介紹

　　任何反滲透系統(tǒng)的故障會(huì)表現(xiàn)為脫鹽率下降或產(chǎn)水量降低及壓降升高，這三個(gè)指標(biāo)會(huì)分別出現(xiàn)或者共同發(fā)生。反滲透,膜元件,RO膜

　　如果三個(gè)指標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化之后背離了正常值，這就說明需要化學(xué)清洗以去除污染和化學(xué)結(jié)垢。

　　系統(tǒng)性能突然或快速下降說明了系統(tǒng)有缺陷或者發(fā)生過誤操作。基本的原則是：我們要對(duì)問題及早處理，否則可能會(huì)因?yàn)檠舆t解決這一個(gè)問題而造成新問題的發(fā)生。

　　早期發(fā)現(xiàn)潛在問題的首要條件是堅(jiān)持記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)處理，還包括定期對(duì)儀表進(jìn)行校正。

　　一旦發(fā)生問題，首先我們要確認(rèn)問題所在的位置及原因。我們可以使用數(shù)據(jù)記錄表和在線儀表來幫助完成任務(wù)。

　　如果現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和分析條件無法判斷故障原因，應(yīng)該取出一只或幾只膜元件送到實(shí)驗(yàn)室做解剖或非解剖分析。

　　儀表校準(zhǔn)

　　儀表校準(zhǔn)是解決任何故障程序的{dy}步。

　　在線TDS儀表

　　原水和產(chǎn)水的TDS在線儀表可以用便攜式儀表校準(zhǔn)。

　　請(qǐng)注意儀表的安裝位置和安裝方法以及使用方法，應(yīng)遵守生產(chǎn)廠家的技術(shù)規(guī)范。

　　流量計(jì)

　　對(duì)于反滲透系統(tǒng)流量計(jì)校準(zhǔn)也是非常重要的，因?yàn)闇?zhǔn)確的產(chǎn)品水和濃水的流量對(duì)于成功的操作反滲透系統(tǒng)至關(guān)重要。例如：濃水流量過低會(huì)造成膜的污染和結(jié)垢;標(biāo)準(zhǔn)化后的產(chǎn)品水流量對(duì)于判斷膜的污染和性能衰減起到重要作用。

　　校準(zhǔn)流量最直接的方法是計(jì)算水流入某個(gè)已知容積的容器所用的時(shí)間，反復(fù)幾次所得到的平均值。

　　壓力表計(jì)

　　除了原水和產(chǎn)品水的壓力外，監(jiān)測(cè)各段的壓差可以知道膜表面污染物的累積情況。不正確的壓力讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致不必要的化學(xué)清洗。

　　pH儀表和溫度計(jì)

　　利用標(biāo)準(zhǔn)溶液定期校準(zhǔn)pH儀表。原水微小的改變不會(huì)對(duì)脫鹽率有很大的影響。

　　溫度數(shù)值對(duì)于判斷產(chǎn)水量的變化是非常重要的。

　　脫鹽率低的故障定位

　　系統(tǒng)脫鹽率的下降可能是整個(gè)系統(tǒng)的問題，也可能是一個(gè)或多個(gè)壓力容器的問題。下面的三個(gè)步驟可以確定脫鹽率低的位置：反滲透,膜元件,RO膜

　　·　檢測(cè)每只壓力容器產(chǎn)品水含鹽量

　　·　探管檢測(cè)

　　·　單只膜元件檢測(cè)

　　設(shè)計(jì)完善的系統(tǒng)，每支壓力容器都應(yīng)安裝取樣閥。取樣時(shí)要注意不要讓其它壓力容器的產(chǎn)品水混入水樣。所有產(chǎn)品水樣都應(yīng)該用TDS儀表檢測(cè)。注意第二段壓力容器的產(chǎn)品水比{dy}段的要差一些。 我們?cè)诖_定所有的壓力容器脫鹽性能之前應(yīng)該確認(rèn)每一段進(jìn)水的TDS值。

