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1 反滲透系統(tǒng)概述

1.1 化學水處理系統(tǒng)簡介

我廠化學水處理流程：

工業(yè)水 → 曝氣器 → 疊加式錳砂除鐵過濾器 → 弱酸陽離子交換器 → 除碳器 → 軟化水箱 →生水加熱器 → 保安過濾器 → 反滲透 →混床 → 除鹽水箱 →鍋爐補水。

1.2 反滲透系統(tǒng)簡介

我廠反滲透膜元件采用美國陶氏公司的BW30-400低壓復合膜元件，兩段8：4排列，每套72根膜元件，共288根。主要性能考核指標見表一，反滲透膜元件的進水要求見表二。



2 反滲透膜污堵原因分析

2.1 反滲透膜特性及工作原理

反滲透膜是基于仿生學研究的一種半透膜。半透膜是廣泛存在于自然界動植物體器官內(nèi)的一種能夠透過水的膜。嚴格地說，只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的膜稱為理想半透膜。工業(yè)上使用的半透膜多是高分子合成的聚合物產(chǎn)品。當把溶劑和溶液分別置于半透膜的兩側(cè)，溶劑將自發(fā)地穿過半透膜向溶液側(cè)流動，這種自然現(xiàn)象叫做滲透(Osmosis)。如果上述過程中溶劑是純水，溶質(zhì)是鹽分，當用理想半透膜將它們分隔開時，純水側(cè)的水會自發(fā)地通過半透膜流入鹽水側(cè)，鹽水的液位上升，當上升到兩側(cè)出現(xiàn)一定壓力差后，水通過膜的凈流量為零，此時該過程達到平衡，與該液位高度差對應的壓力稱為滲透壓(Osmotic Pressure)。當在半透膜的鹽水側(cè)人為施加一個大于滲透壓的壓力時，水的流向就會逆轉(zhuǎn)，鹽水中的水將流入純水側(cè)，這種現(xiàn)象叫做反滲透(Reverse Osmosis，簡稱RO)。

2.2 反滲透膜污染原因分析

膜是反滲透過程的核心的組件。滲透和反滲透作用都是基于半透膜的通透性，一旦半透膜發(fā)生污堵，膜兩側(cè)溶劑(即純水)的流動將逐漸減弱直至停止，此時膜的產(chǎn)水率、脫鹽率都會顯著降低，甚至快速報廢。

導致反滲透膜性能降低的幾種膜污染有:

(1)水中懸浮物、膠體顆粒等覆蓋和堵塞膜表面及膜內(nèi)。

(2)水中微生物、細菌繁殖產(chǎn)生的菌團和粘膜對反滲透膜造成污堵和生物降解。

(3)水中的微溶鹽在膜表面結(jié)垢造成污堵。

(4)芳香聚酰胺膜的胺基受到氯等其它氧化性物質(zhì)的破壞。

(5)溫度和PH的影響：醋酸纖維素膜的酯基團在高溫及強酸、強堿下水解。

3 反滲透設備管理的關鍵技術

反滲透膜的結(jié)構和材質(zhì)決定了污堵是必然發(fā)生的過程，因此，即使在嚴格遵守膜制造廠給出的各項入口水質(zhì)和藥劑控制指標的前提下，各膜制造廠都只三年內(nèi)的性能指標。我廠使用美國陶氏公司生產(chǎn)的膜元件亦是如此：在嚴格遵守陶氏公司給出的各項RO入口水質(zhì)和藥劑控制指標的前提下，只三年內(nèi)的脫鹽率和產(chǎn)水率。因此，要延長膜的使用壽命，三年后仍維持較高的制水經(jīng)濟性，工作就是研究如何延緩膜污堵的發(fā)生，使之長期保持良好的通透性。

3.1 合理設計原水預處理系統(tǒng)，RO入口水質(zhì)

，合理的原水預處理系統(tǒng)設計是RO進水水質(zhì)的基本技術條件。由表三工業(yè)水源的水質(zhì)分析報告可見，懸浮物、膠體顆粒、微溶鹽等易導致膜污堵的各項指標均在正常范圍內(nèi)，因此，原水預處理系統(tǒng)按照常規(guī)設計多介質(zhì)過濾器，無曝氣和除鐵工藝。我們將水質(zhì)分析報告結(jié)合實際經(jīng)驗進行了深入分析，來水中鐵鋁氧化物雖然不高，但其中鐵離子占比較高、約占90%，F(xiàn)e2+、Fe3+離子形成膠體基團，易引起RO膜的污堵，而且鐵鋁等膠體也對RO膜有不利影響，于是我們提出更改設計，建議改用曝氣+除鐵工藝，得到設計單位的認可，將原設計的預處理系統(tǒng)多介質(zhì)過濾器修改為曝氣+除鐵過濾工藝。

曝氣+除鐵過濾工藝技術成熟、設備簡單、造價不高、運行費用低廉、維護簡便，可以以低廉的成本提高RO系統(tǒng)的使用壽命，從而降低整體制水成本。此外，在預處理階段曝氣+除鐵工藝也利于延長RO后續(xù)混床除鹽系統(tǒng)陰離子交換樹脂的使用壽命(高鐵離子引起陰離子交換樹脂不可逆的污染)。

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