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一、前言
目前，膜分离技术已在许多领域进行应用，例如，超纯水制造、锅炉水软化，食品、医药的浓缩，城市污水处理，化工废液中有用物质的回收。但在日常较大的反渗透膜系统中，平稳运行是各个厂家一直追求的目标，如果反渗透运行处理方法得当，反渗膜的使用寿命将会大大延长。膜生产商一般规定膜的使用寿命为三年，但在较好的运行维护条件下膜的寿命可达5—8年甚至更长；但如果日常维护较差或对所出现问题采取措施不得当，就会严重影响系统的运行，甚至有些膜运行才几个月，就被迫更换；因此制订出安全可靠的运行方案显得尤为重要。
二、系统概述
（1）脱盐水处理系统
脱盐水处理系统的原水采用净化水，其处理流程为：净化水→净化水池 →净化水泵→加热器→叠片过滤器→超滤过滤器→超滤水箱→超滤水泵→加药（还原剂）→加药（阻垢剂）→5µm保安过滤器→一级RO高压泵→一级反渗透装置→中间水箱→碱加药→二级RO高压泵→二级反渗透装置→脱盐水池→脱盐水泵→自动加药调PH值装置→用户。
本系统反渗透系统共设置两级:一级反渗透系统含有两套反渗透机组,每套反渗透系统为7:3排列,每套有60支反渗透膜；二级反渗透系统含有两套反渗透机组，每套反渗透系统为5：3排列，每套有48支反渗透膜。这两级反渗透膜均为美国陶氏BW30—400膜。
R一级反渗透膜组件总产水量为2x58m³/h（设计温度20℃），回收率≥75%，系统脱盐率≥98%，带保安过滤器、高压泵、压力容器、冲洗装置、清洗装置、仪表及自动阀门、滑架等全套设施。
（2）外供一级反渗透系统。
对部分净化水及废水站回用水进行一级反渗透处理，作为净循环水站、制冷／热站等的补充水。在废水经处理后达到外供一级反渗透进水要求时，外供一级反渗透采用废水作为原水，如果处理后的废水达不到一级反渗透进水要求时，则采用净化水作为外供一级反渗透的原水。
废水站回用水→原水池 →超滤供水泵→板式换热器→加药（氧化剂）→自清洗过滤器→超滤过滤器→中间水池→超滤出水提升泵→加药（还原剂）→加药（阻垢剂）→5µm保安过滤器→一级RO高压泵→一级反渗透装置→外供一级反渗透除盐水池→外供一级反渗透除盐水泵→自动加药调PH值装置→用户
本系统反渗透系统为一级反渗透系统，共设置四套反渗透机组，每套反渗透系统为7：4排列，每套有66支反渗透膜，均为美国陶氏BW30—400FR膜。单套产水能力Q=50m3/h，T=25℃，系统脱盐率≥95%，回收率≥75% 。主要材质FRP；机架组，主要材质CS喷塑。
三、水质分析
.脱盐水系统补充水直接采用净化水，外供一级脱盐水系统采用为部分净化水及废水站回用水，目前由于废水回用水还未正常投运，因此对滦河水水质数据如下（现场取水样进行分析）：)5 x! e, u( N6 Q5 ^3 v
表1 目前水质分析表
2 t) [! V1 |0 Y- S3 s' I0 W7 ? @项目 单位 结果
' {* C& r1 J7 Q! u) F% XCa2+ mg/L 54.66
0 C5 q$ V- s& dMg2+ mg/L 29.9 # f& o5 T" ^2 o$ `5 {, Y
硬度 mmol/L 2.61
, K" |( u+ w7 M( \* v: @7 p" DCl- mg/L 47.9 " p* K X& ?8 J5 J j, g) [
pH 8.16
. ?" E# ?8 M2 X6 X# z I$ B碱度 mmol/L 2.74
# y" g" P5 H6 N, w: k& G8 i电导率 μs/cm 720 ! B* u" v& B* e0 U" F/ k4 o4 j1 G
浊度 mg/L 0 4 p# H$ q9 w0 t' O4 w7 V- u ?: N6 J
铁 mg/L 0.026 % w, \) X8 C& G5 a
总磷 mg/L 0 / h" c. d' t. C' D" F
