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反渗透系统故障诊断技术①

RO系统的故障现象主要有以下三类:透过水量减少、盐透过率增大以及压降增加。造成这些故障的原因有很多,应尽量从这些故障现象中找出问题的实质,从而尽快实施检修和维持等对策。主要现象分析

低产水量

如果系统出现标准化产水偏低的现象,确定问题的一般规律是:

1)若第一段有问题,则存在颗粒类污染物的沉积;

2)若最后一段有问题,则存在结垢;

3)若所有段都有问题,则存在污堵。

低产水量故障的同时还会伴随有透盐率正常,偏高或偏低,根据不同的组合,可以总结出不同的故障原因。

1.1 低产水量正常透盐率

会有下列几种原因导致低产水量正常透盐率:

1)微生物和天然有机物(NOM

下列操作参数的改变表示膜元件发生了微生物的污染,尤其是在系统的前端:

★当以相同的进水压力及回收率操作时,产水流量降低;

★当以相同进水压力运行时,如果生物污堵滋生出大量的生物物质时,系统的回收率降低;

★如果在相同回收率下,需要保证产水量不变,就必须提高进水压力,当长期这样操作时提高进水压力会产生恶性循环,因其加快污堵速率,使得今后的清洗更加困难;

★当产生大片细菌污染,或同时伴有淤泥污堵时,系统压差就会显著增加,压力容器两端的压差可作为出现污堵的敏感性指标,因此在系统内每一段间安装压力监测装置十分必要;

★刚开始时,透盐率正常甚至较低,当大量污垢出现时,透盐率就会迅速增加;

★当进水、浓水或产水水样中含大量微生物时,表示已产生或存在生物污染;

★触摸微生物膜就会感觉到十分滑腻并常有难闻的气味;

★燃烧是一种快速判定微生物污染的方法,生物膜样品的气味就如同焚烧头发一样。造成生物污染的原因是因为进水的微生物活性高同时又未采取合适的预处理。纠正措施有:

◆清洗并消毒整个系统,包括预处理和膜本体部分,同时还应注意如果清洗和消毒不彻底,会出现迅速的重新污染;

◆安装或优化预处理以应对原水的微生物污染;

LD-812清洗液(pH=11)浸泡和冲洗;

◆使用抗污染膜元件。

2)保护液过期

如果保护液使用太久、太热或已被氧化,保存于亚硫酸氢钠溶液的膜元件或系统也可能产生生物污染,此时采用LD-812清洗液清洗或浸泡,通常可以帮助恢复膜元件的产水流量,若需要继续保存膜元件,则应更新保护液,并将膜元件放置在阴冷干燥黑暗的环境下。

3)润湿不完全

膜元件经干燥后,可能因为其中间支撑层聚砜的微孔尚未被润湿,而会使膜元件的产水量很低,可使用“元件再润湿”方法恢复元件性能。

1.2 低产水量高透盐率

低产水流量高透盐率是最常见的系统故障,其可能的原因是:

1)胶体污堵

为了辨别胶体污堵,请

★查看原水SDI值记录,故障通常源于测定SDI不够及时或预处理出现故障;

★分析SDI测试膜膜面上的截留物;

★分析保安滤器滤芯上的截留物;

★检查和分析第一段第一支元件端面上的沉积物。

纠正措施有:

◆根据污堵类型清洗元件;

◆调整、纠正或改造预处理。

2)金属氧化物污堵

金属氧化物污堵主要发生在第一段,如果每段产水分别安装产水流量仪表的话,就十分容易地确定故障,通常的故障起因是:

★进水中含铁或铝;

★进水中含H2S并有空气渗入,会产生硫化盐,若产水接触空气就会产生单质硫沉淀;

★管道、压力容器或膜本体上游的零部件产生腐蚀产物。

为了辨别金属氧化污堵,请

◆分析原水中的铁和铝;

◆查看系统内的相关部件,寻找是否有腐蚀的证据。

纠正措施有:

◆正确清洗膜元件;调整、纠正或改造预处理;

◆采用合适的材料改造系统的管路系统或选择适宜材质的部分。

3)结垢

结垢是微溶或难溶盐类的沉淀或沉积的水化学问题,一般出现在未设置恰当的预处理而且运行回收率很高的苦咸水系统中,结垢常常发生在最后一段,然后逐渐向前一段扩散,含钙、重碳酸根或硫酸根的原水可能会在数小时之内即因结垢堵塞膜系统,含钡和氟的结垢一般形成很缓慢,这是因为它们的浓度通常较低。

为了辨别结垢,请

★在系统设计回收率条件下,检查原水水质分析数据;

★分析浓水中钙、钡、锶、硫酸根、氟、硅、pH和苦咸水LSI或海水S&DSI,应计算这些离子的质量平衡,同时分析原水和产水中上述成份的浓度;

★查看系统的浓水侧是否有结垢;

★取出最后一支膜元件称重,存在严重结垢的膜元件就象石头一样很重;

★解剖最后一支元件,分析膜面上的结垢物,在显微镜下还可以观察到沉积物的晶体结构,与酸反应出现泡沫说明含有碳酸盐垢,通过化学分析或X-射线分析可以辨别结垢类型。

纠正措施有:

◆采用LD-811清洗液或LD-812清洗液清洗,再分析清洗后的溶液离子成份,

将有助于鉴别结垢成份和提高今后的清洗效果;

◆根据结垢物的成份优化清洗方法;

◆针对碳酸盐垢,应降低进水pH值,调整阻垢剂的加入量;

◆针对硫酸盐垢,应降低回收率,调整阻垢剂的加入量和品种;

◆针对氟化盐垢,应降低回收率,调整阻垢剂的加入量或品种。

1.3 低产水量低透盐率

1)膜压密化

当膜被压密化之后通常会表现为产水量下降而脱盐率提高,下列情况下有可能发生明显的压密化倾向:

★进水压力过高    ★高温      ★水锤

   当系统中存在空气时启动高压泵,就会出现水锤现象。膜元件发生压密之后,必须更换被损坏的膜元件,或在系统的后面必须额外新增膜元件。 

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