反滲透膜的24個(gè)常見問題及解決方法

1反滲透系統(tǒng)應(yīng)多久清洗一次

一般情況下，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化通量下降10～15%時(shí)，或系統(tǒng)脫鹽率下降10～15%，或操作壓力及段間壓差升高10～15%，應(yīng)清洗RO系統(tǒng)。清洗頻度與系統(tǒng)預(yù)處理程度有直接的關(guān)系，當(dāng)SDI15<3時(shí)，清洗頻度可能為每年4次；當(dāng)SDI15在5左右時(shí)，清洗頻度可能要加倍但清洗頻度取決于每一個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場的實(shí)際情況。

2什么是SDI?

目前行之有效的評價(jià)RO/NF系統(tǒng)進(jìn)水中膠體污染可能的建議技術(shù)是測量進(jìn)水的淤積密度指數(shù)(SDI，又稱污堵指數(shù))，這是在RO設(shè)計(jì)之前必須確定的重要參數(shù)，在RO/NF運(yùn)行過程中，必須定期進(jìn)行測量(對于地表水每日測定2～3次)，ASTM D4189-82規(guī)定了該測試的標(biāo)準(zhǔn)。膜系統(tǒng)的進(jìn)水規(guī)定是SDI15值必須≤5。降低SDI預(yù)處理的有效技術(shù)有多介質(zhì)過濾器、超濾、微濾等。在過濾之前添加聚電介質(zhì)有時(shí)能增強(qiáng)上述物理過濾、降低SDI值的能力。

3一般進(jìn)水應(yīng)該選用反滲透還是離子交換工藝?

在許多進(jìn)水條件下，采用離子交換樹脂或反滲透在技術(shù)上均可行，工藝的選擇則應(yīng)由經(jīng)濟(jì)性比較而定，一般情況下，含鹽量越高，反滲透就越經(jīng)濟(jì)，含鹽量越低，離子交換就越經(jīng)濟(jì)。由于反滲透技術(shù)的大量普及，采用反滲透+離子交換工藝或多級反滲透或反滲透+其它深度除鹽技術(shù)的組合工藝已經(jīng)成為公認(rèn)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)更為合理的水處理方案，如需深入了解，請咨詢魯東環(huán)保技術(shù)人員。

4反滲透膜元件一般能用幾年?

膜的使用壽命取決于膜的化學(xué)穩(wěn)定性、元件的物理穩(wěn)定性、可清洗性、進(jìn)水水源、預(yù)處理、清洗頻率、操作管理水平等。根據(jù)經(jīng)濟(jì)分析通常為5年以上。

5反滲透和納濾之間有何區(qū)別?

納濾是位于反滲透合同超濾之間的膜法液體分離技術(shù)，反滲透可以脫除超級小的溶質(zhì)，分子量小于0.0001微米，納濾可脫除分子量在0.001微米左右的溶質(zhì)。納濾本質(zhì)上是一種低壓反滲透，用于處理后產(chǎn)水純度不特別嚴(yán)格的場合，納濾適合于處理井水和地表水。納濾適用于沒有必要像反滲透那樣的高脫鹽率的水處理系統(tǒng)，但對于硬度成份的脫除能力很高，有時(shí)被稱為“軟化膜”，納濾系統(tǒng)運(yùn)行壓力低，能耗低于相對應(yīng)的反滲透系統(tǒng)。

6膜技術(shù)具有怎樣的分離能力?

反滲透是目前較精密的液體過濾技術(shù)，反滲透膜對溶解性的鹽等無機(jī)分子和分子量大于100的有機(jī)物起截留作用，另一方面，水分子可以自由的透過反滲透膜，典型的可溶性鹽的脫除率為>95～99%。操作壓力從進(jìn)水為苦咸水時(shí)的7bar(100psi)到海水時(shí)的69bar(1,000psi)。納濾能脫除顆粒在1nm(10埃)的雜質(zhì)和分子量大于200～400的有機(jī)物，溶解性固體的脫除率20～98%，含單價(jià)陰離子的鹽(如NaCl或 CaCl2)脫除率為20～80%，而含二價(jià)陰離子的鹽(如MgSO4)脫除率較高，為90～98%。超濾對于大于100～1,000埃(0.01～0.1微米)的大分子有分離作用。所有的溶解性鹽和小分子能透過超濾膜，可脫除的物質(zhì)包括膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物。多數(shù)超濾膜的截留分子量為1,000～100,000。微濾脫除顆粒的范圍約0.1～1微米，通常情況下，懸浮物和大顆粒膠體能被截留而大分子和溶解性鹽可自由透過微濾膜，微濾膜用于去除細(xì)菌、微絮凝物或總懸浮固體TSS，典型的膜兩側(cè)的壓力為1～3bar.

