反滲透設(shè)備在應(yīng)用中存在的問(wèn)題
反滲透除鹽較其他除鹽裝置，如：蒸發(fā)器、電滲析、復(fù)床等，有著獨(dú)到的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，反滲透國(guó)產(chǎn)化的工作也日益得到重視。隨著反滲透技術(shù)應(yīng)用的增多，出現(xiàn)的問(wèn)題也日益嚴(yán)重。筆者近年來(lái)對(duì)反滲透水處理裝置的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛調(diào)研，共收集了全國(guó)各地各行業(yè)的RO水處理裝置99套資料，其中全套國(guó)外引進(jìn)的76套，部分國(guó)產(chǎn)、部分引進(jìn)的設(shè)備共同組成的有13套，全套設(shè)備均為國(guó)產(chǎn)的有10套。經(jīng)整理研究發(fā)現(xiàn)，全套進(jìn)口的正常使用率為30%；部分國(guó)產(chǎn)、部分引進(jìn)的設(shè)備正常使用率為60%；全套國(guó)產(chǎn)的正常使用率為10%.上述問(wèn)題的出現(xiàn)主要有以下幾方面原因：
①全套進(jìn)口設(shè)備由于原水水質(zhì)的不同，缺乏技術(shù)論證及工藝修改，照搬照抄，不適合我國(guó)實(shí)情。所以反滲透進(jìn)水一定要根據(jù)原水水質(zhì)的不同進(jìn)行預(yù)處理，以滿足設(shè)備對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求。
②有些技術(shù)能力較差的企業(yè)，不懂得反滲透裝置膜元件及其數(shù)量的合理選擇，膜元件的合理排列等，造成部分膜元件在非正常情況下運(yùn)行。
③國(guó)產(chǎn)膜質(zhì)量不過(guò)關(guān)。膜的質(zhì)量的好壞直接影響到鹽及其它雜質(zhì)的去除率，美國(guó)陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)的Filmtec復(fù)合膜，其截留率可穩(wěn)定在90%以上。
④運(yùn)行管理不嚴(yán)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，壓力要處于膜的可承受的工作壓力范圍，防止超強(qiáng)度，超負(fù)荷運(yùn)行，使膜產(chǎn)生機(jī)械性損傷，導(dǎo)致泄漏發(fā)生。當(dāng)反滲透系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，出現(xiàn)制水量銳減，制水水質(zhì)惡化或者壓差增高時(shí)，說(shuō)明膜已需要清洗，此時(shí)應(yīng)將機(jī)器轉(zhuǎn)換成清洗狀態(tài)，使系統(tǒng)自行清洗，即可恢復(fù)膜的功能。
技術(shù)改進(jìn)
1、機(jī)械過(guò)濾器的設(shè)計(jì)
進(jìn)口設(shè)備正常使用率低的主要原因是預(yù)處理設(shè)備沒有結(jié)合我國(guó)原水水質(zhì)差的特點(diǎn)，機(jī)械過(guò)濾器反沖洗不徹底，上層濾砂結(jié)塊，SDI（污染指標(biāo)）升高，造成了膜的污堵，影響系統(tǒng)運(yùn)行。RO裝置一般要求SDI＜4（各膜元件生產(chǎn)商對(duì)SDI有不同的要求），要達(dá)到上述要求，筆者通過(guò)調(diào)研及實(shí)踐提出以下建議：
1.1、機(jī)械過(guò)濾器的選擇
結(jié)合我國(guó)原水水質(zhì)及設(shè)備材質(zhì)、填料的情況，建議使用雙層過(guò)濾料過(guò)濾器。從過(guò)濾的機(jī)理來(lái)說(shuō)，應(yīng)由大而小，而實(shí)際上機(jī)械過(guò)濾器都是通過(guò)上層最細(xì)的砂層來(lái)截留，故最上層砂容易堵塞、結(jié)塊，水頭損失增長(zhǎng)快。若在砂上層再添加顆粒狀無(wú)煙煤則增加容污能力，運(yùn)行周期長(zhǎng)，水頭損失增長(zhǎng)較慢，實(shí)踐中應(yīng)用效果良好。
