如何提高反渗透膜元件的运行寿命

摘要：除盐水处理车间采用叠片过滤—超滤—反渗透—阴床—混床进行除盐作为锅炉给水，其中反渗透系统是核心装置，膜元件美国进口，价格昂贵，为使反渗透膜长期服役，控本增效，节约费用打破5年的使用寿命大限，我们在膜的运行过程摸索出一套行之有效的保护手段，下文进行了具体说明。

关键词：反渗透膜；运行寿命；余氯控制；还原剂投加

一、反渗透简介

反渗透膜技术是利用压力表差为动力的膜分离技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后转化为民用，膜前广泛用于科研、食品、医药海水淡化以及炼厂软化水处理。

我们所用的反渗透膜孔径小于纳米级，在一定压力下，水分子可以反渗透膜，而原水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过反渗透膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开，反渗透膜一般可以去除掉99%的盐类。

二、如何提高反渗透膜的运行寿命，控本增效的作用

（一）控制原水水质，调整加药，减少故障和降低反渗透膜的清洗频次

保证足够的预处理，定期检测SDI15值，严格控制进水中的SDI值小于3.0，浊度小于0.3NTU；如果水质有变化时，必须做出相应的设计调整。

因广西当地雨季时间较长，在暴雨时期，水库来水水质波动频繁，净水场被迫时常调整混凝剂聚合氯化铝的投加浓度，造成净水场出水铝盐略有波动，反渗透单元前的预处理单元超滤，对于小分子的铝盐截留率不高，致使过量的铝盐与水中的活性硅结合生成硅酸铝在反渗透膜一段二段沉积，造成反渗透膜污堵，因此，必须严格控制聚合氯化鋁的投加，维持低浓度的出水铝盐。

除盐水站加强对来水水质的监控管理，药剂厂家升级药剂方案，采用新一代的反渗透膜阻垢剂PC-1611T进行膜药剂处理。最终六套反渗透膜总清洗次数从原来的40次/年降低到12次/年，不仅减少了频繁的化学清洗对膜元件的损坏，还降低装置的三剂消耗。反渗透进水铝离子浓度低于0.05ppm时，反渗透能够稳定运行。反渗透进水铝离子浓度高于0.05ppm时，反渗透膜容易污堵，产水量快速下降，压差快速上升。

（二）提高员工操作精细度，细致调整还原剂投加量

聚酰胺反渗透膜的化学稳定性主要是指它的抗氧化性和抗水解性能，这即取决于膜本身的化学结构，又与要分离流体的性质有关。因为氧化性杀菌剂对反渗透膜具有非常大的氧化分解作用，使反渗透膜失去脱盐作用。

通常，为防止超滤系统微生物大量繁殖，超滤系统前必须加有一定量的氧化性杀菌剂进行杀菌处理，由于这些杀菌剂在进入反渗透系统时还会有部分残余量，再加上水中含有如溶解氧、双氧水和六价铬等氧化性物质，它们容易产生活性自由基并与高分子膜材料进行链引发反应和链转移反应，造成膜的氧化，影响膜的性能和寿命。

因此需要在反渗透系统前严格投加还原剂的量，对残余的氧化剂进行还原，余氯控制必须保证小于0.05mg/l，这样才能保证脱盐率，延长膜的性能和寿命。因此，反渗透进水水箱的余氯浓度控制在0.1-0.5ppm浓度范围内，保障了杀菌灭藻效果。同时反渗透进水需要投加适量还原剂，主要成分为硫代硫酸钠，投加浓度为2.5ppm左右，有效去除余氯，保证了反渗透进水余氯不超标。

反渗透进水箱余氯，通过对反渗透进水余氯控制情况分析，控制反渗透进水箱余氯浓度为0.1-0.5ppm之间，保证了杀菌效果。控制反渗透进水余氯小于0.05ppm，防止反渗透膜被氧化分解。

（三）严格控制好反渗透膜的运行指标

膜运行前必须保证浓水阀及产水阀全开以低压、低流量的给水排除残留在膜元件及压力容器中的空气；启动前动过调整高压泵变频控制好流量，否则瞬间的高流量和高压力可能会损伤膜元件，而且升压速度不能超过0.07MPa，因为压力上升过快可能导致膜元件机械损伤包括轴向压力过大使膜元件产生望远镜现象。

根据单支膜的水通量，合力调整好一整套膜单元的水通量，严格控制好反渗透膜的浓淡水比例，保证反渗透系统的高脱盐率；严格控制反渗透膜的运行压差，禁止超压运行；当标准化后的脱盐率降低，水通量降低及段间压差升高时，及时进行化学清洗。标准化段间压差上升超过15%，或者产水量下降超过15%时，此时反渗透产水量不能满足生产需求，即可对其进行化学清洗，以恢复反渗透膜性能。

（四）每月对所有反渗透膜单元进行一次在线非氧化性杀菌

每个月15号各套反渗透投加异噻唑啉酮20ppm，投加持续时间为1小时，对反渗透进行非氧化性杀菌。各套反渗透运行至今，未出现微生污染的迹象，杀菌灭藻效果显著。

（五）对停运的反渗透膜进行化学药剂浸泡保护

对于短时间停运的膜单元，每个班组停机冲洗一次或者切换运行，对于装置大检修期间停运的反渗透膜或长期停运的反渗透膜，对系统中的膜元件先进行化学清洗，再利用反渗透产水配制非氧化性杀菌剂异噻唑啉酮50ppm，杀菌液充满系统后，关闭相关阀门使杀菌液保留与系统中，每周对保护液进行化验检测，观察保护液有没失效，如果失效，重新更换保护液。

（六）根据压差变化及时更换保安过滤器滤芯

反渗透单元前的保安过滤器是反渗透膜元件的保护设施，其作用是：（1）渗透在运行时为了防止余氯的进入和反渗透膜的结垢而加入了还原剂和阻垢剂两种药剂，这两种药剂里有可能含有一些颗粒杂质，而反渗透装置运行压力很高，在高压驱使下颗粒杂质进入反渗透膜会划破膜层，造成反渗透膜的物理损害，反渗透产水水质会受到严重影响；这些颗粒物还会污堵反渗透膜，造成反渗透膜段间压差上升反渗透产水量下降，收率低，缩短了反渗透膜的化学清洗时间，所以要加保安过滤器。（2）反渗透单元前的预处理系统超滤膜丝断裂没有及时解决，造成原水进入反渗透膜，原水中的颗粒杂质也会划破膜层。为了防止超滤水箱中的颗粒杂质进入反渗透膜，也要加保安过滤器。

总之加保安过滤器的作用就是保证进入反渗透膜的水质合格，达到对反渗透膜的保护作用、提高反渗透膜的产水量和产水水质，因此，如保安过滤器压差高时，应及时更换保安过滤器滤芯。

三、结论

通过对反渗透单元的长期呵护，不仅延长了反渗透膜的使用寿命，同时减少化学清洗，节约了三剂使用，减少废水排放。同时提高了除盐率，有效的延长了后面阴床、混床的制水周期，一举多得。

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