7反滲透膜進(jìn)水最大允許二氧化硅濃度多少?

最大允許二氧化硅的濃度取決于溫度、pH值以及阻垢劑，通常在不加阻垢劑時(shí)濃水端至高允許濃度為100ppm，某些阻垢劑能允許濃水中的二氧化硅濃度最高為240ppm，請咨詢阻垢劑供應(yīng)商--魯東環(huán)保。

8鉻對RO膜有何影響?

某些重金屬如鉻會對氯的氧化起到催化作用，進(jìn)而引起膜片的不可逆性能衰減。這是因?yàn)樵谒蠧r6+比Cr3+的穩(wěn)定性差。似乎氧化價(jià)位高的金屬離子，這種破壞作用就更強(qiáng)。因此，應(yīng)在預(yù)處理部分將鉻的濃度降低或至少應(yīng)將Cr6+還原成Cr3+。

9RO系統(tǒng)一般需要何種預(yù)處理?

通常的預(yù)處理系統(tǒng)組成如下，粗濾(～80微米)以除去大顆粒，加入次氯酸鈉等氧化劑，然后經(jīng)多介質(zhì)過濾器或澄清池進(jìn)行精密過濾，再加入亞硫酸氫鈉還原余氯等氧化劑，然后在高壓泵入口之前安裝保安濾器。保安濾器的作用顧名思義，它是作為最終的保險(xiǎn)措施，以防止偶然大顆粒對高壓泵葉輪和膜元件的破壞作用。含顆粒懸浮物較多的水源，通常需要更高程度的預(yù)處理，才能達(dá)到規(guī)定的進(jìn)水要求；硬度含量高的水源，建議采用軟化或加酸和加阻垢劑等，對于微生物及有機(jī)物含量高的水源，還需要使用活性炭或抗污染膜元件。

10 反滲透能脫除微生物如病毒和細(xì)菌嗎?

反滲透(RO)非常致密，對病毒、噬菌體和細(xì)菌具有非常高的脫除率，至少在3log以上(脫除率>99.9%)。但是還須注意的是，在很多情況下，膜產(chǎn)水側(cè)仍可能會出現(xiàn)微生物再次滋生，這主要取決于裝配、監(jiān)測和維護(hù)的方式，就是說，某一個(gè)系統(tǒng)的脫除微生物的能力關(guān)鍵取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、操作和管理是否恰當(dāng)而不是膜元件本身的性質(zhì)。

11 溫度對產(chǎn)水量有何影響?

溫度越高，產(chǎn)水量越高，反之亦然，在較高的溫度條件下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)調(diào)低運(yùn)行壓力，使產(chǎn)水量保持不變，反之亦然。關(guān)于產(chǎn)水量變化的溫度校正系數(shù)TCF請查閱相關(guān)章節(jié)。

12什么是顆粒和膠體污染?如何測定?

反滲透或納濾系統(tǒng)一旦出現(xiàn)顆粒和膠體的污堵就會嚴(yán)重影響膜的產(chǎn)水量，有時(shí)也會降低脫鹽率。膠體污堵的早期癥狀是系統(tǒng)壓差的增加，膜進(jìn)水水源中顆粒或膠體的來源因地而異，常常包括細(xì)菌、淤泥、膠體硅、鐵腐蝕產(chǎn)物等，預(yù)處理部分所用的藥品如聚合鋁和三氯化鐵或陽離子聚電介質(zhì)，如果不能在澄清池或介質(zhì)過濾器中有效的除去，也可能引起污堵。此外陽離子性的聚電介質(zhì)也會與陰離子性的阻垢劑反應(yīng)，其沉淀物會污堵膜元件，水中這類污堵傾向或預(yù)處理是否合格采用SDI15進(jìn)行評價(jià)，請參考相關(guān)章節(jié)的詳細(xì)介紹。

13不作系統(tǒng)沖洗，最長允許停機(jī)多久?

