一、反滲透設(shè)備的故障分析
反滲透設(shè)備中*常見的問題是脫鹽率的下降和產(chǎn)品水量的降低，如果二者或其中之一緩慢地降低，則可能是污垢或水垢產(chǎn)生的常見現(xiàn)象，可以通過適當(dāng)?shù)那逑磥斫鉀Q問題；而突然或快速的性能下降，則表明處理系統(tǒng)出了問題或操作失當(dāng)。發(fā)生了問題，需要盡早解決，延誤時(shí)機(jī)會(huì)導(dǎo)致反滲透膜無法恢復(fù)原有的性能。
及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題的先決條件是保存相應(yīng)的記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)脫鹽率和產(chǎn)水量下降時(shí)，首先應(yīng)該校正儀表，以避免因儀表原因而誤判。這些儀表包括電導(dǎo)率表、流量表、壓力表、溫度表等。其次，要對(duì)記錄的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”。因溫度、進(jìn)水TDS、回收率、使用年限和水通量等發(fā)生變化，都會(huì)引起脫鹽率和產(chǎn)水量的變化。通過計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水量和脫鹽率，然后與初始的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確認(rèn)系統(tǒng)有無故障。
反滲透設(shè)備的故障現(xiàn)象主要有三類：透水量減少、鹽透過率增大(脫鹽率下降)以及壓降增大，但造成這些故障的原因很多，應(yīng)盡量從這些故障現(xiàn)象中找出問題的實(shí)質(zhì)，從而盡快實(shí)施檢修和維持等對(duì)策。
二、反滲透設(shè)備故障排除的主要措施
1．核實(shí)儀表操作
包括壓力表、流量計(jì)、pH計(jì)、電導(dǎo)率計(jì)、溫度計(jì)等，必要時(shí)重新校正。
2．重新檢查操作數(shù)據(jù)
檢驗(yàn)操作記錄、通量及脫鹽率的變化,考慮溫度、壓力、給水濃度、膜的年齡等對(duì)產(chǎn)量和脫鹽率的影響。
3．評(píng)估可能的機(jī)械和化學(xué)問題
機(jī)械問題主要是O形圈的損壞、鹽水密封的損壞、泵的損壞、管道和閥門的損壞、不精確的儀表等?；瘜W(xué)問題一是酸添加的不適當(dāng)，高劑量的酸會(huì)損壞膜或引起基于硫酸鹽的結(jié)垢（若使用硫酸），低劑量會(huì)導(dǎo)致碳酸鹽或基于金屬氫氧化物的垢或污染；二是阻垢劑添加的不適當(dāng)，高劑量可能導(dǎo)致污染，低劑量可能導(dǎo)致結(jié)垢。
4．分析進(jìn)料水化學(xué)條件的變化
將現(xiàn)行的進(jìn)料水分析和設(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，進(jìn)料水化學(xué)條件的變化會(huì)產(chǎn)生增添預(yù)處理或更新原有預(yù)處理設(shè)備的需求。
5．鑒定污染物
一是分析進(jìn)料液、鹽水和產(chǎn)品液的無機(jī)成分，總有機(jī)碳(TOC)、濁度、pH值、TDS、總懸浮固體(TSS)、SDI和溫度，其中SDI、TSS和濁度的測(cè)定能提供微粒物質(zhì)污染的依據(jù)，TOC的測(cè)定可預(yù)示有機(jī)物的污染傾向；二是浸漬和分析進(jìn)料液筒過濾器(優(yōu)先采用的方法)或SDI過濾器濾墊。
6．選擇合適的清洗方案
在清洗方案的選擇中，應(yīng)考慮以下因素：膜的類型和清洗劑選擇的相容性，清洗設(shè)備的需求，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，污染物的鑒定等。
三、反滲透膜的清洗