锶(Sr) mg/L 0.167
7 R! Q j0 A& g5 H钡(Ba) mg/L ＜0.20
* {# G+ I: `- N5 O) R锌(Zn) mg/L 0.017 ; R0 r; N9 J; G- x% ]
铜(Cu) mg/L 0.0028 ; G7 ]; X5 s7 m
砷(As) mg/L ＜0.010
2 x/ ?7 |5 E1 V4 j& a& ?& i9 j! }) [5 O/ h+ X
2 w7 G4 d- u8 W8 s1 R
四、日常加药运行8 w$ V r1 w4 d7 K3 N' O
（一）阻垢剂的投加4 k2 R6 a! h8 r
（1）脱盐水处理系统
" { A- g8 _1 }2 t6 S" q一级反渗透系统回水率按75%计算，在20-50℃条件下，该水质有较强的结垢倾向，这说明必须加入适量的膜用分散剂，以保证反渗透系统长周期安全稳定运行，延长膜的使用周期。二级反渗透进水为一级反渗透产水,硬度碱度低不需加入阻垢剂。经过反渗透专用软件计算得知：
) ~7 g% a- u' P4 M. I该水质在75%的回收率下的加药量为：4ppm（以进水计），使用的药剂型号为TS-150。2 K* i9 |+ S5 A# l
TS-150每天加药量
e- y$ r+ h9 ?, Z6 B4 s5 X; r=药剂浓度×进水量×24h≈15公斤（进水量按160m3/h计）% L1 d3 o/ G, t; ^( F% k) m
TS-150年用药量4 l* ~; |: D' w( h5 n
=每天加药量×350≈5.3吨（一年按350个工作日计）
; O- y$ P9 ]/ \6 p( ]（2）外供一级反渗透系统' a0 ?* f9 i d! @
由于系统还未补入废水与滦河水混合水，所以本方案以补入滦河水而计算阻垢剂的加药量，随着今后进水的调整加药量会相应有所变动。
; ^$ S9 j8 \# ?8 Y3 E0 m) Q8 B该水质在75%的回收率下的加药量为：4ppm（以进水计），使用的药剂型号为TS-150。! C2 ^. c3 S4 m
TS-150每天加药量0 i) C0 m3 D5 E# J6 Z _9 t0 f
=药剂浓度×进水量×24h≈27公斤（进水量按280m3/h计）, Q. z& ?# i0 l% v& E
TS-150年用药量$ d9 R1 r- Q% V n2 ~1 ^$ ]. |
=每天加药量×350≈9.5吨（一年按350个工作日计）. k8 z0 @2 T' ]# e$ E
（二）氧化型杀菌剂/ Y% L- \; C$ f* X2 D, b
由于原水为滦河水，系统中的细菌较多，随着气温的升高,尤其是在夏季,严重影响反渗透膜的正常运行,所以应投加一定量的杀菌剂，以控制细菌的生长，保护反渗透膜不受微生物的侵害，我公司的反渗透专用杀菌剂TS-884是一种反渗透膜专用化学品，在低药量下可以快速的起到杀菌作用，TS-884作为生物控制方案的维护措施，主要就用于受生物污染困扰的反渗透系统中。该药剂联系投加至系统预处理中，维持进水中余氯量以抑制细菌的滋生，因此药剂投加量应以系统实际所受生物污染程度来定，一般投加为10ppm (以进水计)。! x9 g+ D1 f$ q7 p O& _4 n r" S
（1）脱盐水处理系统+ w2 K" {* k4 b8 b
TS-884每天加药量' K/ a! d J2 K" B) M
=药剂浓度×进水量×24h≈38公斤（进水量按160m3/h计）3 `7 W, h$ x5 ?- N, ~2 W
TS-884年用药量
1 p5 y; G5 V5 l! B6 ?=次加药量×350≈13吨（一年按350个工作日计）& ?: c% E* K. n- R. H
（2）外供一级反渗透系统. m. b' X1 d7 B$ p7 H( P
TS-884每天加药量
