/L。進(jìn)水中殘余氯濃度若超出此要求會(huì)造成膜元件脫鹽率下降。若進(jìn)水中有殘余氯,請(qǐng)用亞硫酸氫鈉(SBS)中和。若殘余氯量為1 mg/L,對(duì)應(yīng)則需要SBS 1.8 – 3 mg/L。
余氯采用ORP表在線監(jiān)測,或是比色法測定。
注意:過渡金屬如鐵、錳等,將加劇余氯對(duì)膜元件的氧化。因此進(jìn)水中含有過渡金屬時(shí),應(yīng)確保進(jìn)水中沒有余氯存在。
④ 進(jìn)水的殘余SBS(亞硫酸氫鈉)
當(dāng)采用SBS中和余氯時(shí),美國海德能公司推薦采用滴定法測SBS濃度,以確保余氯全部被還原。因?yàn)樵谟行U水中,余氯或ORP測定會(huì)受到干擾而不準(zhǔn)確,SBS殘余量為3-5mg/L時(shí)可確保余氯全部被還原。
⑤ 進(jìn)水油類
油脂嚴(yán)禁進(jìn)入反滲透系統(tǒng),必須在預(yù)處理中脫除掉。
⑥ 進(jìn)水pH值
進(jìn)水pH值若超出膜元件規(guī)定范圍,可能會(huì)導(dǎo)致膜元件性能下降。
⑦ 進(jìn)水溫度
運(yùn)行時(shí)進(jìn)水溫度應(yīng)在40 ℃以下(最高不能超過45 ℃)。若進(jìn)水溫度超出此范圍,可能會(huì)引起膜性能下降[1]。40 ℃以上運(yùn)行時(shí)請(qǐng)向美國海德能公司技術(shù)人員咨詢安全運(yùn)行條件。
⑧ 低溶解度鹽類
為防止膜表面鹽類結(jié)垢,可以采用調(diào)節(jié)pH值、進(jìn)行軟化處理、添加阻垢劑等方法解決。
⑨ 硅酸類(二氧化硅)
為防止膜表面二氧化硅結(jié)垢,通過預(yù)處理去除二氧化硅以及通過調(diào)整pH值、溫度等防止在濃水側(cè)產(chǎn)生結(jié)垢。
⑩ 確認(rèn)好① – ⑨項(xiàng)后,在膜已正確安裝的條件下,可以啟動(dòng)系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)的日常啟動(dòng)
① 全部開啟濃水及產(chǎn)水閥門。
② 反滲透系統(tǒng)的沖洗。
供水時(shí)以低壓、低流量的給水排出殘留在膜元件及壓力容器中的空氣。給水泵啟動(dòng)后慢慢打開給水閥門調(diào)節(jié)流量。濃水管出口或流量計(jì)處不再有氣泡冒出時(shí)將流量升高,沖洗30分鐘左右。在沖洗過程中要檢查閥門管道是否有泄漏。沖洗過程中濃水及產(chǎn)水應(yīng)全部排放。沖洗過程中不要添加阻垢劑等藥品。但若給水中有余氯則要充分添加SBS。
在沖洗步驟中,要注意以下的運(yùn)行條件:
--壓力:< 0.3 MPa;
--單支壓力容器的濃水排放量:8英寸(8040)膜元件:7.2 – 12 m3/h
4英寸(4040)膜元件:1.8 – 2.5 m3/h
③ 高壓泵啟動(dòng)前,通過調(diào)節(jié)高壓泵和反滲透系統(tǒng)間的閥門控制好流量,否則瞬間的高流量和高壓力可能會(huì)損傷膜元件。
④ 啟動(dòng)高壓泵后必須使升壓速度在任何時(shí)候不能超過0.07MPa/ 秒。壓力上升速度過快可能會(huì)導(dǎo)致膜元件機(jī)械損傷,包括軸向壓力過大使膜元件產(chǎn)生望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象,或?qū)е?/span>FRP裂紋甚至嚴(yán)重到破損。將給水閥門緩慢開啟,使?jié)馑髁窟_(dá)到設(shè)計(jì)值。
⑤ 一邊調(diào)節(jié)高壓泵出口的給水閥門,一邊慢慢關(guān)小濃水閥門。在保持濃水流量的同時(shí),要注意產(chǎn)水流量的上升,并隨時(shí)調(diào)節(jié)使其達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水量。添加阻垢劑等藥品的泵要在關(guān)小濃水閥門的同時(shí)開啟,確認(rèn)添加藥品流速并測定進(jìn)水pH值。
⑥ 一小時(shí)連續(xù)運(yùn)行后測定產(chǎn)水電導(dǎo)、分析水質(zhì),并將產(chǎn)水引入產(chǎn)品水箱。
⑦ 記錄運(yùn)行初期數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)記錄格式請(qǐng)參見附錄6反滲透和納濾系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)參考記錄表格。
3 停止運(yùn)行
① 停止高壓泵。如果高壓泵采用變頻控制,可使高壓泵逐漸減速至停止。
② 沖洗。濃水側(cè)閥門全部打開,并確認(rèn)產(chǎn)水閥門也全部打開。啟動(dòng)沖洗水泵,調(diào)節(jié)沖洗進(jìn)水閥門至合適沖洗流量,運(yùn)行5-15分鐘沖洗。
③ 停止沖洗。停止沖洗水泵,關(guān)閉各閥門。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定沖洗回路。一般水源的系統(tǒng)可采用RO/NF的進(jìn)水為沖洗水源;特殊水源系統(tǒng)建議采用RO/NF產(chǎn)水進(jìn)行停機(jī)沖洗,特別是海水淡化系統(tǒng)在停機(jī)時(shí),必須采用RO產(chǎn)水沖洗,需將系統(tǒng)內(nèi)的高濃度海水全部置換出去。設(shè)備長時(shí)間停止運(yùn)行時(shí),請(qǐng)參見反滲透系統(tǒng)的停運(yùn)保護(hù)相關(guān)內(nèi)容。