反滲透裝置在長(zhǎng)期運(yùn)行中，膜表面會(huì)逐漸積累各種污染物，如膠體、微生物、無機(jī)物垢、金屬氧化物等。這些物質(zhì)沉積在膜表面上，會(huì)引起反滲透裝置性能的下降。為了恢復(fù)膜的性能，需對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗和消毒。
1．清洗的判斷標(biāo)準(zhǔn)
反滲透設(shè)備運(yùn)行過程中，須密切注意系統(tǒng)的脫鹽率、濃水量、透過水量以及膜組件給水側(cè)進(jìn)出口壓差的變化，盡早發(fā)現(xiàn)問題，并根據(jù)原水分析報(bào)告預(yù)測(cè)可能發(fā)生的污染，調(diào)整預(yù)處理方法和變更操作條件。當(dāng)出現(xiàn)下列情形之一時(shí)需對(duì)膜元件進(jìn)行化學(xué)清洗：①標(biāo)準(zhǔn)化后鹽的透過率增加10％～15％；②標(biāo)準(zhǔn)化后透過液流量降低10％～15％；③進(jìn)水和濃水的壓差△p較基準(zhǔn)狀況上升了15％(基準(zhǔn)狀況為反滲透設(shè)備*初24～48h的操作參數(shù)或上次清洗后的操作參數(shù))，各段壓力差增加15％；④作為日常維護(hù)，一般在正常運(yùn)行3～6個(gè)月后；⑤需長(zhǎng)期停用，在用保護(hù)液進(jìn)行保護(hù)前。
2．膜污染特征和清洗藥劑
(1)膜污染特征
反滲透膜面上常見的污染物有金屬氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、膠體、微生物、有機(jī)物等，不同的膜污染物表現(xiàn)出不同的特征，(2)膜清洗劑
不同的膜生產(chǎn)廠商對(duì)上述污染物采用的清洗藥劑不完全相同。具體的清洗方式或?qū)Ｓ们逑磩﹨⒄漳S商的技術(shù)手冊(cè)。但一般來說，酸清洗除去無機(jī)沉淀物如金屬氧化物、碳酸鹽，pH值調(diào)至2～4；堿清洗除去有機(jī)物、微生物，一般pH值調(diào)至10～12。常用化學(xué)清洗試劑如下。
①酸 HCl、H2S04、H3P04、檸檬酸、草酸等。其中檸檬酸較常用，其缺點(diǎn)是與
Fe2+形成難溶化合物，需要用氨水調(diào)節(jié)pH＝4，使Fe2+形成易溶的鐵銨檸檬酸鹽來解決。
②堿 有P03-4、C02-3和OH-等，對(duì)污染物有松弛、乳化和分散作用，與表面活性
劑一起對(duì)油、脂、污物和生物物質(zhì)有去除作用；另外對(duì)Si02—也有一定的效果。
③螯合劑 *常用的為EDTA，與Ca2+、Mg2-、Ba2+、Fe2+等形成易溶的絡(luò)合物，故對(duì)堿土金屬的硫酸鹽很有效，其他螯合劑有磷羧酸、葡萄糖酸等。
④表面活性劑 可降低膜的表面張力，起濕潤(rùn)、增溶、分散和去污作用，*常用的為非離子表面活性劑，如TritonX-100，但應(yīng)注意目前復(fù)合膜與TritonX-100不相溶。
⑤酶 主要有蛋白酶等，有利于有機(jī)物的分解。
3．清洗裝置
一般的清洗裝置由清洗箱、清洗泵、5～l0μm保安過濾器、管道、閥門和控制儀表(壓力表、流量表、溫度計(jì))等組成。特殊要求時(shí)，清洗箱可裝上加熱或冷卻裝置。
(1)清洗箱
清洗箱應(yīng)用耐腐蝕材料，如聚丙烯、玻璃鋼等制作。清洗箱的容積根據(jù)一次清洗的壓力容器的體積、清洗回路的管件和濾器等的容積來確定。
(2)清洗泵
清洗泵通常是316不銹鋼離心泵或玻璃鋼泵。清洗泵的揚(yáng)程應(yīng)考慮保安過濾器的壓降、管道的阻力損失等，一般選用壓力為0．3—0．5MPa。
膜廠商對(duì)不同規(guī)格的膜組件的清洗流速有一規(guī)定的范圍。如￠8”膜元件的清洗流量為6.8～9．1m3/h，壓力容器并聯(lián)4根，清洗泵流量為(6.8～9.1)×4＝27.2～36.4m3／h。
(3)保安過濾器
該過濾器用以除去清洗下來的沉淀物。大小由清洗流量而定。
4．一般清洗步驟
①用反滲透產(chǎn)水配置清洗液，檢查溶液的pH值，在清洗之前，要確定所有的藥劑都溶解并攪拌均勻。
