反渗透运行维护手册.doc

北京博奇电力科技有限公司反渗透系统运行维护手册（参考版）编制：校对：审核： 审定：目 录1 原理2 膜元件3 反渗透装置及清洗装置的操作程序和步骤4 反渗透装置加保护液的操作5 反渗透系统药剂的配制和加药操作6 反渗透有关监测指标计算方法7 维护说明事项8 反渗透系统的标准化反渗透系统运行维护手册1. 原理反渗透系统根据逆渗透原理去除水中离子。滤膜在一定压力下进水或溶液。在滤膜两面分成二部分，一部分通过反渗透的渗透膜净化，另一部分盐分却被滞留和浓缩。以下说明能使您进一步了解此设备原理：产水量Qp等于通过RO膜的水量 （gpm或m3/h）浓水量Qc等于RO膜排走的水量（gpm或m3/h）原水量Qf等于RO膜给水量（gpm或m3/h）Qf=Qp+Qc回收率等于产水量除以给水量，并用百分比表示。如回收率为75%是指在所给水里所分离出来的75%是纯水（产水）浓水的浓度等于溶液总的溶解物的浓度Cf=给水浓度（mg/l或电导率）Cp=产水浓度（mg/l或电导率）Cc=浓水浓度（mg/l或电导率）Cavg=平均溶液浓度（mg/l或电导率）脱盐（离子）率等于膜脱离出来的溶解盐百分率，其一般当作超出薄膜的平均浓度来计算。盐（离子）的通过率等于（100%脱盐率）通过薄膜的溶解盐之百分率以下是一个脱盐率和回收率的计算公式：2. 膜元件本系统采用的膜是日本东丽公司研制开发的架桥芳香族聚酰胺复合膜TM720-400，它具有低压运行、产水量高、除盐性能好的特点。由于可低压运行，可大幅度降低电耗。另外，它具有很高的去除溶解性盐类的性能，并且从膜元件构成材料中溶出的物质少，因而可缩短超纯水的比电阻上升的初期起动时间。通过改善膜元件结构可提高产水量。TM720-400膜元件拥有较大的有效膜面积，适合于含盐量约5000ppm以下的给水。可用于电子工业超纯水、发电厂锅炉补给水等各种工业用水，也可用于废水再利用、饮料水制造在内的多种苦咸水应用领域。膜元件型号：TM720-400标准脱盐率：99.7% 透过水量：10,200 gpd (39m3/d) 有效膜面积：400ft2 (37m2)1)测试条件操作压力：225 psi (1.6MPa)测试液温度： 77 (25)测试液浓度： 2000 mg/l as NaCl单只膜元件水回收率： 15 %测试液：pH 72)单只膜元件的最低脱盐率99.0%, 最小透过水量不低于8,200 gpd (31 m3/d)3)操作压力225 psi (1.6MPa)、测试液浓度1500 ppm NaCl时的透过水量为10,500 gpd (39.7m3/d)。4)使用极限条件最高操作压力：600psi (4.1MPa)最高进水流量：70gpm(380m3/d)最高进水温度：113 （45）最大进水SDI：5进水自由氯浓度：<0.1mg/L（ORP<400mv）连续运行时进水pH范围：211化学清洗时进水pH范围：112单个膜元件压力损失：20psi (0.14 MPa)单个膜组件最大压力损失：60psi (0.4MPa)3. 反渗透装置及清洗装置的操作程序和步骤3.1反渗透系统的启动准备反渗透（RO）系统包括二套出力为150m3/h RO装置、清洗装置（反渗透装置与超滤装置共用）、RO冲洗系统和阻垢剂、亚硫酸氢钠两个加药单元。1）系统的启动准备按以下工艺流程进行： NaHSO3 阻垢剂 ¯ ¯预处理来水 ® 保安过滤器®高压泵®反渗透装置®淡水箱2）初次启动前的准备预处理系统必须经过调试和试运，进入反渗透系统的水质应符合给水水质要求，重点是：SDI<5进水自由氯浓度<0.1mg/L（ORP<400mv）温度<45在将反渗透膜组件装入压力容器之前，压力容器必经过清扫、冲洗，用干净的毛巾擦洗过，然后按照组装程序，用甘油（5%水溶液）为润滑剂装入膜元件。