如果系統(tǒng)使用阻后劑，當(dāng)水溫在20～38℃之間，大約4小時(shí)；在20℃以下時(shí)，大約8小時(shí)；如果系統(tǒng)未用阻垢劑，約1天。15. 怎樣才能使膜系統(tǒng)的能耗降低?

采用低能耗膜元件即可，但應(yīng)注意到它們的脫鹽率比標(biāo)準(zhǔn)膜元件略低。

14反滲透純水系統(tǒng)能否頻繁的啟停?

膜系統(tǒng)是按連續(xù)運(yùn)行作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的，但在實(shí)際操作時(shí)，總會有一定頻度的開機(jī)和停機(jī)。當(dāng)膜系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，必須用其產(chǎn)水或經(jīng)過預(yù)處理合格的水進(jìn)行低壓沖洗，從膜元件中置換掉高濃度但含阻垢劑的濃水。還應(yīng)采取措施預(yù)防系統(tǒng)內(nèi)水漏掉而引入空氣，因?yàn)樵傻舻脑?，可能會產(chǎn)生不可逆的產(chǎn)水通量損失。如果停機(jī)小于24小時(shí)，則無需采取預(yù)防微生物滋生的措施。但停機(jī)時(shí)間超過上述規(guī)定，應(yīng)采用保護(hù)液作系統(tǒng)保存或定時(shí)沖洗膜系統(tǒng)。

15膜元件上安裝鹽水密封圈其方向怎樣確定?

要求膜元件上的鹽水密封圈裝在元件進(jìn)水端，同時(shí)開口面向進(jìn)水方向，當(dāng)給壓力容器進(jìn)水時(shí)，其開口(唇邊)將進(jìn)一步張開，完全封住進(jìn)水從膜元件與壓力容器內(nèi)壁間的旁流。

16怎樣從水中脫除硅?

水中硅以兩種形態(tài)存在，活性硅(單體硅)和膠體硅(多元硅)：膠體硅沒有離子的特征，但尺度相對較大，膠體硅能被精細(xì)的物理過濾過程所截留，如反滲透，也可以通過凝聚技術(shù)降低水中的含量，如混凝澄清池，但是那些需要依靠離子電荷特征的分離技術(shù)，如離子交換樹脂和連續(xù)電去離子過程(CDI)，對脫除膠體硅效果十分有限。

活性硅的尺寸比膠體硅小得多，這樣大多數(shù)的物理過濾技術(shù)如混凝澄清、過濾和氣浮等均無法脫除活性硅，能夠有效脫除活性硅的過程是反滲透、離子交換和連續(xù)電去離子過程。

17pH對脫除率、產(chǎn)水量和膜壽命有何影響?

反滲透膜產(chǎn)品對應(yīng)pH范圍，一般為2～11，pH對膜性能本身的影響很小，這是與其它膜產(chǎn)品不同的顯著特點(diǎn)之一，但是水中許多離子本身的特性受pH的影響巨大，例如當(dāng)檸檬酸等類的弱酸在低pH條件下，主要呈非離子態(tài)，而在高pH值下出現(xiàn)解離而呈離子態(tài)。由于同一離子，荷電程度高，膜的脫除率高，荷電程度低或不荷電，則膜的脫除率低，因此pH對某些雜質(zhì)的脫除率影響十分巨大。

18進(jìn)水TDS和電導(dǎo)率之間關(guān)系怎樣?

當(dāng)獲得進(jìn)水電導(dǎo)率數(shù)值時(shí)，必須將其轉(zhuǎn)化成TDS數(shù)值，以便能在軟件設(shè)計(jì)時(shí)輸入。對于多數(shù)水源，電導(dǎo)率/TDS的比率為1.2～1.7之間，為了進(jìn)行ROSA設(shè)計(jì)，海水選用1.4比率而苦咸水選用1.3比率進(jìn)行換算，通常能夠得到較好的近似換算率。

19怎樣知道膜是否已受到污染?