　　如果同一段的壓力容器中有個(gè)別的產(chǎn)品水的TDS值很高，我們就需要對(duì)它進(jìn)行探管實(shí)驗(yàn)。(如圖一)

　　反滲透系統(tǒng)在正常條件下運(yùn)行，產(chǎn)品水將會(huì)從中心管流出。沖洗幾分鐘后要對(duì)各個(gè)位置的產(chǎn)品水進(jìn)行測(cè)量。

　　圖一. 探管實(shí)驗(yàn)

　　膜元件分析

　　如果發(fā)現(xiàn)一支或幾支壓力容器中的一個(gè)或幾個(gè)膜元件有問題，那么{zd0}的可能性是受到了機(jī)械損傷，比如：膜表面被劃破、粘膠線開裂、產(chǎn)水隔網(wǎng)與中心管粘接破裂和○型密封圈損壞。○型密封圈和濃水密封的破壞可以通過肉眼觀察及早發(fā)現(xiàn)。

　　膜表面損傷和粘膠線開裂只能通過膜解剖來發(fā)現(xiàn)。另外，這些物理性損傷可以通過染色實(shí)驗(yàn)來確定。

　　當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，我們應(yīng)該取出系統(tǒng)中的{dy}支與{zh1}一支來進(jìn)行檢測(cè)。通常最前面的膜發(fā)生的是物理性污染，而{zh1}一支膜一般發(fā)生的是化學(xué)結(jié)垢。

　　如果膜元件被化學(xué)物質(zhì)傷害，例如：余氯，可能會(huì)發(fā)生鹽透過率增加和產(chǎn)水量增加的現(xiàn)象。

　　被嚴(yán)重污染的膜元件清洗實(shí)驗(yàn)

　　規(guī)范的清洗程序是系統(tǒng)能夠正確運(yùn)行必要部分，通常產(chǎn)水量小于15%可以通過清洗來恢復(fù)。但是如果產(chǎn)水量衰減超過15%或者預(yù)處理發(fā)生突然事故，普通清洗方法就很難使其恢復(fù)，這樣的話我們就需要從系統(tǒng)的頭尾各取一只膜元件并用各種化學(xué)藥劑進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)。如果實(shí)驗(yàn)成功，我們將按實(shí)驗(yàn)的配方來對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行清洗。

　　可是，如果因?yàn)槟て瑩p傷或者污染十分嚴(yán)重，清洗是達(dá)不到效果的，那樣我們只能將膜解剖來判斷物理結(jié)構(gòu)的損傷或者污染物的種類。

　　被嚴(yán)重污染膜元件的分析方法

　　肉眼觀察

　　直接觀察被解剖的膜元件表面可以得到我們有用的線索，比如：有活性炭顆粒的存在。

　　微生物的污染與難溶鹽污染的外觀和氣味有所不同。其它機(jī)械性損壞問題，例如：膠線破裂、原水和產(chǎn)品水通道材料的損傷也可以通過肉眼觀察到。

　　酸溶解實(shí)驗(yàn)

　　如果將膜表面的晶狀物質(zhì)結(jié)垢放到pH 值3到4的鹽酸溶液中有大量氣泡產(chǎn)生，這說明該結(jié)垢物可能是碳酸鈣。

　　硫酸鹽和硅的結(jié)垢物質(zhì)在pH 值為1的酸液中都很難溶解。如果結(jié)垢物在2mg/L 中的氫氟酸溶液中溶解，那么說明它是二氧化硅。

　　染色

　　用濃度0.001 - 0.005% 的亞甲基蘭溶液或若丹明B溶液對(duì)單支膜元件進(jìn)行染色試驗(yàn)，如果膜表面被降解或膜元件有機(jī)械泄漏的地方，染料會(huì)透過膜，用肉眼或分光光度計(jì)可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品水的顏色變化。

　　染色試驗(yàn)后，可以把膜元件解剖，然后確定染料透過的位置。受損傷的地方能夠看到更多染料透過的現(xiàn)象。如果是因?yàn)榧勇仍斐赡そ到?，或加酸過量導(dǎo)致水解，觀察膜片內(nèi)側(cè)染料透過比較均勻。反滲透,膜元件,RO膜

