反渗透膜的安装及运行

1、声明:?本文提及的技术方案均属于海德能公司的专利范围。除非来自海德能公司的书面保证，海德能公司对于 本文提供的信息及本文提供的产品和系统性能没有义务提供担保。第七章反渗透膜的安装及运行7.1膜元件的安装与拆卸安装膜元件时应遵循以下注意事项。如不严格遵守这些事项，可能会对膜元件造成不同程度的损伤，并导致 膜元件性能下降。因此在安装膜元件前务必确认以下注意事项，并严防禁止事项。表-1 膜元件安装注意事项序号注意事项原因对膜元件性能影响程度1使用工具从包装袋中取岀 膜元件时注意不要划伤膜 兀件表面。使用剪子或刀子等工具切开包装袋时，如用力过猛，可能会伤及膜表面。很高2包装袋中填装了 1%浓度的 亚硫

2、酸氢钠作为保护液，请 务必佩带保护眼睛及手套。由于使用了 1%浓度的亚硫酸氢钠作为保护液，故请在通风良好的地方打开包装。同时开包装时务必佩 带眼镜和保护手套。如药品不慎溅入眼中、身体及 衣服上，请立即用清水清洗，并及时到医院诊治。对膜性能无影 响，但对人身 体有一定危 险。3连接部位密封圈用清洁水 沾湿润滑。不允许使用任何 润滑剂(石油类，润滑脂， 凡士林及洗涤剂)，汽油类 及稀释剂等。集水管的材质是塑料，若在其上涂用了石油、润滑 脂、凡士林、洗涤剂(如白猫牌)、汽油类及稀释剂。 会导致集水管在短时间内裂化。否则可能会导致膜 性能的严重下降。在向膜壳中安装膜元件时，使用 清洁水或水溶性甘油润滑

3、连接部位及密封圈，以便 安装。很高4小心拿放膜元件。禁止乱 扔、摔落膜元件。乱扔、摔落膜元件而对其造成的损伤会对膜元件性 能造成影响。很高5禁止使用锤子敲打等野蛮 安装行为。这样会导致膜元件外壳破裂，故严禁用锤子直接敲 打膜元件，野蛮安装。此种情况下，难以保证膜元 件性能，请务必留意。很高注：系统运行启动后、由于产水及浓缩水中含有亚硫酸氢钠，在生产饮料、食品及医药用水时，请务必确认产水已经符合使用标准后再使用。1膜元件的安装(1) 通常膜元件放置在 1%浓度的亚硫酸氢钠溶液中保存，运行前首先应用纯水(合格的预处理产水或反渗透 产水)充分冲洗。(2) 如图-1所示，膜元件进水侧有一个浓水密封圈，

4、注意密封圈的安装方向是口向进水侧张开。浓水密封圈的功能是密封膜元件与膜壳之间的间隙，保证进水全部经过膜元件内的通道流动。进水侧的压力会使浓水密封圈的开口向膜壳内壁紧压密封。若密封圈的安装方向相反，则密封圈不能密闭，造成一部分进水在膜元件外侧流动，致使膜表面流速降低，导致膜表面的浓差极化现象不能被抑制，从而缩短膜的使用寿命。(3) 8英寸膜元件的连接件和适配器外表面环形凹槽内分别安装了橡胶O型圈；4英寸膜元件的连接件和适配器内表面环形凹槽内分别安装了橡胶0型圈。首先确认 0型圈安装在适配器和连接件指定位置上，安装时需注意0型圈及连接件表面没有划伤或附着物，并注意不要将O型圈扭曲安装。若连接件发生

5、泄漏，进水就会混入产水中，会导致产水水质下降。安装在集水管上时，O型圈和集水管的表面用纯水、蒸馏水或亲水性甘油润滑以便于安装。(4) 卸下膜壳两侧端板安装膜元件。将适配器安装在第一支膜元件浓水侧的集水管上。然后将膜元件从膜壳进水侧向膜壳的浓水侧缓缓推入膜壳内。(5) 如图-2所示，数支膜元件连续安装时，前一支膜元件完全进入膜壳之前，就要准备下一支膜元件与连接件连接。同时要注意不要让膜元件与膜壳边缘接触，以防产生擦伤，尽量平行推进。图-2数支膜元件并列安装图例图-3安装间隙调整垫片(6) 最后在最后安装的膜元件集水管上安装产品适配器。最终应确认膜元件与适配器、膜元件及连接件完全 紧密连接，然后将