在压力容器与相应的给水、产品水、浓水管路连接之前要清洗这些管路，不允许有污物和颗粒物质进入反渗透装置。检查所有管路连接完毕，阀门动作可靠。检查全部仪表安装正确，并经校正，动作正常。5mm保安过滤器经过内部检验、外部表计阀门（压力表、排气阀、排水阀、出入口阀门）安装完善，并经进水排气、试压无泄漏。不合格给水的排放阀及管路连接完好，并可使用。高压泵经外部检验，绝缘试验、手动盘车充水后的点动试验具备投运条件。高压泵的变频装置具备投运条件。高压泵入口低压联锁（<0.05Mpa）报警经设定试验可靠。全部加药装置和系统（包括加NaHSO3、加阻垢剂）的加药箱、搅拌器、溶药水源管线阀门、排污放水阀、出口阀及出口过滤装置、加药计量泵、出口脉冲缓冲器（充入空气压力0.15Mpa），压力表等各个部件均经检查试验完好。药剂准备充足，于冲洗药箱后放入并经计算溶解的药量，加水溶解好足够2/3药箱的药液。检查核对产品水不合格排放阀是打开的。3.2反渗透系统初次启动将主控制盘上的A列、B列反渗透系统的操作方式选择开关“手动停止自动”置于“手动”位置上。将各种在线检测仪表投入。打开泵的进出口门，将各加药计量泵速度钮和冲程钮调至50%位置，将各加药单元计量泵投入运行。打开冲洗排放门，渗透水不合格排放门，打开高压泵和手动调节阀并调整其开度在1/3左右，在低压小流量下冲洗膜元件（调整压力在0.20.4Mpa）、流量在3050m3/h，将膜元件内的空气排出，并将膜元件内的防冻液和保护液基本冲洗干净（排气约5min，冲洗约2小时，直至电导率合格）。检查系统有无泄漏。冲洗合格后，关闭高压泵出口门，关闭冲洗排放门，打开浓水排放的调节阀（也可稍开冲洗排放阀）。启动高压给水泵、高压泵出口门，调节高压泵和手动调节阀，使给水在低于50%给水压力下冲洗反渗透装置，直至完全冲洗干净（冲洗约30min）。检查各加药单元计量泵工作是否正常，并在原基础上调计量泵的冲程和速度。开大高压泵出口手动调节阀，同时调节浓水排放阀开度，直至满足设计的回收率（一般为75%）。此时有产品水流出，至电导率合格，产品水合格回收至淡水箱，打开淡水总门，关闭不合格排放门。3.3反渗透系统程序控制的启动运行（以A列系统为例）反渗透的自动启动是通过中央控制盘上的操作开关来实现的，在启动前的准备工作全部完成并经手动启动成功后，可进行自动启动。将控制盘上的“程控手动”操作方式的选择开关选在“程控”位置。按下一号反渗透“程序启动”按钮。检查高压泵出口门、冲洗进水电动门、冲洗排水电动门的位置应处于关闭状态。检查高压泵入口压力控制器的设定值0.05Mpa（泵入口压力低于设定值，则出现程序停止运行并报警）。若以上条件均满足要求，PLC进入启动程序：开启浓水排放阀®5秒后，开启反渗透进水阀、启动阻垢剂、亚硫酸氢钠计量泵®5秒后，启动超滤水泵®5秒后，启动高压水泵®如各设备正常，系统处于正常运行状态反渗透系统进入正常运行状态。3.4反渗透系统的停止运行1）当遇到下列情况之一时，RO停运。a、RO系统进水水质不合格。b、阻垢剂加药装置故障，不能正常加药。c、RO系统出现其它短时间不能排除的故障。2）手动停运 RO步骤a、停运高压泵。b、停超滤水泵。c、停各加药系统。e、关闭反渗透进水阀，关闭保安过滤器进水门。f、启动低压冲洗水泵。g、开启RO低压冲洗进水门，全开浓水排放门，冲洗20min。冲洗流量控制在40 m3/h，冲洗压力为0.2MPa0.4MPa。h、冲洗结束，停低压冲洗水泵。i、 关闭低压冲洗进水门、浓水排放门、高压泵出口手动门。3）程控停运 RO关闭高压水泵®5秒后，关闭超滤水泵®5秒后，关闭反渗透进水阀、关闭阻垢剂、亚硫酸氢钠计量泵®30分钟后，开启冲洗进水阀®5秒后，启动冲洗水泵®20分钟后，停止冲洗水泵®5秒后，关闭冲洗进水阀®5秒后，关闭浓水排放阀®系统正常停止运行。3.5反渗透运行中特别注意的安全操作要求给水不合格不允许进入反渗透系统。