　　光學(xué)顯微鏡

　　如果肉眼觀察解剖的膜元件，無法得到污染物特點(diǎn)的詳細(xì)信息。那么使用高能光學(xué)顯微鏡能確定是生物污染還是無機(jī)鹽結(jié)垢。同時(shí)也可以提供結(jié)晶體構(gòu)造的信息。使用偏振光方法可以區(qū)分硫酸鈣和碳酸鈣，因?yàn)榱蛩徕}晶體的折射指標(biāo)與眾不同。

　　有時(shí)我們?cè)陲@微鏡下可以發(fā)現(xiàn)難溶鹽垢的表面被有機(jī)物和微生物覆蓋。在這種情況下，zyx的清洗方法是首先用堿液去除有機(jī)物和微生物粘膜，然后用酸液去除難溶鹽。

　　掃描電鏡 (SEM)

　　SEM 與光學(xué)顯微鏡比較可以觀察區(qū)分更小的物質(zhì) 。所以SEM可以觀察小到0.1的顆粒物，并且能區(qū)分微小晶體和不規(guī)則的無機(jī)物結(jié)垢，并且它還能觀察微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。SEM方法對(duì)于分析污染物的微觀情況非常有幫助。

　　能量散射X-射線分光法 (EDX)

　　EDX能提供膜樣品的半定量的結(jié)果。它可以探測(cè)出微量的無機(jī)物也能分辨碳，氮，氧，它是分析無機(jī)物垢的{zh0}方法，同時(shí)對(duì)分析有機(jī)物也很有幫助。

　　該方法也可以提供膜被鹵素化合物氧化的證據(jù)。

　　電子光譜化學(xué)分析ESCA實(shí)驗(yàn)可以確定膜降解(或氧化)的根源。

　　性能衰減原因和解決方法

　　低脫鹽率和高水通量

　　膜氧化

　　低脫鹽率和高產(chǎn)水量是膜被氧化(余氯、溴和臭氧所氧化)的典型癥狀。其它的氧化劑例如過乙酸、過氧化氫等混合物破壞性相對(duì)較弱，但是如果存在過量而且與金屬催化劑共存時(shí)仍然對(duì)膜有損壞作用。在偏堿性的溶液中，如果含有余氯和溴，更容易對(duì)膜造成損傷。在氧化初期，上游的膜元件比其它部分損傷更嚴(yán)重。

　　通過膜元件染色試驗(yàn)和切片試驗(yàn)，可以肉眼觀察到膜的氧化損傷。所有被氧化的膜元件是無法修復(fù)的。

　　泄漏

　　由于機(jī)械或者產(chǎn)水管的損傷引起進(jìn)水和原水的泄漏，導(dǎo)致低脫鹽率和高產(chǎn)水量。超高的壓力和劇烈的沖擊對(duì)膜元件造成嚴(yán)重的損傷，導(dǎo)致產(chǎn)水量偏高。損傷的類型有○型圈的泄漏、中心管破裂、膜卷竄動(dòng)(望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象)、膜片劃傷和膜口袋破裂。

　　低脫鹽率和普通產(chǎn)水量

　　○型圈泄漏

　　可以通過探管試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)○型圈泄漏，檢查連接件、適配器等部件的密封圈的安裝和使用情況，更換老化和破損的密封圈。密封圈可能是因?yàn)楹突瘜W(xué)品接觸或機(jī)械壓力造成老化和破損。例如，水錘造成對(duì)膜元件的沖擊，有時(shí)，在膜裝載的過程中，不正確的安裝和拆卸也會(huì)導(dǎo)致以上現(xiàn)象。