3 W; Y- o- n0 |' Z=药剂浓度×进水量×24h≈67公斤（进水量按280m3/h计）
+ M _- m, q8 g$ e* WTS-884年用药量
/ ^, x5 r) n; }; R- E, p/ o=次加药量×350≈23吨（一年按350个工作日计）
& u0 Z% C% z- l! H& |) X9 `3 t$ Q（三）还原剂* r8 w) } o2 H) ~
为了避免氧化型杀菌剂进入反渗透膜将膜元件氧化，在反渗透系统前设置还原剂加药系统。所投药剂型号为TS-885，具体加药量要根据加完氧化型杀菌剂后反渗透系统进水余氯量而定，一般为所剩余氯量的3-5倍左右，以加药量为6ppm为计。
. V. s: a+ ]( m（1）脱盐水处理系统
B x4 u" H4 s" v" x: oTS-885每天加药量6 U9 R/ v4 \- a" P" }8 Q+ \
=药剂浓度×进水量×24h≈23公斤（进水量按160m3/h计）2 l( q2 X; B. S8 q* w: [
TS-885年用药量 9 @: e* A: b3 c) n5 U6 P& h: _& `; g: m
=次加药量×350≈8吨（一年按350个工作日计）
0 k8 O4 u- d) w; t9 Z! f（2）外供一级反渗透系统% N6 C' ~+ ` T3 _' i/ L" `
TS-885每天加药量3 W, o( C9 |* H9 U
=药剂浓度×进水量×24h≈40公斤（进水量按280m3/h计）
' ~; m0 a6 k! J$ ~; r) F/ v( @' FTS-885年用药量
9 D1 Y; ?* C. k- ?) `=次加药量×350≈14吨（一年按350个工作日计）
, t5 U: _5 F1 f7 g4 q 注意，还原剂如果投加过量也会造成系统污堵，因此必须加强日常余氯监测工作，以调整好氧化型杀菌剂和还原剂之间的药量配比，使还原剂在充分反应掉氧化性物质对膜元件的伤害的同时，没有过多残余量给系统带来额外的污染。
( t" U9 O" s ~! M2 y: u- {（四）非氧化型杀菌剂# \4 f1 P& ~5 N7 O
当水温较高或水质有变化造成严重生物污染的时候，单一氧化型杀菌剂已不能完全满足对细菌的控制，这个时候可以配合投加非氧化型杀菌剂TS-881进行杀菌剥离。
) {6 z& @& |" b: Z/ [3 Z( [投加量和投加频率视污染程度而定，一般加药量为20-50ppm，生物污染严重时每周投加一次，加药时间为5-8小时，为冲击式投加，可在正常产水模式下进行。 $ G5 P# }% W3 L3 ~; V9 o（五）系统清洗恢复3 _% M0 y3 q8 W8 U$ E; U
1、反渗透系统清洗的必要性
; ~, W5 O5 t9 |, [0 |反渗透系统最终是需要清洗的，在你的RO系统表现出污染的倾向、长时间停运之前、或按计划进行常规保养时，建议你清洗RO系统。当出现下列污染特征（标准化后产水量下降10-15%，标准化产水水质下降10-15%，或者给水与浓水间的压降增加10-15%）时，表明你的RO系统需要清洗了。! \! A0 h+ {4 ?7 Z 在RO设计中通常会忽视使用RO产品水冲洗系统中的污垢，采用该法可减少RO的清洗次数。在设备停运期间有关药剂浸泡RO膜组件有助于溶解垢和松散积沉物，并防止细菌滋生，因此可降低化学清洗频度。 - }/ G( m* \8 l; `2 X* G( {污垢地点不同所需要洗掉的污垢物也不同。但往往微微存在的污染物不止一种，因此使问题复杂化，常见的污染物种类有：& }- }2 I' C6 {: Q8 R& i
碳酸钙垢
/ J( ]3 _6 Z7 ?" u6 a# g3 I硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢# x U0 f3 [$ e+ ^" V