4 注意事項(xiàng)
① 啟動(dòng)和停止時(shí),流量和壓力會(huì)有波動(dòng)。過大流量和壓力波動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致膜元件破裂。故在啟動(dòng)和停止操作時(shí)需緩慢增加或降低壓力和流量,升、降壓速度不應(yīng)超過0.07MPa/秒。
② 給水中的殘余氯必須為0 mg/L時(shí)設(shè)備才能運(yùn)行。給水中殘余氯會(huì)破壞膜元件的分離皮層,所以必須要用SBS來中和。
③ 產(chǎn)水側(cè)壓力(背壓)。產(chǎn)水側(cè)壓力高于給水側(cè)壓力0.05 MPa以上時(shí),膜片會(huì)受到物理性損傷。背壓通常發(fā)生在反滲透設(shè)備閥門開閉的瞬間。例如,系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí),關(guān)閉原水泵前,產(chǎn)水側(cè)閥門還在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)通常會(huì)發(fā)生背壓現(xiàn)象。充分確認(rèn)閥門的開和關(guān)及壓力的變動(dòng),保證運(yùn)行過程杜絕背壓現(xiàn)象發(fā)生。產(chǎn)水管道若高于膜架中最下部膜殼5米以上時(shí),系統(tǒng)停止時(shí)產(chǎn)水側(cè)的靜壓頭(0.05 MPa)會(huì)從產(chǎn)水側(cè)施力給進(jìn)水側(cè),即發(fā)生背壓現(xiàn)象,導(dǎo)致膜受到傷害。因此要?jiǎng)?wù)必注意進(jìn)水管道是否高于產(chǎn)水管道,同時(shí)要注意產(chǎn)水管道在膜殼上部的高度。
二、系統(tǒng)運(yùn)行管理
1 反滲透系統(tǒng)的管理
反滲透預(yù)處理主要是去除對(duì)反滲透有危害的污染物。預(yù)處理做得不充分時(shí)會(huì)影響到反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行。因此每天的運(yùn)行管理十分重要。監(jiān)測預(yù)處理系統(tǒng)產(chǎn)水(反滲透的給水)的濁度及SDI15。若所測指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于日常測定值,則可證明預(yù)處理出現(xiàn)異常。必須要對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行檢查,有必要時(shí)可以采取清洗等措施使其恢復(fù)狀態(tài)。
表1反滲透系統(tǒng)的管理
項(xiàng)目
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現(xiàn)象
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采取措施
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殘余氯濃度
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大于0 mg/L
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加入SBS
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SDI值
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大于5
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導(dǎo)致膜元件迅速污堵,調(diào)整預(yù)處理工藝參數(shù)
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pH值
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在允許范圍外
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脫鹽率下降,產(chǎn)生結(jié)垢可能性很大,調(diào)整加藥泵
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保安過濾器壓差
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壓差急劇上升
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可能是預(yù)處理效果不好,檢查預(yù)處理
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流量平衡
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回收率及產(chǎn)水量不正常
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發(fā)生結(jié)垢及膜堵塞可能性很大,需調(diào)整流量平衡
