反滲透膜的安裝及運行

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項汙水處理的專業知識——反滲透膜的安裝及運行。

一、膜元件的安裝與拆卸

安裝膜元件時應遵循以下注意事項。如不嚴格遵守這些事項，可能會對膜元件造成不同程度的損傷，並導致膜元件性能下降。因此在安裝膜元件前務必確認以下注意事項，並嚴防禁止事項。

表-１　膜元件安裝注意事項

注：係統運行啟動後、由於產水及濃縮水中含有亞硫酸氫鈉，在生產飲料、食品及醫藥用水時，請務必確認產水已經符合使用標準後再使用。

1、膜元件的安裝

（1）通常膜元件放置在1%濃度的亞硫酸氫鈉溶液中保存，運行前首先應用純水（合格的預處理產水或反滲透產水）充分衝洗。

（2）如圖-1所示，膜元件進水側有一個濃水密封圈，注意密封圈的安裝方向是口向進水側張開。濃水密封圈的功能是密封膜元件與膜殼之間的間隙，保證進水全部經過膜元件內的通道流動。進水側的壓力會使濃水密封圈的開口向膜殼內壁緊壓密封。若密封圈的安裝方向相反，則密封圈不能密閉，造成一部分進水在膜元件外側流動，致使膜表麵流速降低，導致膜表麵的濃差極化現象不能被抑製，從而縮短膜的使用壽命。

（3）8英寸膜元件的連接件和適配器外表麵環形凹槽內分別安裝了橡膠O型圈；4英寸膜元件的連接件和適配器內表麵環形凹槽內分別安裝了橡膠O型圈。首先確認O型圈安裝在適配器和連接件指定位置上，安裝時需注意O型圈及連接件表麵沒有劃傷或附著物，並注意不要將O型圈扭曲安裝。若連接件發生泄漏，進水就會混入產水中，會導致產水水質下降。安裝在集水管上時，O型圈和集水管的表麵用純水、蒸餾水或親水性甘油潤滑以便於安裝。

（4）卸下膜殼兩側端板安裝膜元件。將適配器安裝在第一支膜元件濃水側的集水管 上。然後將膜元件從膜殼進水側向膜殼的濃水側緩緩推入膜殼內。

（5）如圖-2所示，數支膜元件連續安裝時，前一支膜元件完全進入膜殼之前，就要準備下一支膜元件與連接件連接。同時要注意不要讓膜元件與膜殼邊緣接觸，以防產生擦傷，盡量平行推進。

圖-2 數支膜元件並列安裝圖例

圖-3 安裝間隙調整墊片

（6）最後在最後安裝的膜元件集水管上安裝產品適配器。最終應確認膜元件與適配器、膜元件及連接件完全緊密連接，然後將濃水側端板與膜殼連接。端板的連接方法請參照膜殼生產廠的使用說明書。

（7）完成濃水側端板的安裝後，應再次從進水側向濃水側推動膜元件，保證其完全緊密連接，然後再進行進水側端板的安裝，安裝進水側端板時應注意測量端板與適配器之間的間隙，並通過疊加硬質塑料墊片消除存在的間隙（見圖-3）。端板的連接方法請參照膜殼生產廠的使用說明書。

2、膜元件的拆卸與保存

（1）拆下膜殼周圍連接的管道，卸下膜殼兩端端板。

（2）將膜元件從膜殼的進水側向膜殼的濃水側推動，在膜殼的濃水側依次將膜元件一支一支取出。當膜殼內安裝有多支（2-6支)膜元件時，取出膜元件時需要進水側使用集水管退出棒增加在膜殼內推動的距離。（禁止使用堅硬的金屬棒）。