　　望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象

　　進(jìn)水和濃水之間的壓差過大，是造成望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象的原因。因?yàn)?英寸膜進(jìn)水?dāng)嗝孑^大，所以更容易發(fā)生此現(xiàn)象。安裝時(shí)要確認(rèn)在壓力容器下游放置推力環(huán)支撐膜元件。小尺寸的膜元件的支撐依靠它們的中心管。嚴(yán)重的望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象能夠撕開膠線和膜片本身。望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象的損傷可以用探管法確定(章節(jié) 8-3)。 操作條件導(dǎo)致壓降過大，詳細(xì)內(nèi)容會(huì)在高壓差章節(jié)中介紹。例如，當(dāng)高壓泵啟動(dòng)瞬間，最上游位置的膜元件會(huì)受到高速水流的沖擊，可以使用電動(dòng)慢開閥防止望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象。反滲透,膜元件,RO膜

　　膜表面磨損

　　進(jìn)水中的晶體或有尖銳邊角的金屬懸浮物顆粒會(huì)造成上游膜元件的磨損，應(yīng)檢查進(jìn)水中是否含有這類物質(zhì)。用顯微鏡檢查入口側(cè)膜元件，可以發(fā)現(xiàn)這類物質(zhì)造成的損傷。這種損傷是不可修復(fù)的，所以在預(yù)處理過程中一定要去除這些顆粒。

　　產(chǎn)品水背壓

　　在任何時(shí)候，當(dāng)產(chǎn)品水壓力超過濃水側(cè)壓力0.3 bar (5 psi) 時(shí)，膜片可能被撕破。根據(jù)破損膜元件的解剖分析，外側(cè)膜表面會(huì)出現(xiàn)與中心管平行的裂紋，通?？拷鈧?cè)膠線。膜的破損通常發(fā)生在各條膠線的邊緣。

　　膜口袋的破裂

　　在制造卷式膜元件的工藝中，通常是將一頁膜片中間對(duì)折。在某些條件下，膜頁的對(duì)折處可能會(huì)破裂。從而鹽透過量增加，產(chǎn)水量增加或者無變化。膜口袋破裂可能是由以下情形引起的：

　　· 啟動(dòng)時(shí)的水力沖擊 (例如系統(tǒng)中存在空氣)

　　· 操作壓力升高過快

　　· 剪應(yīng)力的增加

　　· 結(jié)垢和污染物的磨損

　　· 產(chǎn)品水背壓

　　膜口袋破損通常發(fā)生在使用一年之后或者經(jīng)常不正確的操作和頻繁的系統(tǒng)啟停。

　　低脫鹽率和低產(chǎn)水量

　　此類現(xiàn)象通常是因?yàn)槟z體污染、金屬氧化物污染或難溶鹽結(jié)垢造成的。

　　膠體污染

　　膠體污染大多數(shù)發(fā)生在{dy}段，如果每一段都分別裝有流量計(jì)，就很容易發(fā)現(xiàn)此類污染的位置。經(jīng)常使用SDI 儀檢測(cè)預(yù)處理的效果。

　　檢測(cè) SDI 膜片和保安濾芯上的沉積物，按規(guī)則清洗膜系統(tǒng)并改造膜工藝。

　　金屬氧化物污染

　　金屬氧化物污染也大多數(shù)發(fā)生在{dy}段，檢查進(jìn)水中的鐵、鋁的含量，并且檢查上游系統(tǒng)設(shè)備和管路的材質(zhì)，如果材質(zhì)不正確會(huì)導(dǎo)致腐蝕和鐵離子溶入水中。也可以通過保安濾芯和SDI 膜片上發(fā)現(xiàn)金屬氧化物。用酸液清洗膜系統(tǒng)可以去除該污染。改善預(yù)處理或設(shè)備材質(zhì)可以減輕此類問題。

　　結(jié)垢

　　難溶鹽結(jié)垢經(jīng)常發(fā)生在系統(tǒng)末段，然后逐漸向上游發(fā)展。分析鈣、鍶、鋇、硫酸根、氟離子、硅、pH值和LSI指數(shù)(S & DSI指數(shù)用于海水)。通過分析進(jìn)水和產(chǎn)水，我們可以計(jì)算鹽份在整個(gè)系統(tǒng)中的物料平衡。除了CaCO3之外，其它的難溶鹽現(xiàn)象都比較緩慢，因?yàn)樗泻勘容^少。