6、浓水侧端板与膜壳连接。端板的连接方法请参照膜壳生产厂的使用说明书。(7) 完成浓水侧端板的安装后，应再次从进水侧向浓水侧推动膜元件，保证其完全紧密连接，然后再进行进 水侧端板的安装，安装进水侧端板时应注意测量端板与适配器之间的间隙，并通过叠加硬质塑料垫片消除存 在的间隙(见图-3)。端板的连接方法请参照膜壳生产厂的使用说明书。2膜元件的拆卸与保存(1) 拆下膜壳周围连接的管道，卸下膜壳两端端板。(2) 将膜元件从膜壳的进水侧向膜壳的浓水侧推动，在膜壳的浓水侧依次将膜元件一支一支取岀。当膜壳内安装有多支(2-6支)膜元件时，取岀膜元件时需要进水侧使用集水管退岀棒增加在膜壳内推动的距离。(禁止使用

7、坚硬的金属棒)。(3) 膜元件的保存方法如表 -2所示。若不严格遵守保存规定，可能会导致膜元件的再使用性能下降。 表-2保存膜元件时的注意事项序号注意事项理由对性能的影 响程度1彻底清洁膜元件后，将其密 闭浸泡在含有 1升1%浓度 亚硫酸氢钠溶液的塑料袋 中。若将膜元件在污染状态下保存，或在使用一段时间后 停用时使其干燥，都会影响膜元件再次使用时的性 能。高2保存在5-35 C室内阴暗处。保存温度超岀 5-35 C范围外会导致膜元件再次使用时 的性能下降。高3尽量避开 5C以下保存，严 禁膜元件结冰。结冰会导致膜元件内的保护液体积膨胀，膜元件再次 使用时的性能可能会下降。非常高7.2系统的运行

8、及停止1初次运行(1) 高压泵前安装保安过滤器为防止金属屑、异物、沙粒、纤维进入到膜组件内，运行开始前请在高压泵前安装保安过滤器(5mm以下)，并确认保安过滤器内的滤芯已经正确安装。(2) 系统运行前管道冲洗为防止系统运行时装置内残留异物(金属屑、焊接屑、机械油、粘结剂等)进入到膜元件中，在安装膜元件 前要充分清洗管道和装置。通过冲洗，去除管道内残留的金属屑、焊接屑，通过酸洗去除管道内的铁锈，碱 洗去除机械油。一切杂质都被去除后，最后再用清水冲洗装置直至排水呈中性。建议冲洗后的排水使用SDI滤膜过滤，通过确认过滤后滤膜的表面状况来掌握冲洗效果。SDI进水的SDI值 合格的预处理水需要去除胶体、

9、有机物、铁、细菌等物质，防止膜表面产生污染，预处理产水通常要求值W 5。要定期检测SDI值，发现超岀正常值后要重新调整预处理的运行。但是SDI值仅仅是监测污染指标的一个指标，即 SDI值是0.45mm孔径膜片的过滤性能数值化表现。当含有较多0.45mm以下悬浮物质时，即使SDI值在4以下，也会发生反渗透膜表面被污染的现象。尤其需要注意单支膜元件的回收率过高或膜元件内 流速过低都会加速颗粒物质在膜元件表面的沉积。注1:推荐单支膜元件回收率W15% ;注2:推荐浓水：产水5:1。(4) 进水的残留余氯通常要求运行时进水的残留余氯含量w0.05mg/L。进水中残留余氯浓度若超过该要求会造成膜元件被氧

10、化而导致脱盐率下降。若进水中有残留余氯，请用SBS(亚硫酸氢钠)中和。若残留余氯为 1mg/L，对应需要使用1.8-3mg/L 的 SBS。(5) 进水pH进水pH若超岀以下范围，可能会导致膜元件性能下降。表-3膜元件的正常运行 pH值范围供给水条件pH范围正常运行的进水 pH2-10(6) 进水温度运行时进水温度应在45 C以下。若进水温度超过此范围，可能会引起膜元件性能下降。(7) 低溶解度盐类为防止膜表面难溶盐类结垢，可以调节pH值、进行软化处理或添加阻垢剂等方法解决。另外可通过计算朗格利尔指数来防止发生碳酸钙结垢现象。(8) 硅酸类、二氧化硅为防止膜表面二氧化硅结垢，通过预处理去除二氧

