反滲透膜元件係統故障的診斷和排除（一）

一、 概述

反滲透膜元件的故障通常表現為膜性能的下降、物理破損和化學劣化等現象。比較具有代表性的現象是膜元件的脫鹽率下降（產水電導率上升）、產水量的變化（運行壓力的增加或者減少）和壓力損失（壓差）的增加等。

膜元件自身以外的原因表現出的故障症狀往往也呈現在膜元件上。因此調查原因時，往往總是把注意力集中在對膜性能分析上。在發現膜係統發生故障時，通過對運行記錄的查閱和原水水質的分析，對取得正確判斷是不可缺少的。

對故障的診斷可以按照下列順序進行：

1、查閱運行記錄。

在有日常運行數據記錄被保存的前提下，對係統運行狀況、條件進行確認，調查是否有異常的運行條件；

2、追加必要的數據。

把握係統是整體性能下降還是部分性能下降。若是係統部分性能下降，可以拆卸發生問題的膜元件，檢查其外觀及連接件的密封圈等狀況；

3、原水的特性狀態調查和分析；

4、對裝置卸下的膜元件進行性能檢測，膜元件解體檢查（膜的分析、清洗測試）。

二、故障診斷

1、係統的診斷

（1）數據的記錄和標準化

係統整體的故障由於故障原因的不同，表征出來的現象也不盡相同。當出現性能下降的征兆時，迅速及時的采取對策尤為關鍵，這樣可以避免故障擴大。因此在日常通過記錄數據，用圖表的形式將參數標準化，會起到事半功倍的效果，至於標準化方式則由各個反滲透廠家提出。

（2）係統的診斷和原因的推定

膜元件的故障原因多種多樣，比較具有代表性的是膜劣化和汙染。以下介紹根據造成汙染原因物質的種類，就性能隨時間變化的一般模型作簡單介紹。

                    圖1 物質的種類不同造成係統性能變化汙染

2、各個壓力容器的診斷

觀察每支壓力容器的性能數據，對於探明係統故障原因是非常重要的。連接件和密封圈的密封不良或者膜元件的破損等故障都會造成以壓力容器為單位的性能下降。係統在首段和後一段的膜元件是否有類似的性能下降也說明不同的故障原因。由於膜劣化或者汙染的原因引起的故障也是可能的。若無法分段取得性能數據，則對每個壓力容器進行測試。通常是測試每個壓力容器中的產水電導。取樣時要注意調查配管設置方法，被測定的壓力容器的產水是否受到其他的壓力容器的產水影響。一般對每個壓力容器測量其產水水量是非常困難的。

3、壓力容器內各個膜元件的診斷

檢查各個壓力容器內填裝的膜元件的哪個部分發生了脫鹽率下降，可以采用探針法（在線檢測）或抽出檢測法（離線檢測）。這裏我們將著重介紹探針法的使用。

（1）探針法的目的

探針法是采用塑料管插入集水管且貫穿全長進行測試不同位置膜元件產水電導率的方法。被采樣的產水來自軟管前端位置上遊的產水，表示軟管前端位置的水質。

 圖2探針法示意圖

（2）探針法測定的位置

圖3六芯裝壓力容器探針測試的位置

各個膜元件性能的測定和連接管密封處是否有泄漏的檢測點的位置如下：

膜元件上遊：連接管密封處的確認（O型密封圈下流處20毫米處，超過60毫米以上的地方，會和集水管的開孔相通，結果受膜性能的影響）。

膜元件：膜元件性能測定。

膜元件下遊：連接管密封處的確認。

（3）探針法的連接方式

探針法使用的測試工具如圖4所示分端板連接部分（①）和插入用軟管部分（②）這兩部分組成。在連接端板和產水出口之間安裝T型三通（T字A），使不經由軟管流過的產水回流至原水水箱。

圖四 探針法連接方式

（4）探針法的實施方法

A、端板連接部分（①）的管線安裝並固定在產水出口上（端板連接部分和集水管保持在一直線上）。端板連接部和產水集之間加入T型三通（T字A），為了使不從探針法軟管中通過的產水回流至原水水箱。

B、把插入用的軟管部分從軟管適配器A處插入，並打開閥門A。

         C、把軟管插入集水管內部深處。

         D、軟管遇到阻礙，無法再向前的地方就停住。遇到阻礙的位置就是軟管和保護帽的接頭處，可以把那裏作為起點（標記為0毫米）。建議在進行測試前可以把軟管插入，事先確認軟管前端到保護帽位置的長度位置。

E、在起點位置，把閥門B打開開始采樣。采樣前需要把軟管內已有的液體置換出來，因此在先排出300毫升左右以後開始采樣。

F、在采樣結束後，把軟管向外拉出一定間隔，繼續下一個位置的采樣。若事先能在軟管上注上間隔標記，則采樣時更易操作。

G、對壓力容器內的膜元件按照一定間隔對全長度取樣直至結束。一支膜元件的長度是1 016毫米。

（5）使用探針法的注意事項

A、被抽樣的產水水質是采集的測量點上遊製造的產水的平均值，無法表示測量點產水的水質性能。

B、調換膜元件的方向，進行正、反兩方向的測試，對於測量點（采樣位置）的產品水性能可以做到更準確的掌握。

C、壓力容器中若是單支膜或者是多支膜的情況，對測量點的選擇是不一樣的，對這一點需要注意。

三、故障現象、原因以及解決方法

查看運行條件以及數據，若發現係統運行已超出可運行範圍，向用戶提出改善要求。但往往因為原因不明確采取對膜元件進行分析的方法比較多。

以下敘述的按照現象不同，分別就原因和解決方法的歸納總結。

 表1 故障現象和原因推斷總結