蘇伊士全數據透析反滲透膜脫鹽率下降的原因

蘇伊士全數據透析反滲透膜脫鹽率下降的原因

在反滲透設備日常運行中，導致脫鹽率下降過快的原因有多種，或可逆或不可逆。

比如：

?進水溫度大幅升高導致脫鹽率下降；

?進水水質惡化導致脫鹽率下降；

?重污染導致膜系統壓力下降，進而導致脫鹽率下降；

?機械破壞，引起內部泄漏，導致脫鹽率下降；

?氧化劑漏到RO內部引起氧化破壞，導致脫鹽率下降。

盡早發現RO系統脫鹽率下降的根本原因，并及時采取相應對策，阻止設備功能進一步惡化，不僅能保障水質安全，而且能降低相關企業的更換成本及運行成本。

如何通過對各種水質數據的分析，盡早推斷出膜是否被氧化，并制定有效措施。

來自R公司的困惑

2012年8月底，R公司來電反映，其RO系統采用GE（注：當時GE水處理業務尚未被SUEZ收購）的AG8040F-400元件，運行3個月，于2012年5月20日進行化學清洗后，發現系統脫鹽率下降很快，希望SUEZ-WTS的水處理專家能幫助分析原因。

專家們根據設備現場的原水水質數據及設備運行數據，開始全面的問題盤查。以下內容將為您還原整個分析過程：

原水水質

在原水水質里，有時隱藏著膜氧化破壞的根本原因，不容忽視。

該公司原水為自來水，含余氯0.7ppm左右，pH為6.8-7.0，進膜ORP達到190-220mV。此余氯水平在見過的自來水中屬于最高級別，在弱酸性環境下，氧化破壞性尤其強烈。當膜很干凈、進水有機物和微生物含量低時，余氯的危險性更強。進膜ORP值顯著高于經驗標準（<150mv）。

系統概況

該RO系統的工藝流程為：自來水→疊濾→袋濾→絮凝→UF→還原劑→阻垢劑→保安過濾器→一級反滲透。UF在反洗時加殺菌劑。RO系統共2套，每套42支膜，PV采用4:3排列，每個PV含6支膜。

運行數據簡要分析

就R公司提供的運行數據，SUEZ-WTS的水處理專家做了認真分析，結果如下。

1

標準化后的產水量總體呈現上升趨勢，而標準化后的脫鹽率則總體呈現下降趨勢，見下圖。這符合氧化破壞發生的規律。第一次清洗前的水量有一定下降，是由于系統發生了嚴重污堵，氧化破壞的現象被暫時掩蓋起來，膜系統一旦清洗干凈，氧化破壞的痕跡立即顯現出來。

2

無論是一段壓差、還是二段壓差均遠高于干凈膜系統的經驗值，見下圖。壓差高意味著膜的進水通道發生了堵塞，里面堆積了污染物。一般一段壓差高，微生物、顆粒物及膠體污堵的可能性大；而二段壓差高，結垢的可能性大。考慮到本系統有濃水循環，一時難以定論污染物是什么，應進一步結合取樣、成分分析等確認污染物類型。

3

在給水溫度穩定的情況下，給水壓力總體呈現逐步下降的趨勢，這也是氧化破壞的現象之一，見下圖。中間第60-80天，給水壓力短暫出現增加，是由于系統出現嚴重污堵。

4

雖然R公司8月底才反映問題，其實氧化破壞從一開始就發生了。下圖是頭兩個月脫鹽率的變化曲線。呈現先上升，而后持續下降的規律。是典型的氧化破壞現象。對于大型工業純水系統來說，在兩個月內脫鹽率下降近0.6%，是十分顯著的變化。

5

R公司的測試結果：二段膜的脫鹽率明顯高于一段膜的脫鹽率，這也是氧化破壞的特征之一。8月23日R公司將一級A套RO膜用舊膜換下帶回公司清洗測試，一段RO膜平均脫鹽率90.8%，二段平均脫鹽率94.7%。因為一段的膜通量比二段的膜通量大，因此進水含活性氯的情況下，一段膜的氧化破壞也嚴重得多，宏觀表現為脫鹽率更差。

結論與對策

基于上述運行數據分析（產水量逐漸上升、給水壓力和脫鹽率則逐漸下降）、結合原水ORP偏高（而pH偏低）及R公司的測試結果，多重證據均指向該 RO膜已經發生氧化破壞這一結論。

且氧化破壞很早就已出現，不幸的是同時伴隨的嚴重污堵，在前一段時間內部分掩蓋了氧化破壞的現象，待到膜系統清洗干凈了，氧化破壞自然表現出來。清洗后，由于失去了有機污染層的保護，RO膜的基體再次暴露在高氧化性的給水之下，氧化破壞再次加速進行，產水量上升、脫鹽率下降、給水壓力下降等現象也就變得非常顯著。

經內部討論和研究，SUEZ-WTS的專家們向R公司提出下述解決方案，請客戶酌情采納，并盡快采取必要措施，以阻止RO膜的進一步氧化破壞。

1

加大還原劑至足夠水平，以確保ORP低于150mv，同時緊密監測RO運行參數變化（萬一ORP不準或錯了，則還原劑應加大到RO參數真正穩定為止）。

2

嚴重污堵的發生說明預處理環節存在致命問題，請予查找解決，確保RO的進水安全。諸如藥劑的兼容性、UF的水質及膜絲完整性、原水的結垢性等。

3

考慮系統污堵嚴重，濃水循環沒有任何意義，建議停止。必要時可降低系統回收率以控制結垢。

4

盡量遵循RO系統清洗三原則（即壓差上升15%、標準化產水量下降10%或標準化透鹽率增加10%），三者任意一個滿足，就應該清洗系統。避免發生膜元件通道堵死，清洗藥劑進不去的致命情況。

RO膜的脫鹽率下降的原因有時很復雜，只有通過完整的數據分析及驗證試驗才能最終定位根本原因，從源頭杜絕問題的發生。我們希望這個實例能給廣大客戶帶來更多的啟發，幫助他們解決系統運營中可能碰到的問題。