防止膜污染的标志是SDI要合格（<5）；防止化学损坏的标志是进水自由氯浓度要合格（进水自由氯浓度<0.1mg/L即ORP<400mv）。不允许对膜装置进水突然增大流量和压力而造成膜的窜动损坏。不允许出水具有大的背压，规定<10psi（»0.07Mpa），主要意思是膜内外压差任何情况下要小于0.07Mpa。所以任何情况下都不要把产品水出口门和产品水排放门中的一种关闭。启动和停止时一定要防止此项误操作。高压给水泵不允许吸入侧在负压下运行，至少要保持0.05Mpa压力。反渗透停用时一定要注意防止滋生细菌，因此要每天至少冲洗一次（15分钟）；超过10天以上要加入1%甲醛防护液。膜不允许受冻（0以下）、不允许受干，要保持在水中和潮湿下，也不允许膜在太阳下直晒，以防老化。加药泵是容积式往复泵，启动前必须打开出口、入口门，以防损坏。为防垢物污染要准确地加入阻垢剂，不能少也不能多，计量多了也造成污染。任何情况下对于传统膜要过滤阳离子型药剂，对抗污染膜要防止过高的凝聚剂计量。5mm过滤器是保安过滤器，它不应成为预处理过滤器出水不合格的补充处理措施。5mm过滤器阻力升高时说明系统预处理有问题要及时解决。更换5mm滤芯时，一定要把过滤器内污水、污渣、污物阻隔于系统之外，不能进入反渗透装置中。膜脱盐率出现问题要查找产水量的关系；同时也要逐个化验每一根压力容器的电导率，任何一根压力容器的电导率与同一段的平均值差不应超过15%，否则膜破损了要及时处理。膜的污染标志是经标准化后：产水量下降10%或压降增加15%或产水电导率明显上升。膜的清洗药剂要经膜厂家（或膜工程公司）同意，不可任意处理。3.6反渗透装置清洗反渗透装置清洗的操作程序和步骤应在反渗透装置正常运行3-6个月后，在膜供应商的技术指导下完成，该项的调试和运行的参考操作程序和步骤见附件。4. 反渗透装置加保护液的操作1)关闭所有反渗透装置阀门；2)用清水清洗清洗水箱至干净；3)保护液配制：在清洗水箱配制成1%的亚硫酸氢钠溶液或1%的甲醛溶液一箱；4)关闭清洗水泵出口门和保安过滤器出口门；5)开启清洗水泵入口门和清洗水泵回水门；6)启动清洗水泵，闭式循环5至10分钟；7)开启保安过滤器出口门、反渗透一级清洗入口门、反渗透一级清洗出口门；8)开启清洗水泵出口门，关闭清洗水泵回水门运行30至40分钟（其中不包括开启保安过滤器出气门直至保安过滤器充满水为止的时间）；9)关闭反渗透一级清洗出口门、入口门，清洗水泵出口门，开启清洗水泵回水门；10)开启保安过滤器出口门、反渗透二级清洗入口门、反渗透二级清洗出口门；11)开启清洗水泵出口门，关闭清洗水泵回水门运行30至40分钟；12)关闭反渗透二级清洗出口门、入口门，清洗水泵出口门，开启清洗水泵回水门；13)关闭清洗水泵，关闭清洗水泵回水门、清洗水泵入口门；14)排空清洗水箱；15)注意事项：a)亚硫酸氢钠保护期为二个月，更换时，应放空旧保护液，添加新保护液；b)甲醛保护周期为二星期，更换时，应放空旧保护液，添加新保护液；c)推荐采用亚硫酸氢钠保护。5. 反渗透系统药剂的配制和加药操作1）NaHSO3加药为保证反渗透给水中的余氯合格，保安过滤器前加NaHSO3消除水中的过量余氯。a） NaHSO3加药量的控制将还原剂NaHSO3按三倍余氯剂量控制，控制氧化还原电位400mV调节加药。b ）NaHSO3的工作液的配制：先在溶液箱内加入一半清水，再加入固体NaHSO3，边加入固体（少量多次加入）边进行搅拌，上满水，至全部溶解（即配好约10% NaHSO3的工作液）后，停搅拌器，溶药后将滤网上的不溶物质清除。c）加药量NaHSO3加药量（L/h）=Q×x/（1000×10%）式中：Q 进水流量m3/h； x NaHSO3的加药量，暂定1.5mg/L（假设RO进水余氯为0.5mg/L）； 10% NaHSO3溶液的重容%浓度。