②溶液混合完畢后，以合適的流量和壓力開始清洗，清洗液在*初的幾分鐘排入地溝，然后再循環(huán)。 ，
③清洗過程中要注意清洗液的升溫情況，觀察清洗液顏色的變化，如清洗液變色或變得較渾濁，則需重新配置清洗液。在酸清洗時(shí)要注意pH值，如pH值升高o．5個(gè)單位，則須再加酸。
④停泵，使元件浸泡在溶液中1h左右。
⑤再循環(huán)，時(shí)間為30～40min。
⑥清洗完畢后，以反滲透產(chǎn)水或預(yù)處理出水沖洗出殘余的清洗液。
⑦沖洗結(jié)束，按規(guī)定的運(yùn)行方式運(yùn)行，*初產(chǎn)水排放至少10min。
參考下述的清洗條件、清洗順序、清洗藥劑量及藥液濃度后進(jìn)行實(shí)施。
(1)清洗條件
①酸洗
a.檸檬酸洗凈 2％水溶液；pH值2～4(用氨水溶液調(diào)整pH值)；低壓，希望2kg/cm2以下；水溫常溫；時(shí)間1h／段，希望浸泡1夜。
b．草酸洗凈 2％水溶液；pH值2～4(用氨水溶液調(diào)整pH值)；低壓，希望2kg/cm2
以下；水溫常溫；時(shí)間1h／段，希望浸泡1夜。
②洗滌劑洗凈 JS-200洗滌劑洗凈。5％水溶液(原液為100％)；pH值7～10(用氨水溶液調(diào)整pH值)；低壓，希望2kg/cm2以下；水溫常溫，希望為30～40℃；時(shí)間，1h/段，希望浸泡1夜。
(2)清洗順序
①第1日
a.酸洗 酸洗液為檸檬酸2％水溶液，pH值2—4(用氨水溶液調(diào)整pH值)；草酸0.2％水溶液，pH值2～4(用氨水溶液調(diào)整)。清洗順序?yàn)檠h(huán)60min，浸泡30—60min，再循環(huán)30～60min，*后水洗。 ．
b．洗滌劑洗凈 JS-200洗滌劑洗凈，5％水溶液，pH值7—10。清洗順序?yàn)檠h(huán)60min，浸泡30—60min，再循環(huán)30～60min，浸泡1夜。
②第2日 繼續(xù)用JS-200洗滌劑清洗，循環(huán)水洗60min。
注：可能的話希望能在清洗前進(jìn)行事前浸泡。酸洗時(shí)也希望1夜浸泡。
(3)清洗液量計(jì)算(以8”膜元件18支為例)
每支膜元件酸洗液用量為40L，18支用量為720L。其中假定管道內(nèi)液量80L；每支膜元件壓力容器液量(包含膜元件內(nèi)的水量)為12L，18支為220L；洗凈水槽內(nèi)液量為420L。
(4)藥液使用量(以8”膜元件18支為例)
①檸檬酸用量＝720×2％＝14．4kg，25kg/袋，需1袋。
草酸用量＝720×0．2％＝1．44kg，25kg/袋，需1袋。
②氨水溶液，用于酸洗凈時(shí)調(diào)整pH值，25％水溶液，20kg/罐。
③了S-200""洗滌劑用量＝720X5％＝36L(將原液稀釋20倍)。
④NaOH水溶液，用于洗滌劑洗凈時(shí)調(diào)整pH值25％水溶液，20kg/罐。
⑤浸泡用藥液量5—10L/支(4”)，20—40L/支(8”)。
注：酸洗凈所使用的氨液量可按0．1kg氨／lkg酸(以100％濃度換算)進(jìn)行估算。
(5)冬季停機(jī)時(shí)的措施(包括防凍結(jié)措施)
①停機(jī)時(shí)將甘油10％水溶液及福爾馬林1％水溶液進(jìn)行置換后再停機(jī)。
②對(duì)于野外露天裝置要將壓力容器用薄膜油布蓋住。
③藥液使用量 假定水槽容積為500L、管道容積為80L、壓力容器(含膜元件)容積為220L。
甘油需要量＝800X10％＝80kg，如果每罐22kg，需要4罐。
福爾馬林800X1％／0．37＝21．6kg。如水溶液濃度為37％，每罐20kg，需要1罐。
6．清洗效果
成功的清洗應(yīng)能使膜組件進(jìn)出口壓差明顯減小(接近初期水平或上次清洗后的水平)，脫鹽率、透水量均有所恢復(fù)。如果清洗后沒有達(dá)到預(yù)期的效果，應(yīng)及時(shí)與膜生產(chǎn)商和有關(guān)清洗公司聯(lián)系，對(duì)膜元件進(jìn)行取樣分析，重新確定清洗方案。應(yīng)該注意的是，反復(fù)進(jìn)行沒有效果的清洗是有害的。