　　通過顯微鏡可以看到結(jié)晶體的結(jié)構(gòu)，通過化學(xué)分析或X射線分析，可以確定結(jié)垢物種類。通過對(duì)酸、堿清洗溶液的分析，也可以找到污染物質(zhì)。一般對(duì)于碳酸鹽結(jié)構(gòu)，在預(yù)處理單元中調(diào)節(jié)pH值即可控制。對(duì)于其它難溶鹽，既要使用阻垢劑和適當(dāng)?shù)念A(yù)處理工藝，也要控制回收率。系統(tǒng)運(yùn)行回收率一定不要超過設(shè)計(jì)值。

　　低產(chǎn)水量和正常脫鹽率

　　生物污染

　　生物污染通常發(fā)生在系統(tǒng)的前端，影響產(chǎn)水量、進(jìn)水量、進(jìn)水壓力、壓差和脫鹽率：反滲透,膜元件,RO膜

　　·在一定的操作壓力和回收率下，產(chǎn)水量逐漸減少。

　　·在一定的操作壓力和回收率下，進(jìn)水量逐漸減少。

　　·如果在一定回收率下保持產(chǎn)水量不變，需要提高進(jìn)水壓力。提高進(jìn)水壓力導(dǎo)致了不良的運(yùn)行狀態(tài)，會(huì)增加污染和清洗難度。

　　·當(dāng)微生物污染嚴(yán)重或混合有淤泥污染，壓差會(huì)快速增大。

　　·因?yàn)閴翰顚?duì)于我們判斷污染很重要，所以我們強(qiáng)烈建議每一段都應(yīng)安裝壓力檢測(cè)儀表。

　　·脫鹽率初期正常，當(dāng)微生物污染變嚴(yán)重時(shí)會(huì)下降。

　　·解決措施是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)包括預(yù)處理進(jìn)行sj，并且優(yōu)化預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)付原水中微生物的生長(zhǎng)。

　　·不徹底的清洗和sj工作會(huì)導(dǎo)致微生物再次快速生長(zhǎng)。

　　長(zhǎng)期存放

　　如果新的膜元件被長(zhǎng)期放置在亞硫酸氫鈉保護(hù)液中，藥液可能會(huì)失效，發(fā)生生物污染。如果保護(hù)溶液放置的太久，或存放溫度過高，或和氧氣接觸發(fā)生氧化，都會(huì)造成此現(xiàn)象。用堿洗對(duì)恢復(fù)產(chǎn)水量有幫助。

　　未wq保濕

　　如果膜元件曾經(jīng)變干，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)水量下降，脫鹽率不變的現(xiàn)象。可以用酒精和水各50%的溶液浸泡1～2個(gè)小時(shí)以恢復(fù)其產(chǎn)水量。

　　低產(chǎn)水量與高脫鹽率

　　膜壓實(shí)

　　膜片被壓實(shí)的結(jié)果通常是產(chǎn)水量變低和鹽透過率變低。CSM膜在普通操作壓力下不會(huì)被壓實(shí)，但在高操作壓力下水溫高于45℃和水錘作用下可能被強(qiáng)烈壓實(shí)。

　　水錘發(fā)生在有氣體的系統(tǒng)開泵時(shí)和限流閥全部被打開的時(shí)候。

　　膜片被壓實(shí)導(dǎo)致膜片與產(chǎn)水隔網(wǎng)緊貼在一起，這樣不但因?yàn)槟け砻娴木埘０泛途垌勘粔簩?shí)影響產(chǎn)水量，而且減少了產(chǎn)水隔網(wǎng)上的平行流道也影響產(chǎn)水量。