d）加药泵频率和行程： NaHSO3加药量（L/h）泵频率×泵行程= 加药泵满出力（L/h）. 尽量调节泵频率和泵行程一致，例如：加药泵满出力6.1L/h，NaHSO3加药量约为3.4L/h时，泵频率约75%，泵行程约75%。e）加药泵启停计量泵的出、入口手动门常开状态，在程序控制中自动启动、停止计量泵，控制选择在就地位置，可在就地控制柜手动启停泵。2）阻垢剂加药为防止反渗透膜浓水侧结垢，反渗透投运后，必须连续准确加入适量的阻垢剂，加药点在保安过滤器前。a）阻垢剂工作液配制先在溶液箱内加入一半清水，再加入50kg（两桶）阻垢剂原液，上满水，搅拌均匀后备用（即配好约10% 阻垢剂的工作液）。b）加药量计算阻垢剂加药量（L/h）=Q×x/(1000×10%)式中：QRO进水流量，m3/h。 x阻垢剂的加药量，3mg/L。 10%配制阻垢剂的%浓度（按标准液计）。c） 阻垢剂加药操作和行程调节同NaHSO3计量泵的运行方式。6. 反渗透有关监测指标计算方法a）SDI计算SDI=（1-t0/t15）×100/15式中：SDI 淤泥密度指数 t0 开始测试时透过滤膜500mL水所需时间（min） t15 第一次测试并通流15 min后，透过滤膜500mL 水所需时间（min）b）回收率计算Y=Qp/(Qp+Qc)×100%式中：Y 回收率 Qp RO装置淡水流量（m3/h） Qc RO装置浓水流量（m3/h）c）系统表观脱盐率计算公式R2=（ ECf - ECp）×100% / ECf 式中：R2 RO系统表观脱盐率 Ecf RO进水电导率 （ms/cm） Ecp RO淡水出水电导率 （ms/cm）7. 维护说明7.1反渗透系统的故障及其诊断确定问题：¬ 您的反渗透系统是否运转不正常？¬ 您的反渗透系统是不是正常停机中停用时间过长？¬ 您的反渗透预处理或化学加药系统是否正常？¬ 确定您是否在适当的进水温度、pH条件下使用？¬ 确定您的水流量和水回收率是否适当？¬ 确定压降（进水-浓水）是否正常？¬ 确定所有的仪器仪表是否校准？¬ 对产水流量和产水水质进行标准化。¬ 逐段及逐个压力容器测量产水水质。¬ 检查每只压力容器密封件有无损坏。¬ 检测反渗透进水的保安过滤器是否含有污染物？¬ 检查反渗透膜元件是否被污染或被损坏。¬ 采样并分析反渗透进水、浓水和各段产水及总产水水质数据。¬ 将分析所得水质数据与反渗透设计的计算值相比较。¬ 以标准化后产水水质、流量及压降的变化为基础，确定可能的污染物。¬ 对预测的污染物及垢质进行清洗。¬ 分析清洗液中所含的污染物以及清洗液的颜色和pH值变化。¬ 将反渗透膜元件送出进行非破坏性的分析，并确定清洗方案。¬ 最后的手段是进行膜元件解剖分析和实验室分析以确定污染物。7.2 常见反渗透污染现象7.2.1 膜降解¬ 水解（由过低或过高PH值造成）¬ 氧化（Cl2，H2O2，KMnO4）¬ 机械损坏（产水背压、膜卷突出、过热、由于细颗粒造成的磨损）7.2.2 沉淀物沉积¬ 碳酸垢（Ca）¬ 硫酸垢（Ca，Ba，Sr）¬ 硅垢（SiO2）7.2.3 胶体沉积¬ 金属氧化物（Fe，Zn，Al，Cr）¬ 污泥7.2.4 有机物沉积¬ 天然有机物（腐殖物和灰黄素）¬ 不溶油类（泵密封泄漏，新换管道）¬ 过量的阻垢剂或铁沉淀¬ 过量的阳离子聚合物（来源于预处理的过滤器）7.2.5 生物污染¬ 复合膜表面形成生物粘泥¬ 细菌对醋酸膜的侵蚀¬ 藻类¬ 真菌7.3 反渗透污染症状7.3.1 系统进水与浓水间压降增加7.3.2 反渗透进水压力发生变化7.3.3 标准化后的产水流量变化7.3.4 标准后的盐透过率发生变化7.4 反渗透故障诊断一览表RO系统的故障现象主要有以下三类：透过水量减少、盐透过率增大以及压降增大，但造成这些故障的原因有很多，应尽量从这些故障现象中找出问题的实质，从而尽快实施检修和维持等对策。 