11、化硅、调节pH值、调节温度或添加硅分散剂等方法防止在浓水侧出现二氧化硅结垢。(9) 确认好(1)-(8)注意事项后，开始安装膜元件。(10) 全部开启浓水及产水阀门。(11) RO装置的冲洗RO装置进行冲洗时应以低压低流量排岀残留在膜元件及膜壳内的空气，进水泵启动后慢慢打开RO装置的进水阀门调节流量。直至浓水管岀口或流量计不再有气泡冒岀时将流量逐渐升高，冲洗30分钟左右。在冲洗过程中需要检查阀门管道是否有泄漏。浓水及产水全部排岀，冲洗过程中不需要添加阻垢剂等药品，如进水中 残留余氯则要充分添加SBS。表-4 RO装置低压冲洗运行条件规格压力进水流量8英寸膜壳 0.3 bar37.2-12.0

12、m /h4英寸膜壳 0.05mg/L导致膜元件被氧化，加入SBS（亚硫酸氢钠）SDI 5导致膜元件迅速堵塞，调整预处理效果pH 8.5或更高导致结垢及脱盐率下降，调整加药泵pH 6.0或更低导致脱盐率下降，调整加药泵保安过滤器压差压差急剧上升导致膜元件迅速堵塞，调整预处理效果电导率迅速上升查明电导率变化原因表-6二段RO装置运行日常管理用监测项目序号测定项目记号单位有效数字1产水流量Qpm3/h小数点后1位2浓水流量Qcm3/h小数点后1位3第一段压力P1Bar小数点后1位4第二段压力P2Bar小数点后1位5浓水侧压力P3Bar小数点后1位6产水压力P4Bar小数点后1位7进水电导ECfm m

13、/cm小数点后1位8浓水电导ECcm m/cm小数点后1位9产水电导ECpm m/cm小数点后1位10进水温度TfC小数点后1位11进水pHpHf-小数点后1位12保安过滤入口压力PF1Bar小数点后1位13保安过滤出口压力PF2Bar小数点后1位表-7两段RO装置运行管理用计算项目序号计算项目代号单位1系统压差 Pbar2第一段压差 P1bar3第二段压差 P2bar4保安过滤器压差 Pprbar5进水平均压力P avbar6回收率R%7浓缩因子Co nF-8平均进水浓度ECfavm m/cm9平均进水渗透压FOPavbar10平均产水渗透压POPavbar11净驱动压力Pnbar12系统透

14、盐率SPP%13系统脱盐率SPR%14系统平均设计通量SFXgfd15温度校正因子TCF-16标准化脱盐率SSP n% 25 C17标准化产水量QSP n3m /h 25 C18标准化压力差 Pnbar19特性水通量WTCnLMH/bar20特性盐通量STC nm/s1) 压差系统压差计算公式： P = P1 - P3第一段压差计算公式： Pi = P1 - P2第二段压差计算公式： P2 = P2 - P3 保安过滤器压差计算公式： Ppr = PFl - PF22) 进水平均压力系统平均进水压力计算公式：Pav = (Pi + P3)- 33) 回收率回收率计算公式：R = Qp / (Q

15、p + Qb) X 100%4) 浓缩因子浓缩因子计算公式：Co nF = In 1- (1 - R)- R5) 平均进水浓度平均进水浓度计算公式：ECfav = ECf X Co nF6) 平均进水渗透压平均进水渗透压计算公式：FOPav = ECfav X 11.8 X (273 + T f) - (298 X 1000)7) 平均产水渗透压平均产水渗透压计算公式：POP = ECp X 11.8 X (273 + Tf)+ ( 298 X 1000)8) 净驱动压力净驱动压力计算公式：NDP = P 1 - (0.5 X P) ?P4 - FOPav + POP9) 系统透盐率系统透盐率

16、的计算公式 ：SPP = Cp - Cfav X 100%10) 系统脱盐率 系统脱盐率的计算公式 : SPR = 1 ?SPP11) 系统平均设计通量系统平均设计通量计算公式：SFX = 1440 X Qp +(EPV x V X EMAe)SFX 系统平均设计水通量 (gfd)EPV 每只膜壳内的膜元件数量V 膜壳数量EMAe 每只膜元件的膜面积 (ft 2)12) 温度校正系数温度校正系数：TCF = EXPK e x 1/(273 + T f)-(1 - 298)K e 对于复合膜来说 K=270013) 标 14) 准化系统脱盐率标准化系统脱盐率：SSPn = SSP x (Qp -