1.2、機(jī)械過(guò)濾器的反沖洗
機(jī)械過(guò)濾器由于內(nèi)部裝填石英砂比重較大，反沖不易，許多系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定是忽視了反沖洗徹底、干凈這個(gè)過(guò)程，系統(tǒng)上設(shè)置的反沖裝置均達(dá)不到反沖洗強(qiáng)度的要求，這是許多水處理設(shè)備生產(chǎn)廠及工程公司存在的問(wèn)題。經(jīng)筆者與某處理設(shè)備有限公司共同研究及實(shí)踐，采用氣、水反復(fù)沖洗的方法，機(jī)械過(guò)濾器污堵后的反沖洗效果十分明顯，砂層清洗情況十分干凈，性能恢復(fù)良好，具體措施是：
①在設(shè)計(jì)反沖洗裝置時(shí)，反沖泵、管道必須符合反沖洗量的要求，反沖洗強(qiáng)度為12～15L／（s˙m2）；
②采用壓縮空氣擦洗濾料，使濾料表面的污泥等物脫落，其強(qiáng)度為18～25L／（s˙m2）
1.3、內(nèi)部填料的選擇
內(nèi)部填料，根據(jù)其排水結(jié)構(gòu)的不同可選用不同粒徑的石英砂，但最上層石英砂粒徑應(yīng)在0.3mm.在最上部裝填0.5～1.0mm顆粒無(wú)煙煤，其高度不低于200mm.
2、活性碳吸附的應(yīng)用
活性碳吸附器主要有二個(gè)功能：①吸附水中部分有機(jī)物，吸附率為60%左右；②吸附水中余氯。對(duì)于直接抽取地下水的用戶，可取消活性碳，若硬度較大則選用軟水器，地表水則必須使用活性碳，因?yàn)樗袣⒕鷦┗钚杂嗦染哂休^強(qiáng)的氧化性，會(huì)損壞RO膜，根據(jù)RO系統(tǒng)進(jìn)水要求余氯＜0.1mg／L，所以用活性碳去吸附余氯。另外活性碳脫除余氯并不是單純的吸附作用，而是在其表面發(fā)生催化作用，所以活性碳不存在吸附飽和的問(wèn)題，只是損失碳而己。
3、混凝藥劑的選擇
在機(jī)械過(guò)濾器前加入各種凝聚劑及高分子絮凝劑，以去除水中懸浮物、膠體等雜質(zhì)，但如果不根據(jù)水源實(shí)情，一味地添加，不僅改善不了水質(zhì)，相反會(huì)因藥劑本身或藥劑中所含雜質(zhì)而使水中帶入對(duì)RO膜有害的物質(zhì)，國(guó)內(nèi)有許多制藥廠水處理系統(tǒng)存在上述問(wèn)題。所以藥劑的選擇大有講究。根據(jù)RO膜的特點(diǎn)：
①凝聚劑應(yīng)避免使用鋁鹽類。鋁鹽類凝聚劑使凝聚過(guò)程中易產(chǎn)生鋁膠，進(jìn)入RO表面后不易清洗；
②不應(yīng)使用陽(yáng)離子型高分子絮凝劑。RO膜為陰離子型，陽(yáng)離子型高分子絮凝劑易與膜結(jié)合生成一種難以清洗的高分子膜。如果不重視上述情況，輕則減短膜壽命，重則部分膜元件報(bào)廢。同時(shí)藥劑之間的兼容性也不容忽視，如選用了ST高分子絮凝劑應(yīng)配合ArgoAF150ul同時(shí)使用。
4、RO系統(tǒng)的探討
4.1、保安過(guò)濾器的重要性
保安過(guò)濾器主要目的是為了保證RO進(jìn)水不損壞膜組件，一般選用過(guò)濾孔徑為5μm，根據(jù)前后壓差來(lái)確定調(diào)換濾芯，壓差控制在58.8kPa以內(nèi)。
目前國(guó)內(nèi)系統(tǒng)均選用線繞或折迭二種一次性濾芯，即使前后壓差不大的濾芯，使用時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)闉V芯易滋長(zhǎng)細(xì)菌，建議采用14～15t／（h˙m2）（m2為濾芯過(guò)濾面積。）
4.2、阻垢劑的使用