以下是污染的常見癥狀：

在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，產(chǎn)水量下降；

為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量，必須提高運(yùn)行壓力；

進(jìn)水與濃水間的壓降增加；

膜元件的重量增加；

膜脫除率明顯變化(增加或降低)。

當(dāng)元件從壓力容器內(nèi)取出時(shí)，將水倒在豎起的膜元件進(jìn)水側(cè)，水不能流過膜元件，僅從端面溢出(表明進(jìn)水流道完全堵塞)。

20怎樣防止膜元件原包裝內(nèi)的微生物滋生?

當(dāng)保護(hù)液出現(xiàn)混濁時(shí)，很可能是因?yàn)槲⑸镒躺?。用亞硫酸氫鈉保護(hù)的膜元件應(yīng)每三個(gè)月查看一次。當(dāng)保護(hù)液出現(xiàn)混濁時(shí)，應(yīng)從保存密封袋中取出元件，重新浸泡在新鮮保護(hù)液中，保護(hù)液濃度為1%(重量)食品級亞硫酸氫鈉(未經(jīng)鈷活化過)，浸泡約1小時(shí)，并重新密封封存，重新包裝前應(yīng)將元件瀝干。

21RO膜元件和IX交換樹脂的進(jìn)水要求有哪些?

理論上講，進(jìn)入RO和IX系統(tǒng)應(yīng)不含有如下雜質(zhì)：

懸浮物、膠體、硫酸鈣、藻類、細(xì)菌、氧化劑，如余氯等油或脂類物質(zhì)(必須低于儀器的檢測下限)有機(jī)物和鐵-有機(jī)物的絡(luò)合物；鐵、銅、鋁腐蝕產(chǎn)物等金屬氧化物。

進(jìn)水水質(zhì)對RO元件和IX樹脂的壽命及性能將產(chǎn)生巨大的影響。

22 RO膜能脫除哪些雜質(zhì)?

RO膜能夠很好地脫除離子和有機(jī)物，反滲透膜比納濾膜有更高的脫除率，反滲透通常能脫除給水中99%的鹽份，進(jìn)水中的有機(jī)物的脫除率≥99%。

23怎樣知道膜系統(tǒng)該用何種清洗方法進(jìn)行清洗?

為了獲得較好的清洗效果，選擇能對癥的清洗藥劑和清洗步驟非常重要，錯(cuò)誤的清洗實(shí)際上還會惡化系統(tǒng)性能，一般來說，無機(jī)結(jié)垢污染物，推薦使用酸性清洗液，微生物或有機(jī)污染物，推薦使用堿性清洗液。

24為什么RO產(chǎn)水的pH值低于進(jìn)水的pH值?

當(dāng)了解到CO2、HCO3-和CO32-之間的平衡，就能夠找到這一問題的較好答案，在密閉的體系內(nèi)，CO2、HCO3-和CO32-的相對含量隨pH值的變化而變化，低pH值條件下，CO2占主要部份，在中等pH值范圍內(nèi)，主要為HCO3-，高pH值范圍內(nèi)，主要為CO32-。由于RO膜可以脫除溶解性的離子而不能脫除溶解性的氣體，RO產(chǎn)水中的CO2含量與RO進(jìn)水中CO2的含量基本相同，但是HCO3-和CO32-常常能夠減少1～2個(gè)數(shù)量級，這樣就會打破進(jìn)水中CO2、HCO3-和CO32-之間的平衡，在系列反應(yīng)中，CO2將與H2O結(jié)合發(fā)生如下反應(yīng)平衡的轉(zhuǎn)移，直到建立新的平衡。

HCO3-+ H+ → H2O + CO2 

如果進(jìn)水中含有CO2，則RO的產(chǎn)水pH值總會降低，對于大多數(shù)RO系統(tǒng)反滲透產(chǎn)水的pH值將有1～2個(gè)pH值的下降，當(dāng)進(jìn)水堿度和高時(shí)，產(chǎn)水的pH值下降就更大。

為數(shù)極少的進(jìn)水，含較少的CO2、HCO3-或CO32-這樣看到產(chǎn)水pH值的變化就少，某些國家和地區(qū)，對于飲用水pH值有規(guī)定，一般為6.5～9.0，根據(jù)我們的理解，這是為了防止輸水管路的腐蝕，而飲用低pH值的水，本身不會引起任何健康問題，眾所周知，許多市售含碳酸飲料其pH值在2～4之間。