（3）膜元件的保存方法如表-2所示。若不嚴格遵守保存規定，可能會導致膜元件的再使用性能下降。

表-2 保存膜元件時的注意事項

二、係統的運行及停止

1、初次運行

（1）高壓泵前安裝保安過濾器

為防止金屬屑、異物、沙粒、纖維進入到膜組件內，運行開始前請在高壓泵前安裝保安過濾器（5mm以下），並確認保安過濾器內的濾芯已經正確安裝。

（2）係統運行前管道衝洗

為防止係統運行時裝置內殘留異物（金屬屑、焊接屑、機械油、粘結劑等）進入到膜元件中，在安裝膜元件前要充分清洗管道和裝置。通過衝洗，去除管道內殘留的金屬屑、焊接屑，通過酸洗去除管道內的鐵鏽，堿洗去除機械油。一切雜質都被去除後，最後再用清水衝洗裝置直至排水呈中性。建議衝洗後的排水使用SDI濾膜過濾，通過確認過濾後濾膜的表麵狀況來掌握衝洗效果。

（3）進水的SDI值

合格的預處理水需要去除膠體、有機物、鐵、細菌等物質，防止膜表麵產生汙染，預處理產水通常要求SDI值≤5。要定期檢測SDI值，發現超出正常值後要重新調整預處理的運行。但是SDI值僅僅是監測汙染指標的一個指標，即SDI值是0.45mm孔徑膜片的過濾性能數值化表現。當含有較多0.45mm以下懸浮物質時，即使SDI值在4以下，也會發生反滲透膜表麵被汙染的現象。尤其需要注意單支膜元件的回收率過高或膜元件內流速過低都會加速顆粒物質在膜元件表麵的沉積。

注1：推薦單支膜元件回收率≤15%；

注2：推薦濃水:產水≥5:1。

（4）進水的殘留餘氯

通常要求運行時進水的殘留餘氯含量≤0.05mg/L。進水中殘留餘氯濃度若超過該要求會造成膜元件被氧化而導致脫鹽率下降。若進水中有殘留餘氯，請用SBS（亞硫酸氫鈉)中和。若殘留餘氯為1mg/L，對應需要使用1.8-3mg/L的SBS。

（5）進水pH

進水pH若超出以下範圍，可能會導致膜元件性能下降。

表-3 膜元件的正常運行pH值範圍

（6） 進水溫度

運行時進水溫度應在45℃以下。若進水溫度超過此範圍，可能會引起膜元件性能下降。

（7）低溶解度鹽類

為防止膜表麵難溶鹽類結垢，可以調節pH值、進行軟化處理或添加阻垢劑等方法解決。另外可通過計算朗格利爾指數來防止發生碳酸鈣結垢現象。

（8）矽酸類、二氧化矽

為防止膜表麵二氧化矽結垢，通過預處理去除二氧化矽、調節pH值、調節溫度或添加矽分散劑等方法防止在濃水側出現二氧化矽結垢。

（9）確認好（1)-（8)注意事項後，開始安裝膜元件。

（10）全部開啟濃水及產水閥門。

（11）RO裝置的衝洗

RO裝置進行衝洗時應以低壓低流量排出殘留在膜元件及膜殼內的空氣，進水泵啟動後慢慢打開RO裝置的進水閥門調節流量。直至濃水管出口或流量計不再有氣泡冒出時將流量逐漸升高，衝洗30分鍾左右。在衝洗過程中需要檢查閥門管道是否有泄漏。濃水及產水全部排出，衝洗過程中不需要添加阻垢劑等藥品，如進水中殘留餘氯則要充分添加SBS。

表-4 RO裝置低壓衝洗運行條件

當進水泵的大小不能達到上述運行要求時，應盡量采用低壓高流量的方式進行衝洗，清洗中濃水側及產水側的閥門不能全部關閉，如果關閉產水側的閥門則會造成膜元件的破裂。

（12）高壓泵啟動前，通過調節高壓泵出口的閥門開度，防止瞬間的高流量和高壓力損傷膜元件。

（13）啟動高壓泵後盡量以均勻地速度開啟進水閥門，逐漸提升RO裝置的進水壓力，使濃水流量達到設計值。

（14）一邊調節高壓泵出口的RO裝置進水閥，一邊慢慢關閉RO裝置濃水閥。在保持濃水流量的同時，注意產水流量的上升，並逐步調節使回收率達到設計值。添加阻垢劑等藥品的計量泵要在關閉濃水閥的同時開啟，確認添加藥品的添加量並測定進水pH值。