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2 反滲透系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的管理
為了使膜性能最大程度地得到發(fā)揮,并保持長期穩(wěn)定運(yùn)行,關(guān)鍵在于保持其適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行條件,及時(shí)記錄每天的運(yùn)行數(shù)據(jù)。及時(shí)確認(rèn)并堅(jiān)持正確的運(yùn)行管理能夠延長膜元件的使用壽命。在本小節(jié)中以一般性制水設(shè)備為例,著重介紹運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄方法。
2.1 反滲透膜運(yùn)行數(shù)據(jù)管理的重要性
反滲透膜制水裝置受外界影響因素很大,在運(yùn)行管理時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
- 不要超出規(guī)定以上的回收率和運(yùn)行壓力;
- 要充分保證濃水流量;
- 禁止異物、污染物和氧化劑流入;
- 定期物理沖洗和化學(xué)清洗。
2.2 測定運(yùn)行數(shù)據(jù)
產(chǎn)水量、脫鹽率和壓差是作為反滲透膜性能管理的重要指標(biāo)。每天記錄運(yùn)行數(shù)據(jù),就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些性能管理指標(biāo)的異常。此外,作為查明異常原因的補(bǔ)充項(xiàng)目還要記錄回收率、運(yùn)行壓力、pH值、濃水流量和溫度等。
表2反滲透和納濾裝置運(yùn)行日常管理用檢測項(xiàng)目
No.
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測定項(xiàng)目
|
記號(hào)
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單位
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1
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產(chǎn)水流量
|
Qp
|
m3/h、L/min、gal/min
|
2
|
濃水流量
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Qb
|
3
|
第一段壓力
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P1
|
kgf/cm2、bar、MPa
|
4
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第二段壓力
|
P2
|
5
|
濃水側(cè)壓力
|
P3
|
6
|
產(chǎn)水壓力
|
P4
|
7
|
進(jìn)水電導(dǎo)率
|
ECf
|
ms/cm
|
8
|
濃水電導(dǎo)率
|
ECb
|
9
|
產(chǎn)水電導(dǎo)率
|
ECp
|
10
|
進(jìn)水溫度
|
Tf
|
℃
|
11
|
進(jìn)水pH值
|
pHf
|
N/A
|
12
|
進(jìn)水ORP
|
ORP
|
mV
|
13
|
保安過濾器入口壓力
|
PF1
|
kgf/cm2、bar、MPa
|
14
|
保安過濾器出口壓力
|
PF2
|
2.3 運(yùn)行數(shù)據(jù)整理
對(duì)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理十分重要。表6.5對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
① 標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量。反滲透膜的產(chǎn)水量會(huì)根據(jù)操作壓力、溫度等發(fā)生變化。因此比較每天的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄可以補(bǔ)正其效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化。通常,25 ℃時(shí)壓力為0.1 MPa得到的產(chǎn)水為標(biāo)準(zhǔn)、可以確認(rèn)其變化。
② 進(jìn)水平均濃度。由于反滲透系統(tǒng)的給水含鹽量(電導(dǎo)率)隨著水流的流動(dòng)是變化的,這導(dǎo)致位于不同位置的反滲透膜元件接觸的給水電導(dǎo)率不同,所以在計(jì)算脫鹽率,或采用電導(dǎo)率的阻止率替代脫鹽率時(shí),給水的濃度就十分重要,而不能簡單地用進(jìn)水電導(dǎo)率替代。通常有兩個(gè)方法來計(jì)算相對(duì)準(zhǔn)確的給水電導(dǎo)率:
- 算術(shù)平均電導(dǎo)率 = (ECf + ECb)/ 2
式中:ECf —— 進(jìn)水的電導(dǎo)率,μs/cm;
ECb —— 濃水的電導(dǎo)率,μs/cm。
- 對(duì)數(shù)平均電導(dǎo)率 = ECf × ln [ Rec./(1 – Rec.)]