铁、锰、铝等的金属氧化物
$ H8 z; Q$ d5 D" `- k5 @4 X二氧化硅/ G$ h. q' O& N; y' u ^7 O
胶状沉积物（无机或无机/有机混合物）
/ R6 S! t) |8 Y+ }( V% ]6 S自然或合成有机物
1 [0 P0 o* m6 S# \( `+ O/ b0 \生物质（生物污泥、霉菌或真菌） ?+ X. h& J, O+ g- E- X5 q
2、清洗方式的选择0 d0 I& @. B0 F3 J* l0 t
反渗透系统的清洗方式通常有在线清洗和离线清洗，在线清洗方法的优点是不用进行膜元件的拆卸，只需将清洗药品运至清洗现场，直接操作即可；缺点是由于运行设备条件的制约，在线清洗是在原运行设备上通过单一化学作用将污垢清洗下来，清洗效果不够彻底。& {' L4 m6 l9 Y" z f! _
离线清洗是将反渗透膜从系统中拆出利用专业清洗设备进行清洗，通过物理和化学的共同作用达到清洗比较彻底的目的，借助于专用洗膜设备的物理特性，再加上化学作用的辅助作用使清洗进行的非常彻底，而且几乎不会对膜造成的伤害。
% N V9 ?3 _# F. J! K& x因此一般对于污染较轻或初次清洗的系统建议首先采用在线清洗进行恢复，如果经在线清洗很难恢复正常运行状态，或已经运行很长时间没有进行过离线清洗的系统，建议采用离线方式进行彻底清洗，并可对单支膜元件性能参数进行测试筛选评价。7 a6 i5 g( z7 B7 t
3、在线清洗程序4 _* w. t; G* s
一旦确定了您的反渗透系统需要清洗，一般的膜清洗程序如下所示，也可以根据膜的不同污垢而选择某一清洗剂，进行重点清洗，有关清洗过程最好在专业人士的指导下进行。
?8 u9 w3 b. s/ [: N$ f一般清洗程序：2 W0 n1 E, ]3 X. O+ Y7 n
（1）在0.345Mpa和此单元尺寸（直径）最大流量的75%流量下用RO的产水冲洗单元，清洗15分钟。一次清洗一级。并检查清洗罐、软管和保安过滤器是否泄露。
4 C( R1 T' w' ], l（2）加入TS-881进行杀菌和粘泥剥离：配好清洗液，混合均匀。在高流速下，将粘泥剥落液泵入，通过单元至排放口。当在排放口观察到该溶液（1-2分钟后），停泵，关闭所有的阀门，使单元浸泡至少30分钟，循环清洗1到3个小时以上，排掉清洗液。
3 l6 O1 J- H" A（3）将清洗液排出，低压冲洗至排出液为中性，并且产水电导基本不变。, D |( d# |! ?8 {6 b; \4 P9 F （4）加入TS-882进行垢类清洗和金属氧化物剥离：配好清洗液，混合均匀。在高流速下，将清洗液泵入，两段同时清洗30分钟；关闭二段清洗系统，二段浸泡，一段单独循环清洗30分钟；开启二段清洗系统，关闭一段清洗系统，一段浸泡，二段单独清洗90分钟；以此方式循环清洗，清洗过程中检测水中钙离子变化趋势，进行药剂补加，当保证药剂量足够的情况下，钙离子不再发生变化，则可作为此种清洗剂清洗终点，进行下一步操作。如果清洗液太脏，建议将药液排掉，重新加入新鲜药剂进行清洗，以免造成清洗不彻底的后果。 0 X. W9 w' a$ n7 b（5）将清洗液排出，低压冲洗至排出液为中性，并且产水电导基本不变。 ( O9 d$ g) y b# }$ G（6）用反渗透透过水或除盐水注入清洗罐，加入TS-883，进行胶体及有机物的剥离，一段二段交替浸泡清洗，清洗2-5小时后，观察清洗液颜色变化，决定是否需要更换新的药液及是否清洗终点。
' u. a- T" C* s! V+ K（7）将清洗液排出，低压冲洗至排出液为中性。" {" M) Q7 j( R- h
（8）用反渗透透过水或除盐水注入清洗罐，缓慢注入TS-882至清洗罐，用清洗泵循环混合溶液，按照供应商的说明书配制清洗溶液，以进水方向循环清洗至少2小时以上或重复步骤4进行交替清洗。
* m4 B9 O1 |5 m1 k. ]0 a（9）将清洗液排出，低压冲洗至排出液为中性。