（15）RO裝置連續穩定運行一小時後，測定產水電導並進行水質分析，將合格的RO裝置產水引入產水箱內，並記錄RO裝置的初始運行數據。

注：RO裝置運行24小時內，禁止使用甲醛與膜元件接觸。

2、日常係統的啟動

除衝洗以外的設備停運後，再次啟動時請按以下順序操作進行。

（1）啟動

濃水側及產水側閥門全部打開，關閉進水閥門後啟動高壓泵。慢慢打開進水閥門，使流量增加到衝洗流量，保持1分鍾以排除膜殼內的空氣。

（2）運行調整

逐漸調節高壓泵出口的RO裝置進水閥，一邊慢慢關閉RO裝置濃水閥。在保持濃水流量等於設計值的同時，注意產水流量的上升，並逐步調節使回收率達到設計值。

3、停止運行

（1）關閉進水泵：

逐漸關閉RO裝置的進水閥，直到進水閥全部關閉，停止高壓泵。如果高壓泵采用變頻控製，則可以采用變頻器控製高壓泵逐漸減速至停機。

（2）衝洗

確認濃水閥和產水閥全部打開。啟動衝洗進水泵，逐漸打開進水閥門，直至流量達到設定值。衝洗五分鍾，將RO裝置內的濃水替換成衝洗水。海水淡化係統關閉時，建議用RO產水衝洗係統，以便置換係統內的高濃度海水。不允許係統停運時不衝洗係統，而使高濃度海水停留在RO裝置內。

（3）停止運行

進水閥逐漸關閉，全部關閉後停止高壓泵的運行。如設備長時間停止運行時，請參照7.3 3。

4、注意事項

（1）起動及停止

起動及停止時，流量和壓力會有一定幅度的變動。劇烈的流量及壓力衝擊可能會導致膜元件破裂。故在起動和停止操作時需要RO裝置進水閥緩慢啟閉。

（2）進水中的殘留餘氯

進水中殘留餘氯會氧化膜元件聚酰胺層，因此需要使用SBS來中和進水中的殘留餘氯,並將其控製其≤0.05mg/L時設備才能運行。當進水中存在過渡金屬時（如Fe, Mn等)，餘氯對膜的氧化作用將會加劇。因此進水中存在過渡族金屬時，應確保進水中不含餘氯。

（3）產水側壓力（背壓)

產水側壓力高於進水側壓力0.5bar以上時，膜片粘接處會受到物理性損傷。背壓發生在反滲透設備閥門開閉的瞬間。例如，係統停止運行時，在關閉進水泵前關閉產水閥通常會發生背壓現象。充分確認閥的開閉及壓力的變動，保證運行過程嚴禁產水側背壓現象的發生。

產水管道若高於膜殼上部5ｍ以上，係統停止時產水側落差（0.5bar)會從產水側施力給進水側。即發生產水側背壓現象，導致膜片粘接處撕裂。因此在管路安裝時要注意進水管與產水管的垂直高程差，同時要注意產水管道與膜殼之間的高程差。

三、運行管理

1、預處理係統管理

RO預處理主要目的是去除各種汙染物，當RO預處理做得不夠完善時，會影響到RO係統的正常運行。而在每天的運行管理中通過數據記錄、計算、分析和對比，及時發現問題也是非常重要的。

監測預處理係統運行的指標是RO進水的濁度、SDI、pH值和電導率等。若監測指標遠遠大於日常測定值，則可證明預處理或水源出現異常。則需要對預處理係統重新調整使其恢複到正常值。

表-5　預處理係統管理

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