反渗透工艺常见问题排查

作者:Jens Lipnizki 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:7 发布时间:2018-04-04
分析反渗透工艺性能下降的原因,给出解决方案——反渗透技术是水资源净化处理中不可或缺的一项技术方法,在工业用水、市政供水和家庭住户中,它都是安全可靠、经过实践检验且也非常易于操作的水质净化技术。但许多问题依旧存在,反渗透常常在工作使用过程中出现性能连续性下降。
反渗透工艺常见问题排查

多年来在水质净化处理实践中,反渗透技术越来越多地得到人们的认可,已成为水处理技术中的一项标准工艺技术。今天,反渗透技术已经不仅仅是工业化的水资源处理时的专用技术,也出现在我们的家庭生活之中,例如自来水的生产供应。

在所有这些不同的应用领域中,渗透工艺都存在一些相同的问题:能过滤出的杂质逐渐减少,以及性能下降(例如流量减少或者压力升高)。

出现这些问题时,首先需要确认水质出或者温度是否出现了变化。为了能够快速简单地找出问题,对基本参数例如温度、流量、压力、过滤能力和水质的导电性进行连续检查和记录非常重要。另外,压力损失的检测,尤其是在浓缩阶段检测压力损失的数据,也是很有帮助的。

这些数据应该进行标准化处理,即利用这些数据确定反渗透的标准工艺过程,从而能够知道反渗透系统或者向反渗透系统供水机构的工作参数是否出现了变化。

出现流量减少的原因通常是压力管受到了污染,因此寻找污染区域十分重要

影响因素

用户可以从渗透膜生产厂家那里免费得到有关反渗透标准化处理的计算表。但无论如何都必须检验一下其他反渗透设备部件的功能是否正常,例如检查一下检测仪表、反渗透阻垢剂加药装置和离子交换器的功能等。

如果标准化处理之后的数据出现了以下的一些偏差:如盐透过率升高20%(盐透过率:透过水的盐浓度与给水盐浓度之比,单位%);流量下降10%;沿压力渗透管道的压力损失大于20%等,就要进一步地调查分析出现偏差的原因了。

在小型设备中常常只能采集到为数不多的几个检测值,在这种情况下,分析数据偏差原因时也必须考虑温度以及水中含盐量波动的影响。此时的经验公式为:温度降低1℃时流量减少3%。

调查研究的当然与被调查的问题有关。当盐透过率升高时,即盐的滤出情况变差时,有可能是反渗透设备出现了化学性或者机械性的渗透膜损伤,或者设备元器件失效。上表汇总了可能造成反渗透设备性能下降的原因,事实上,在反渗透膜技术设备中准确地找到出现问题的具体位置并排除故障是非常困难的事情。

脱盐率变差

当反渗透的流量减少同时脱盐率也变差时,应检测所有压力渗透管道的渗漏情况,以便确定何处的偏差值最大。当某一管道的压力变化特别明显时,可以用“中心管测试法”进行甄别。这种测试方法是将一根柔性软管插入到中心管中,一直插到压力渗透管的底部,然后缓慢的将软管抽出来。这样柔性软管就会采集到一部分渗透液,也就可以对它的导电性进行测定了。当管中某一部位的电导率突然增大时,就可以根据抽出来的柔性软管的长度来准确地确定泄漏点的具体位置了。

出现的泄漏故障可能来自压力渗透管本身的损伤,也有可能是压力渗透管之间的连接件出现问题。若所有的压力渗透管都在流量提高的时候有着明显较高的电导率,则可能是出现了不可逆的损伤。导致这种不可逆的损伤有多方面的原因,有的是使用了像氯这类的氧化剂,也可能是因使用了其他的溶解剂致使聚合物渗透膜出现了局部损伤,或者是渗透侧的压力过高导致渗透膜片状剥落。

压力渗透膜上游一侧接触氧化剂,才是符合发展趋势的氧化剂添加方式。而片状剥落的问题更多的是出现在压力渗透膜下游一侧,因为那里的过高压力是最大的。在这种情况下,只能通过“压力渗透元件的解剖检验”才能最终清楚地知道问题所在,因为这种损伤情况无法从外部查清楚。

不论在何种情况下,流量增加且过滤后的残留物减少都清楚表明反渗透系统出现了严重的泄漏问题,而这样的问题常常可以通过更换一个小小的元器件或者小零件(例如一个O型密封圈或者连接件)就可以解决了。

压力管的膜污染

当反渗透设备的输出流量减少,或者必须提高压力时,说明反渗透设备出现了结垢,也就是膜污染。结垢和膜污染导致了脱盐率的下降,压力也随之升高,因为整个压力管的流通渠道都被堵塞了。

有机物引起的结垢通常都表现为渗透膜上游侧的堵塞,而渗透膜下游侧则常常因较高的盐负载而出现盐沉积,也就是所谓的无机物污染或者结垢,而生物性的污染则可能出现在整个反渗透系统的不同部位中。

当打开压力管的端盖时,一般就可以确定是否出现了污染和结垢。大多数情况下,简单的一次检查就可以知道是否存在有机物污染,有没有白色盐粒接近或者生物膜可以判断压力管是否受到污染。为了确定压力管的污染程度,需要把压力管中的渗透膜元件拆下取出,此时,测定重量大约需要15min的时间。

直径为8 in的压力管在一般情况下重量为16kg,如果超过了17 kg,则可能有大量的污垢沉积在压力管内了。通过及时的清理,大多数情况下都可以让它重新回到初始性能。当压力管受到有机或者生物性污染时,可以用碱性溶液进行清洗,若是无机物污染,则需要通过酸性的络合剂进行清洗。

中心管检测法根据柔性软管长度的导电性来确定压力管的泄漏位置

受损元件的拆解检验

一定要特别注意反渗透流量异常提高,并伴有过滤物明显减少的情况。因为这常常是渗透膜损伤或者密封件失效的表现。因此,大多数情况下都要对受损元件进行拆解检查,大多数的流量的减少都是由于结垢、堵塞而引起的。因此在拆解检查时要确定结垢的类型和程度,以便能够采取有针对性的水质清洁措施。

若检查时看到的污染迹象还不足以证明是反渗透系统问题时,压力管的拆解检查就是最好的方法了。有关组织和机构,例如Mülheim市的莱茵-威斯特法伦州水利技术研究院就提供这样的拆解检验任务,它可以完成压力管表面质量的检测分析。经过最终的检查,解决性能损失是确保反渗透工艺过程的稳定的关键。

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