' V2 P8 D: c7 a& q3 m) m' ^* {& g（10）清洗完毕投入运作，高压产水至电导率恢复完全。
1 ~! ]% _( X) P5 k% P& j该程序是一般膜系统进行全面清洗的过程，此过程包括生物粘泥清洗、垢和金属氧化物、胶体粒子清洗三个程序。在实际运用过程中，往往根据自己的系统而采用其中的一个或两个程序来进行清洗，清洗时间和步骤顺序由当时膜元件污染状况进行确定。。( t* p% J, F% c8 W0 U0 D8 m
关于反渗透膜清洗剂的实用情况如下表：: E1 C. X! s; t: o
清洗剂 垢/金属氧化物 胶体/粒子 生物物质 有机物
4 L9 u: J4 M3 w% a0 d1 U+ pTS-881 √ √√ 9 p0 S+ @- v; k: r% P& N
TS-882 √√ √ 3 D7 X' ~# I- Z( \' _) a" \# l
TS-883 √ √√ √√ 6 H$ J& q0 L# |- F* q
+ e' g; }9 A# O8 S% h+ d2 y4、离线清洗程序
5 V) x8 [" y: B4 G如在线清洗仍不能恢复系统正常运行，我们将采取离线清洗进行恢复。若贵厂不能停机进行清洗，我单位备有大量性能较佳的替换膜，在离线清洗期间可提供性能相当的替换膜供贵厂替换使用，不影响贵厂正常生产的运行。
: q! F) x( _$ g0 m清洗方法Ⅰ; m6 C2 n6 ?9 P' o& o* M
清洗前我方先将全部替换膜送至贵厂现场，将贵厂使用的反渗透膜一次性替换下来运到我方单位进行清洗，清洗结束后将贵厂反渗透膜运回贵厂安装调试正常，结束后将我方单位替换膜运回。/ I0 Y7 k! o+ g/ ~5 E
此方法将在专业洗膜机上进行清洗，一次可同时清洗30-40支膜元件，并可以充分利用设备中物理化学作用，根据膜元件不同衰减程度及污染状况随时调整清洗方案，采取不同清洗药剂、清洗程序及特殊方法进行处理。% B: K6 F2 i& S
清洗方法Ⅱ
* j" I( f: A/ K2 Q. i& P: V8 X清洗前我方将清洗设备、部分清洗药剂和满足一组设备正常运转的替换膜元件运至贵厂现场，根据现场条件进行清洗，洗好一组设备更换调试后再进行下一组设备的清洗工作。
) W. m4 d/ v3 ?- P* ^此方法所用清洗设备操作简单，拆卸方便，但功能比较单一，药品仅为现场所备药剂，为基础性洗膜设备，一次能清洗1-6支膜元件。
6 k# C1 `1 w6 Z# ~6 T5、在线清洗频率9 m, l! `* J( O$ ?7 @9 V1 p1 t
清洗频率以系统实际污染情况而定，以目前情况看，建议三个月至半年清洗一次，清洗剂TS-882的用量为清洗水量的5-10%左右，清洗剂TS-883的用量为清洗水量的10-15%左右，具体使用方法详见清洗方案，两种药剂可视消耗情况适量补加。
5 E( g2 y9 O7 v* V$ H3 ZTS-882每次加药量4 A- @1 ]# R u; Y: V
=用药量×清洗水量≈100公斤（清洗水量按2吨计算）, d5 |! b0 \2 O% A$ |& l! W4 G
TS-882年用药量/ L3 b- N9 t: b& ~+ ~
=次加药量×4×8≈3.2吨（以全年清洗四次、八套系统计算）: V: d8 }1 S1 m! }
TS-883每次加药量
h& O$ `$ c1 Q! K+ \2 K=用药量×清洗水量≈200公斤（清洗水量按2吨计算）4 S9 J7 {1 B" K" f1 ] TS-883年用药量 6 y# {, x/ V- a=次加药量×4×8≈6.4吨（以全年清洗四次、八套系统计算. ^" p5 o7 X9 R# f- X4 _0 E 五、加药应注意几个问题# u! Q% ~( p) y* ^" _/ r- Q 膜用分散剂的加入对系统正常运行是至关重要的，但是必须正确使用药剂，药剂量的过大或过小都会给系统带来危害；而且还要对系统的异常变化采取相应的措施，选用适当的方法进行处理。 ( t, n& ~ }7 |% u