反滲透膜污染可分為：生物污染、懸浮物污染、化學(xué)污染、膠體污染、細(xì)菌污染等。目前反滲透系統(tǒng)中阻垢劑使用最多的為六偏磷酸鈉，但六偏磷酸鈉易分解成磷酸根，而磷酸根又是細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)源，所以使用不當(dāng)易造成生物污染。另外六偏磷酸鈉不易溶解，本身的結(jié)垢也影響系統(tǒng)的運(yùn)行。筆者調(diào)研了幾家系統(tǒng)運(yùn)行良好的廠家，發(fā)現(xiàn)均使用英國(guó)產(chǎn)FLOCON260產(chǎn)品，該產(chǎn)品做為阻垢劑同時(shí)具有：
①可抑制細(xì)菌生長(zhǎng)而延長(zhǎng)清洗周期；
②可防止原水中溶解和不溶解的鐵形成鐵膠而影響系統(tǒng)運(yùn)行和造成膜不可逆污染；
③提高了飽和臨界值（LSI值可達(dá)2.5），對(duì)絕大部分原水可以不加酸，對(duì)小部分原水也可大量減少酸的投加，從而降低了反滲透出水中CO2；
④藥劑的成份穩(wěn)定，可以長(zhǎng)時(shí)間存放及開蓋使用。為了保證RO系統(tǒng)的正常運(yùn)行，除了選用適宜的阻垢劑品種之外，還應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)對(duì)加藥量進(jìn)行計(jì)算，英國(guó)Argo已開發(fā)成套軟件，只需將原水水質(zhì)輸入電腦，各種藥劑用量由程序確定。
4.3大流量沖洗的配置
反滲透在水質(zhì)分離過(guò)程中，膜表面含有許多污染物，由于水分離方向與水流方向呈90°關(guān)系，所以膜表面污染物部分可通過(guò)大量沖洗來(lái)去除，實(shí)際上原來(lái)國(guó)產(chǎn)組裝設(shè)備均忽視了該清洗裝置，而進(jìn)口設(shè)備上均配備了清洗裝置。目前筆者接觸的一些水處理設(shè)備工程公司，均已開發(fā)PLC自控大流量沖洗系統(tǒng)，該套裝置有利于RO膜使用壽命的延長(zhǎng)。[FS：PAGE]
4.4、化學(xué)清洗液的選擇
RO系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下，每年只需清洗3、4次，不同的污染應(yīng)選用不同的藥劑。國(guó)內(nèi)一般選用檸檬酸及EDTA為主要成份，但往往清洗效果不佳，而進(jìn)口清洗液清洗效果明顯。如蚌埠第一制藥廠，由于淮河水污染嚴(yán)重，操作管理又存在一些問(wèn)題，結(jié)果造成RO膜嚴(yán)重污堵，通過(guò)3、4次酸洗堿洗，均無(wú)明顯效果。針對(duì)上述情況，筆者與設(shè)備生產(chǎn)廠分析了污堵原因，基本判定為生物污染，大膽使用有針對(duì)性的進(jìn)口化學(xué)清洗藥劑FIOCLEANMC11后，基本恢復(fù)原有性能，且加強(qiáng)管理后運(yùn)行至今性能穩(wěn)定。
4.5、反滲透裝置的設(shè)計(jì)
RO裝置設(shè)計(jì)計(jì)算有一套復(fù)雜的計(jì)算方式，目前國(guó)外各膜元件商均已開發(fā)了專用軟件，只要設(shè)計(jì)人員根據(jù)原水水質(zhì)報(bào)告及各膜元件性能初步確定方案，然后將原水水質(zhì)輸入電腦，由程序軟件來(lái)驗(yàn)證初步方案的可行性，若不行則發(fā)出警告，并告之哪一部分設(shè)計(jì)不合理。另外設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)膜元件使用手冊(cè)中的要求，注意設(shè)計(jì)應(yīng)配備的各種保護(hù)措施。
5、混床紫外線殺菌器及膜濾的選用
混床是提高水質(zhì)的最終手段，紫外線殺菌器能殺滅水中的細(xì)菌，然后通過(guò)膜濾，去除細(xì)菌尸體，這幾套設(shè)計(jì)均可采用常規(guī)產(chǎn)品，在此不作敘述。
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