式中:Rec. —— 系統(tǒng)的回收率。
在一般情況下應(yīng)該采用算術(shù)平均給水電導(dǎo)率來計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)際脫鹽率(這里的脫鹽率并非真實(shí)的脫鹽率,而是采用電導(dǎo)率的脫除率表征的脫鹽率),但是當(dāng)系統(tǒng)的回收率大于85 %時(shí),就應(yīng)該使用對(duì)數(shù)平均進(jìn)水電導(dǎo)率來計(jì)算脫鹽率,這樣才能得到更為準(zhǔn)確的系統(tǒng)脫鹽率。
表3反滲透裝置運(yùn)行管理用計(jì)算項(xiàng)目
No.
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計(jì)算項(xiàng)目
|
記號(hào)
|
單位
|
計(jì)算公式
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1
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第一段壓差
|
dP1
|
kgf/cm2、bar、MPa
|
P1– P2
|
2
|
第二段壓差
|
dP2
|
P2– P3
|
3
|
全體平均壓力
|
Pav
|
(P1 + P2 + P3)/ 3
|
4
|
全體有效壓力
|
Pn
|
Pav– P4
|
5
|
溫度校正系數(shù)
|
TCF
|
N/A
|
exp {2 700 × [1 /(273 + T)-1/298]}
|
6
|
標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量
|
J
|
m3/(h·MPa)
|
Qp/ Pn× TCF
|
7
|
電導(dǎo)率的脫除率
|
Rej.
|
%
|
(1 – ECp / 進(jìn)水平均電導(dǎo)率) × 100 %
|
8
|
回收率
|
Rec.
|
%
|
Qp/(Qp + Qb)× 100 %
|
9
|
預(yù)處理過濾器壓差
|
dPpr
|
kgf/cm2、bar、MPa
|
PF1– PF2
|
2.4 將數(shù)據(jù)圖表化
表2和3中的各項(xiàng)用Excel(Microsoft?公司Office應(yīng)用軟件的一個(gè)組件)軟件記錄后,可以作成圖表以便一目了然地掌握運(yùn)行狀況的變化,盡早采取應(yīng)對(duì)措施。通過確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量、電導(dǎo)率的阻止率和壓差這三項(xiàng)數(shù)據(jù)表變化,可以分析出系統(tǒng)運(yùn)行情況。這三項(xiàng)性能管理指標(biāo)以外的測定值及計(jì)算值也是探究膜性能發(fā)生變化的重要數(shù)據(jù)。
3 反滲透系統(tǒng)的停運(yùn)保護(hù)
①短期保存
短期保存方法適用于那些停止運(yùn)行5-30天的膜系統(tǒng)。此時(shí)膜元件仍安裝在系統(tǒng)的壓力容器內(nèi)。保存操作的具體步驟如下:
- 給水沖洗膜系統(tǒng),同時(shí)注意將氣體從系統(tǒng)中完全排除。采用膜系統(tǒng)產(chǎn)水沖洗膜系統(tǒng)會(huì)有助于防止污染,海水淡化系統(tǒng)必須用產(chǎn)水沖洗膜系統(tǒng);
- 將壓力容器及相關(guān)管路充滿水后,關(guān)閉相關(guān)閥門,防止氣體進(jìn)入系統(tǒng);
- 每隔5天按上述方法沖洗一次。
②長期停用保存
長期停用保護(hù)方法適用于停止使用30天以上,膜元件仍安裝在系統(tǒng)的壓力容器內(nèi)。保存的具體步驟如下:
- 對(duì)膜元件進(jìn)行化學(xué)清洗;
- 采用膜系統(tǒng)產(chǎn)水配制合適的殺菌劑,并循環(huán)沖洗膜裝置;
- 當(dāng)殺菌劑充滿膜系統(tǒng)后,關(guān)閉閥門和泵使殺菌劑保留于膜系統(tǒng)中,此時(shí)應(yīng)確認(rèn)系統(tǒng)完全充滿
- 如果溫度低于27℃,應(yīng)每隔30天用新的殺菌劑進(jìn)行2-3步操作;如果溫度高于27℃,則應(yīng)每隔15天更換一次殺菌劑;
- 在膜系統(tǒng)重新投入使用前,用低壓給水沖洗系統(tǒng)1小時(shí),然后再用高壓給水沖洗系統(tǒng)5-10分鐘。無論低壓沖洗還是高壓沖洗 時(shí),系統(tǒng)的產(chǎn)水排放閥均應(yīng)全部打開。在恢復(fù)系統(tǒng)至正常操作前,應(yīng)檢查并確認(rèn)產(chǎn)品水中不含有任何殺菌劑。
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