　　有機(jī)污染

　　原水中的有機(jī)物可能沉積在膜表面減少產(chǎn)水量主要發(fā)生在{dy}段。膜表面的有機(jī)物層好象一層額外的屏障阻止鹽的透過，增加了脫鹽率。

　　疏水性的或正電性的有機(jī)物會(huì)產(chǎn)生這種作用。

　　分析進(jìn)水中的油和有機(jī)物質(zhì)，檢查SDI膜片和保安濾芯。經(jīng)常性的檢查SDI和TOC的值并改善預(yù)處理。

　　油類污染可以用pH12的堿液清洗恢復(fù)。陽離子型的藥劑污染如果沒有其它成分，可以用酸液清洗。酒精溶液對(duì)清洗有一定的作用。

　　高壓力差

　　壓力差也叫壓力降，是指從進(jìn)水到濃水排放前壓力的降低。這個(gè)壓力會(huì)推動(dòng)膜元件向下游移動(dòng)，并壓緊中心管和膜卷。壓力容器中{zh1}一支膜元件承受的壓力{zd0}，

　　單支壓力容器的{zd0}壓降是4.1 bar (60 psi),單支膜元件的{zd0}壓降是1.05 bar (15psi)。如果壓降超過了上限，即使時(shí)間很短，膜元件也會(huì)發(fā)生機(jī)械損壞導(dǎo)致望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象或玻璃鋼包裝破裂。這樣的問題可能初期不影響性能，但最終會(huì)影響產(chǎn)水量和脫鹽率。

　　壓差的上升是因?yàn)槟さ耐ǖ乐胁粩嘤蓄w粒物和污染物的沉積。該問題也可能是因?yàn)檫M(jìn)水量的過大造成的。壓降的大小和流速、流道、水溫有關(guān)。反滲透,膜元件,RO膜

　　保安過濾器的故障

　　保安過濾器的安裝如果存在缺陷，可能導(dǎo)致水中的顆粒物和污染物透過濾芯污染膜元件。

　　過濾器的泄漏

　　如果預(yù)處理中的砂濾器、炭濾器沒有按設(shè)計(jì)要求定期反洗可能會(huì)失效，細(xì)小顆粒就會(huì)穿透它們進(jìn)入反滲透膜元件里面。另外保安過濾器的濾芯必須定期更換，否則也會(huì)有顆粒物穿透濾芯。

　　這種污染清洗起來是很困難的，建議用清洗劑試試。{zh0}是單支清洗，以免污染物被沖到下游的膜元件當(dāng)中。對(duì)于失效的過濾器，如果再生或者反洗沒有作用的話，應(yīng)該盡早更換過濾材料。

　　泵葉輪磨損

　　多數(shù)多級(jí)離心泵至少要安裝一個(gè)塑料葉輪，如果泵軸不對(duì)中，葉輪磨損的碎屑會(huì)堵塞前端的膜元件。

　　許多泵的結(jié)構(gòu)中安裝有隔網(wǎng)從而阻擋碎屑，因此請(qǐng)定期檢查清理隔網(wǎng)，并檢查泵的效能是否正常。

　　結(jié)垢

　　難溶鹽結(jié)垢會(huì)造成末端壓差上升。必須確保防止結(jié)垢的措施得以正常實(shí)施，并且要清洗膜元件還要保證回收率不超過設(shè)計(jì)值。

　　濃水密封損壞

　　濃水密封圈可能在安裝時(shí)或水力沖擊下發(fā)生翻轉(zhuǎn)。部分進(jìn)水會(huì)發(fā)生短路，沒有經(jīng)過膜元件而從膜與壓力容器縫隙中流過，這樣實(shí)際的回收率就超過了規(guī)定值，從而造成膜元件的污染。

　　這種問題的發(fā)生是無規(guī)律的，早發(fā)現(xiàn)多檢查是zyx的方法。

　　生物污染

　　生物污染是引起壓降升高的典型原因。生物膜為膠狀且粘稠，對(duì)進(jìn)水產(chǎn)生很大的阻力。反滲透,膜元件,RO膜

　　阻垢劑的污染

　　聚合有機(jī)類阻垢劑和高價(jià)陽離子如鋁，或者是殘留的陽離子絮凝劑結(jié)合形成膠狀沉淀?？捎脡A性EDTA的溶液反復(fù)清洗。