1 预处理系统管理
RO预处理主要目的是去除各种污染物,当RO预处理做得不够完善时,会影响到RO系统的正常运行。而在每天的运行管理中通过数据记录、计算、分析和对比,及时发现问题也是非常重要的。
监测预处理系统运行的指标是RO进水的浊度、SDI、pH值和电导率等。若监测指标远远大于日常测定值,则可证明预处理或水源出现异常。则需要对预处理系统重新调整使其恢复到正常值。
表-5 预处理系统管理
项目监测数据故障及采取措施
残留余氯≥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/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Tf℃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△Pbar
2第一段压差△P1bar
3第二段压差△P2bar
4保安过滤器压差△Pprbar
5进水平均压力Pavbar
6回收率R%
7浓缩因子ConF-
8平均进水浓度ECfavm m/cm
9平均进水渗透压FOPavbar
10平均产水渗透压POPavbar
11净驱动压力Pnbar
12系统透盐率SPP%
13系统脱盐率SPR%
14系统平均设计通量SFXgfd
15温度校正因子TCF-
16标准化脱盐率SSPn% @ 25℃
17标准化产水量QSPnm3/h @ 25℃
18标准化压力差△Pnbar
19特性水通量WTCnLMH/bar
20特性盐通量STCnm/s
1) 压差
系统压差计算公式: △P = P1 - P3
第一段压差计算公式: △P1 = 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 = PF1 - PF2
2) 进水平均压力
系统平均进水压力计算公式: Pav = (P1 + P3) ÷ 3
3) 回收率
回收率计算公式: R = Qp / (Qp + Qb) × 100%
4) 浓缩因子
浓缩因子计算公式: ConF = {ln [1 ÷ (1 - R)]} ÷ R
5) 平均进水浓度
平均进水浓度计算公式: ECfav = ECf × ConF
6) 平均进水渗透压
平均进水渗透压计算公式: FOPav = ECfav × 11.8 × (273 + Tf)÷(298×1000)
7) 平均产水渗透压
平均产水渗透压计算公式: POP = ECp × 11.8 × (273 + Tf)÷( 298 × 1000)
8) 净驱动压力
净驱动压力计算公式: NDP = P1 - (0.5 × △P) ?P4 - FOPav + POP
9) 系统透盐率
系统透盐率的计算公式: SPP = Cp ÷ Cfav × 100%
10) 系统脱盐率
系统脱盐率的计算公式: SPR = 1 ?SPP
11) 系统平均设计通量
系统平均设计通量计算公式: SFX = 1440 × Qp ÷ (EPV × V × 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(ft2)
12) 温度校正系数
温度校正系数: TCF = EXP{Ke × [1/(273 + Tf)-(1 ÷ 298)]}
Ke 对于复合膜来说K=2700
13) 标14) 准化系统脱盐率
标准化系统脱盐率: SSPn = SSP × (Qp ÷ Qpr) × (TCF ÷ 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 × NDPr ÷ NDP × (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 × (Qpr ÷ 2 + Qcr)1.4÷(Qp / 2 + Qc)1.4
Qpr 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 = 0.00000000019025 × SFX ÷ NDP ÷ TCF
WTCn 特性水通量(L/(m2×h×bar),LMH/bar)
20) 特性盐通量
特性盐通量计算公式:
STCn = Qpo×ECpo×TCF÷264.17÷60÷(TEMAe×0.0929)÷(ECfav-ECpo)
特性盐通量 单位m/s
TEMAe 总膜面积=EPV×V×EMAe(ft2)
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(ΔP)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,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ΔP-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。ΔP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:
① 适用于ESPA、ESNA、CPA、SWC、LFC系列膜元件;
② 安装在压力容器中的反渗透膜元件的短期保存;
③ 安装在压力容器中的反渗透膜元件的长期保存;
④ 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:
① 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;
② 将压力容器及相关管路充满水后,关闭相关阀门,防止气体进入系统;
③ 每隔5天按上述方法冲洗一次。
(3) 长期停用保存
长期停用保护方法适用于停止使用30天以上,膜元件仍安装在压力容器中的反渗透系统。保护操作的具体步骤如下:
① RO装置停运前应首先对装置进行化学清洗,通过清洗最大限度清除运行中累积在RO膜元件内的各种污染物,因为在运行中累积的污染物在长期停运后可能会更难以清除;
② 用反渗透产水配制1%浓度SBS(亚硫酸氢钠)杀菌液,并用杀菌液循环冲洗反渗透装置;
③ 当杀菌液充满反渗透系统后关闭高压泵,并迅速关闭装置全部阀门使杀菌液保留于系统中,此时应确认系统完全充满;
④ 如果系统温度低于27℃,应每隔30天用新的杀菌液进行②、③步操作;如果系统温度高于27℃,则应每隔15天更换一次杀菌液;
⑤ 在反渗透系统重新投入使用前,用低压给水冲洗系统1小时,然后再用高压给水冲洗系统5-10分钟,无论低压冲洗还是高压冲洗时,系统的产水排放阀均应全部打开。在恢复系统至正常操作前,应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。
(4) 系统安装前的膜元件保存
海德能公司的膜元件出厂时,均真空封装在塑料袋中,封装袋中含有保护液。膜元件在安装使用前的储存及运往现场时,应保存在干燥通风的环境中,保存温度以20-35℃为宜。应防止膜元件受到阳光直射及避免接触氧化性气体。