故障分析项目与对策表可能之原因现 象确认项目对 策产水量盐透过率压降膜元件膜性能下降增加 下降 下降 运行时间，进水温度，水质 清洗，更换 渗漏 增加 下降 下降 振动、背压或冲击 同上 O型环泄漏 增加 下降 下降 振动、冲击、变质老化 O型环更换 浓水密封圈泄漏 下降 下降 下降 变质老化、容器粘着 更换密封圈、合适尺寸 中心管损坏 增加 下降 下降 过大的压差、高温 更换膜元件 变形 下降 下降 增加 同上 同上 膜表面污染(悬浊颗粒) 下降 下降 增加 前处理状况、原水水质 化学清洗 膜表面污染(结垢) 下降 下降 增加 同上 同上 膜表面污染(有机物、油脂) 下降 下降 增加 同上 同上 原水及前处理温度变化高 增加 下降 下降 季节变化、泵效率 调整压力、冷却降温 低 下降 持平 增加 季节变化、加热器 调整压力、加热器 压力变化高 增加 增加 下降 泵、阀门 调整压力 低 下降 下降 增加 泵、阀门、过滤器 同上 浓水量的变化过大 持平 持平 增加 进水量、阀门 调整进水量 过小 下降 下降 下降 进水量、阀门、压差 同上 pH过高或过低(膜性能下降)增加 下降 下降 pH控制 调整pH 浓度高 下降 下降 下降 水质确认 调整压力 低 增加 增加 增加 同上 同上 过量的难溶性物质下降 下降 增加 原水水质、回收率、pH 调整前处理、然后调整压力、回收率 氧化剂(如Cl2、H2O2)的存在增加 增加 下降 原水水质、化学药剂泵 化学药剂添加条件 注 1) 故障现象的变化程度取决于具体情况; 2) 下线指出现的主要故障现象。8. 反渗透系统的标准化¬ 使用计算机程序来分析产水水质和产水水量在一段时间内的变化趋势，监测反渗透系统的运行¬ 然后可以初步掌握“该反渗透系统是否运转正常？”¬ 有助于反渗透系统故障排除8.1 标准化由于下列原因导致反渗透系统性能变化：¬ 基本设计参数如温度、使用年限、进水TDS、回收率、水通量等发生变化（即：系统发生变化是正常的）¬ 膜元件发生污染或结垢（即：需要清洗！）¬ 膜元件降解（即：需要购买新膜更换）8.2 标准化定义¬ 标准化：将现在经过计算的操作数据（标准化后的产水流量和标准化后脱盐率）和原来选定的基准参考时间的操作参数进行比较的过程。¬ 标准化的流量：如果系统运行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的流量。¬ 标准化后的脱盐率：如果系统运行条件与初投运时相同，现在理论上所能达到的脱盐率。¬ 参考点：1、初投运时（稳定运行或经过24小时）（优先选用）2、反渗透膜元件制造厂商的标准参数8.3 标准化后的一般特征¬ 通常膜元件盐透过率每年增加10-17¬ 通常反渗透膜元件产水流量每年减少4-10¬ 标准化的真正意义在于了解变化趋势，而不是评价某一天的变化¬ 前一次有效清洗后，标准化后的流量或产水水质下降15或压降增加15时，建议进行再清洗8.4 标准化实例系统运行数据进水温度进水TDS产水TDS脱盐率产水流量浓水流量回收率进水压力浓水压力产水压力P(进水减产水压力)P(进水减浓水压力)日期ppmppm%gpmgpm%psipsipsipsidpaid1-JAN205401098.13001007521015010200602-JAN19530998.3250837519513510185603-JAN23550998.43001007525019050200604-JAN18570998.4280937520014010190605-JAN18570998.430010075240180102306015-JAN186001497.7300100752801901027090初投运时20.65501597.3300100752161581020658注：1gpm=3.785升/分钟