1、药剂量过小，药剂就不会发挥其充分作用，导致结垢和污垢产生，影响产水质量和产水量，增加膜的清洗频率，影响膜的使用寿命。, {7 }2 S) j7 k. b/ @' K
2、药剂量过大，系统本身会吸收一定的药剂，当药剂适量时，对系统不会产生什么不良影响；但是，药剂量过大时，多余的药剂会吸附于膜表面，致使产水量下降。当这种现象出现时，应减少药剂使用量，随着时间的推移，药剂会重新溶于浓水侧被排出。
& t7 c- G6 c& P2 E( s$ D; x9 W4 B3、夏天气温较高，细菌增生比较快，当药剂量过大时，更使这一过程增加，所以夏天应多配备一定量的杀菌剂使用。
1 {" L/ H% q4 Q9 f4、清洗时应注意的问题。投加阻垢剂后膜还会受到其他污染物污染，所以常规清洗是必要的，清洗的次数越多，对膜造成的危害越大，当常规清洗效果不明显时或次数增多时，应由专业人员进行药剂化学清洗，因为药剂化学清洗比较彻底。& W+ m r0 |8 N5 f! I: R
六、有关药剂使用期间的服务% q" q2 H( ^/ r1 p! ^, `2 k
在使用我方反渗透药剂处理反渗透系统期间，对我方将对贵厂反渗透系统进行全方位保运技术服务，运行过程中我公司承诺：
+ |% H5 b; v; q（一）我们能保证双膜法污水处理在贵公司的顺利进行，前提条件是对我们方案的合理化建议必须执行；
! A# D- I) A' ]* S（二）对反渗透系统运行期间出现的各种问题进行分析，帮助用户完善在运行过程中不合理的工况条件，提供可行性建议和方案；
+ V& c; R6 v& n6 |" y0 v（三）运行初期，我方每天有技术人员在现场对运行数据进行分析调控，以保证药剂及处理方案的顺利转变；/ x* ~- v( A% y0 w' z% N
（四）正常运行期间，我方每周电话与现场技术人员进行沟通及数据反馈，及时将运行状况掌握并进行分析，将可能出现的问题在第一时间内解决处理；
7 {8 t" e: @2 z( E（五）我方每个月定期到现场技术回访一次，将运行情况及时总结，对下一步的工作做出建议；- L, ]2 K9 n4 n9 f3 F" Q( ~ g, T （六）现场出现问题，现场有需求的情况下，我方保证24小时之内到现场，并根据具体情况采取相应措施将问题妥善解决，力争不耽误生产正常运行；3 Q$ d4 L# q" v6 _ （七）不可避免地随着运行时间的延长，反渗透系统需进行清洗处理。7 L( ?$ V! `) J2 T0 ^/ V 如因乙方产品质量或运行加药方案而引起的问题，乙方承担全部责任，进行免费清洗恢复。3 Q) P4 f0 b0 x0 b8 o 如因其他因素引起的问题，乙方提供技术支持，协助解决。 - j; P& \; Q0 M4 `如遇特殊情况，需要采用离线清洗，我方可提供替换膜，费用双方协商解决。 1 W- Q) P" K; \4 c- C（八）根据水质及实际运行条件的变化，及时对药剂配方、投加量及投加方式做出调整，以保证生产的正常稳定运行；1 `" h! w6 D1 d/ ^7 M# P. }% K" f
（九）针对现场运行，及时提出合理化建议，并可提供培训交流。
0 F! @) [& k, N& A7 ?7 [（十）以优惠价格提供反渗透系统的备品配件。0 e; Q: M9 w. ^1 |9 ?* c( t/ G
由于现场的运行状况是千变万化的，可能要出现各种各样意想不到的问题，所以方案是不断完善的，这需要贵方的大力配合，双方共同完成。
4 H" ~! ], N9 O. j4 W, F& T现场具体操作人员应与药剂供应商密切联系，随时发现问题，随时采取措施解决问题，保证贵公司的反渗透膜系统长周期的安全运行。