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提要：本文针对纯净水饮料行业常用的反渗透系统出现的代表性故障--膜元件劣化，进行了具体的原因分析。本文从预处理过滤环节的操作、反渗透运行条件优化管理与膜元件的选择等方面，针对性的阐释了过滤改善优化的原理，分析膜的应用发展趋势，提出运行管理方面具体完善的建议措施。
关键词：反渗透　 膜劣化　管理优化

1．背景

　　反渗透系统是纯净水饮料行业普遍使用的过滤系统， 以运行高效、产水稳定而广泛得到应用。实际使用过程中经常存在膜损坏率高，更换费用昂贵的问题，系统的劣化甚至直接影响到生产效益的稳定性。正常稳定的反渗透系统膜元件连续使用年限一般为5-7年，因此如何避免反渗透系统膜元件的劣化，合理延长膜使用寿命，为生产企业直接创造更多的质量经济效益，针对具体故障原因进行进一步的研究分析探讨，管理上的细节优化尤其值得高度的重视。
　　造成反渗透系统故障的主要问题是膜元件的劣化损坏，主要与以下原因有关：
　　（1）预处理运行效果不稳定，缺乏有效的监督控制；
　　（2）膜系统针对性的清洗时机判断不及时，直接影响到清洗的效果；
　　（3）膜系统运行参数缺乏有效的分析与监控措施，不能及时进行管理优化调整；
　　（4）受到季节水源性冲击污染堵塞；
　　（5）膜元件的具体型号设计选择不当。
　　以上五个方面有些往往又互相关联影响，既有客观因素的变化，更多的时候是主观的认知水平不够，最后直接导致膜的劣化。故进行以下的深入分析具体探讨。

２

2.1预处理运行过滤效果不稳定，缺乏有效的监督控制
　　导致预处理的过滤质量效果不稳定的主要因素有污染指数的调整控制、流量负荷的调配控制、滤料滤芯的检查与更换等。
　　以常见的机械过滤器、活性炭过滤器、保安精密过滤器作为预处理工艺为例，机械过滤器运行中主要监督调整控制污染指数。多数地表水源水中的有机物腐殖质zeta电位为负数，因此机械过滤器前一般都选择使用阳离子型的ST高效絮凝剂以使zeta电位调整到零左右。影响污染指数测定仪准确性的因素有：
　　·使用年久失修，水流通道堵塞。判断水流通道是否正常的经验是正常测定条件下不放膜片直接出水的速度不低于100毫升/秒。
　　·测试使用的进水压力不足30psi（0.21mpa），水流速度过缓。
　　·使用的0.45um膜片非专用耐压达到0.5mpa的测试膜片而以医用的0.45um滤菌膜片代替，而医用膜片不耐0.3mpa以上的压力。导致过滤检测时间数据的重现稳定性差。
　　·检测时密封螺丝拧得过紧导致膜片被压实出水速度降低。以进口的millipore膜片为例，膜未堵塞前的初始滤过放满500ml水的时间在25秒左右，如果第一次检测的时间超过40秒则需要重新调整螺丝以刚好不漏水而螺丝旋进留有余地为原则。
　　污染指数检测的常见误差一般都造成结果偏低，直接影响对系统进水水质过于乐观的判断和真实确定清洗的周期的准确性。
　　ST高效絮凝剂使用过程中用量不足和过量都会对膜造成有机物的积累污染，原水中的疏水性有机碱和疏水性有机酸通过混凝沉淀过滤会有较好的去除效果，判断ST絮凝剂使用是否有效的经验方法除了实验室测定不同添加浓度与zeta电位的对应关系外，还可以比较机械过滤器的进出水COD值，计算COD的去除率越高则过滤效果越好。并根据COD去除率的变化曲线周期结合进出水压差变化、SDI值来合理确定机械过滤器的反洗周期。
　　预处理过滤罐体的流量负荷调配控制往往实际运行中缺乏监督控制。进水管道上的转子流量计流量数据作为安装后初期运行调配的参考是较准确的。但后期的准确性就要打折扣了，一般根据原水泵的工频运行压力对应的工作流量曲线推算实际的流量负荷。常见的影响流量负荷分配不合理的因素有：
　　·碳滤器出水阀开得太大，往中间水箱输入的流量过大，造成预处理超负荷运行，直接降低了机滤器、碳滤器的过滤吸附质量。活性炭过滤器的滤速控制要求在10m/h以内。
　　·并联运行的罐体较多时，配水管路设置不合理造成进水管道首端的过滤罐和末端的过滤罐进水流量负荷相差悬殊，过滤负荷不均匀。
　　有效监督并优化活性炭过滤器运行效果的方法有：
　　·定期监测出水污染指数并与机械过滤器出水的污染指数进行对比，发现增加的幅度异常时及时反洗碳滤料或更换滤料。研究表明强化机械过滤器的过滤处理有助于对大分子有机物的去除，可以防止对活性炭过渡孔和微孔较大孔径部分的堵塞。
　　·定期检测活性炭滤料的碘吸附值和进出水COD比值，判断滤料吸附的饱和性能并及时更换。活性炭吸附倾向于去除水中疏水性的有机物，较大程度的去除自来水预氯化形成的卤乙酸等挥发性卤代有机物。
　　·定期检测进、出水中的菌落总数，及时反洗除菌，保证反渗透进水环节上无微生物源引入。
　　另外保安精密过滤器滤芯的及时更换也必须引起足够重视，很多时候容易被忽视，仅出于节约滤材费用的考虑和对换下来的滤芯表面上的“干净”而不愿意及时更换。却不知道即使是进口制造合乎规格的5um滤芯也有严格的使用寿命限制，美国膜工业协会出于保护膜系统的目的，限制每批滤芯连续使用最多不能超过30天。否则预处理系统中泄露积累的硬质小颗粒杂质和分解的滤芯材料纤维容易从失效的滤芯穿透进入膜元件，直接威胁膜表面材料的安全，对膜材料造成不可恢复的损伤。
2.2膜系统针对性的清洗时机判断不及时，直接影响到清洗的效果
　　反渗透膜元件作为深层的过滤手段，其表面不可避免的会残留有胶体、微生物、杂质颗粒及难溶盐类在其表面的析出，因此，反渗透装置一旦投入使用，最终都需要清洗，只是清洗周期的长短不同而已。在线清洗只是一种反渗透系统清洗保养、冲击性杀菌以及定期保护的手段，在面临反渗透膜元件重度污染时就显得无能为力。
　　常见的系统清洗时间间隔周期与清洗原因分析：