17、 Qpr) x仃CF - TCFr)Qpr 初始运行时的参考产水流量TCFr 初始运行时的参考温度校正系数15) 标 16) 准化系统产水流量标准化系统产水流量计算公式:QSPn = Qp x NDPr + NDP x (TCF -TCFr)NDPr 初始运行时的参考净驱动压力TCFr 初始运行时的参考温度校正系数17) 标 18) 准化系统压差标准化系统压差计算公式： Pn = P x (Qpr + 2 + Qcr)1.4 * (Qp / 2 + Qc) 1.4Qpr 初始运行时的参考产水流量Qcr 初始运行时的参考浓水流量19) 特性水通量特性水通量计算公式 ： WTCn = 0.0000

18、0000019025 x SFX * NDP * TCFWTCn 特性水通量 (L/(m 2x hx bar),LMH/bar)20) 特性盐通量 特性盐通量计算公式 ：STCn = Qp ox ECpox TCF* 264.17* 60*(TEMAe x 0.0929) * (ECfav-ECpo)特性盐通量 单位 m/sTEMAe 总膜面积 =EPVx Vx EMAe(ft 2)Qpo 产水流量监测值ECpo 产水电导率监测值(3) 膜性能的明显变化 运行参数对膜的性能有影响。这些影响可能会导致产水量和质量下降。本节内容将列举正常的影响。低产水量：下列运行参数的变化将降低系统中膜的实际产水

19、量： 进水泵压力不变时进水温度下降； 用节流阀降低 RO 进水压力； 进水泵压力不变时增加产水背压；进水TDS (或电导率)增加，这会增加产水通过膜时所必须克服的渗透压；系统回收率增加，这会增加系统的平均进水/浓水的TDS，从而增加渗透压； 膜表面发生污染；进水流道网格的污染导致进水-浓水压力降( P)增加，从而降低了元件末端的NDP (净驱动压力)产水品质下降：下列运行参数变化会导致实际产水水质劣化，即产水的 TDS 和电导率增加： 进水温度上升时通过调节运行参数保持系统产水量不变； 系统产水量下降，这会降低膜通量，导致原来稀释透过膜的盐分所需的纯水量减少； 进水 TDS (或电导率)增加，

20、脱盐率不变，但产水盐度随之增加； 系统回收率增加，这会增加系统的进水/ 浓水 TDS 浓度； 膜面污染； O 型圈密封损坏； 膜面损坏(比如受到氯的影响)致使膜的透盐率增加。 使用标准化程序来排除进水的压力、温度和浓度的影响，会更加清楚地分辨膜污染、膜降解和系统问题(比 如 O 型圈损坏)的存在。标准化数据图表不仅仅显示了在一定时间 RO 系统运行条件，而且显示了运行的历 史资料，这些图表是故障诊断的主要工具。(4) 标准化数据曲线海德能的 (ROdata.xls) 标准化程序给出如下标准化数据图表： 标准化透盐率时间曲线这个曲线给出了系统从启动之日起的标准化透盐率与系统参考数据的对比。 标准

21、化产水量时间曲线该曲线给出了系统从启动之日起的标准化产水量与系统参考数据的对比。 盐迁移系数时间曲线盐迁移系数 ( STC )曲线是膜技术爱好者所关心的。这个数的重要性是代表了盐透过膜快慢的一个系数。系数 的单位是米 /秒。根据该系数我们可以对不同使用地点的膜进行对比，与具体的运行参数无关。盐迁移系数受 到进水离子组成的影响，比如二价离子增加时，盐迁移系数会较低。水迁移系数时间曲线水迁移系数( WTC )也是膜技术爱好者所关心的。该系数的主要性在于表达了水通过膜的快慢，单位为米 / 秒-kPa。根据该系数我们可以对不同使用地点的膜进行对比，与具体的运行参数无关。标准化P时间曲线该曲线跟踪了从系统启动开始进水-浓水压力降的变化情况。 P值反应了由于进水和浓水流量变化所造成的压力降变化。3 膜元件保存(1) 适用范围 本文介绍的方法适用于以下情况： 适用于 ESPA、ESNA、CPA、SWC、 LFC 系列膜元件； 安装在压力容器中的反渗透膜元件的短期保存； 安装在压力容器中的反渗透膜元件的长期保存； 作为备件的反渗透膜的贮存及反渗透系统启动前的膜保存。(2) 短期保存短期保存方法适用于那些停止运行 5-30 天的反渗透系统。此时反渗透膜元件仍安装在RO 系统的压力容器内。保存操作的具体步骤如下： 用给水冲洗反渗透系统，同时注意将气体从系统中完全排除； 将压力容器及相关管路充满水后，