某药业有限公司纯化水装置操作指南.docx

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1、颈复康药业集团赤峰丹龙药业有限公司3000L/h纯化水装置（工艺：DRO+EDI）操作指南北京明大创源科技发展有限公司2015年版说 明该操作指南对北京明大创源生产的纯化水装置有效，内容丰富，描述通俗易懂。但是由于制作时间仓促，难免有遗漏及偏差之处，请用户朋友谅解。另，该操作指南仅仅作为参考资料使用，关于具体操作规程及相关技术规范，应该以技术培训期间提供的资料为准。该操作指南可以用作起草相关规程或其他规范时的参考资料。范 围该书包含以下内容：1. 水处理工艺讲解纯化水的处理工艺及原理。2. 水处理常识介绍有关水和水处理的常识，以及水在日常生活和工业生产过程中的重要性。3. 操作及维护介绍该型号

2、纯化水处理装置的操作方法和故障诊断，讲解系统维护，介绍反渗透膜和EDI的原理和使用条件等。4. 附录附录部分提供了水处理中比较常用的几种药剂的配置方法、反渗透膜清洗和保存的方法及EDI操作养护方法。目 录第一章 水处理技术5一水的预处理51水的过滤处理52活性炭吸附处理83树脂软化技术（或添加阻垢剂）8二除盐处理11（一）反渗透技术111反渗透膜的工作原理112反渗透膜分离设备143反渗透设备的进水条件174反渗透的运行与维护175反渗透相关物理量的关系196反渗透技术相关术语21（二）EDI技术221、 EDI过程222、污染物对除盐效果的影响243、 EDI的组件结构244、标准运行条件2

3、55、给水要求256、组件的清洗及维护26第二章 纯化水装置28一、纯化水的工艺流程二、预处理系统281.1原水箱和原水泵281.2列管式换热器281.3多介质过滤器291.3.1运行及冲洗控制291.3.2故障处理291.4活性炭过滤器291.4.1活性炭过滤器的使用301.5软化装置301.6精密过滤器31三、双级反渗透（RO）系统311.1高压泵311.2反渗透主机311.2.1反渗透清洗系统321.2.2反渗透主机的设计参数321.2.3反渗透的检测仪表321.3设备启停331.4自动控制与保护331.5运行工况的调节331.6注意事项33四、EDI系统341、EDI的设计参数342、

4、EDI的检测仪表343、EDI系统运行操作343.1开机准备343.2组件启动353.3关机363.4、自动运行36五、储存与供水系统361、运行监督与维护371.1过滤器371.2精密过滤器371.3快接头漏水371.4指示灯不正常：371.5阀门动作异常382、检修及维护383、故障384、参数表385、系统安全运行警戒线38七、常见故障原因及排除方法39附录421.NaOH的配制及投加422.换热器的使用423.反渗透膜的污染及清洗方法424.膜元件用杀菌剂及保护液445.EDI膜块的保护方法（见EDI使用手册）46第一章 水处理技术在制药用纯水领域，纯化水装置通常由以下几个部分组成：原

5、水箱、原水增压泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器（或阻垢剂添加装置）、保安过滤器（精密过滤器）、反渗透装置、EDI装置、纯水储罐、供水泵、紫外线杀菌器、及换热器（用于巴氏消毒）等。设备的选型和生产工艺是根据用户提出的具体要求（URS），按照2015版中国GMP认证要求制定出周到的技术方案，通过反复论证之后才提供给客户的。由于水在自然条件下含有各种杂质，特别是工业废水的排放、天然水体的恶化等使水中杂质成分非常复杂，因而需要对水中的各种杂质进行去除以达到用水要求。随着科技进步，水处理技术的不断发展，为水的净化工艺提供了更多的选择。本章主要介绍目前常用的几种水处理技术。纯化水处理过程一般分为预处

6、理、除盐处理、储存与供水三个步骤，纯化水不需要进行脱气处理，但必须有消毒和清洗设备。一 水的预处理预处理的目的是使原水经过初步的处理，主要是去除水中各种悬浮物、胶体同时调整水的温度和PH值，以达到后续水处理设备的进水要求。目前常用的预处理工艺主要有：混凝沉淀、多介质过滤、活性过滤、软化（离子交换）或加药阻垢、温度与PH值的调节、保安过滤、超滤等。特殊的预处理工艺还需降低水中金属离子的含量（如铁、锰、铜等）、微生物杀菌、二氧化硅的去除等。下面介绍本水处理系统相关的预处理工艺。1 水的过滤处理如果原水为地下水，多介质过滤器是必不可少的预处理设备，其作用是滤除原水中细小颗粒、悬浮物、胶本等杂质。目前

7、在国内常用的过滤设备是让原水经过多介质（主要为石英砂）的滤层，水中的悬浮物、胶体等杂质被滤料上部滤层截留下来，再通过反洗将截留的杂质冲洗出来以恢复过滤能力。 过滤设备的工作过程1) 过滤 在多介质过滤器里，不同粒径，不同材料的滤料（通常是石英砂、锰砂等）由上到下、由小而大依次排列。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为

8、区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤 。将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水质得到进一步的澄清和净化。过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除，并为滤后的消毒创造了良好的条件。2) 反洗 在过滤器的运行过程中,滤料表面会粘附越来越多的杂质,甚至造成滤料结成泥球,过滤器须定期反冲洗，以恢复过滤器的功能。反冲洗对过滤运行至关重要，如果反冲洗强度较弱或者冲洗时间不够，滤层中的污泥得不到及时清除，当污

9、泥集累较多时，滤料和污泥粘结在一起变成泥球，过滤过程严重恶化；如果反洗强度过大或历时太长，则细小滤料流失，甚至底部卵石错动而引起漏滤料现象，而且耗水量大。较理想的反冲洗操作应该有效、经济且不会产生故障。反冲洗的周期随入水浊度的增加而缩短，要在运行中根据实践经验制定。反冲洗流速一般要高于运行流速，该值需要通过观察反冲效果调速。多介质过滤器运行较长时间时，会有部分滤料被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充或更换滤料。 滤床特性过滤设备中堆积的滤料层称为滤层或滤床，装填粒状滤料的钢制设备称为过滤罐。滤料有粒状、粉状、纤维状多种，常用粒状滤料有石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、柘榴石、陶

10、瓷、塑料球等。过滤设备主要是通过滤料来截留水中的杂质，因而滤料的性能对过滤效果起决定性作用，滤料的主要性能与过滤效果的关系：1) 滤料粒度 滤料的粒径太大，细小悬浮物容易穿透滤层，出水水质差；粒径太小，杂质的穿透能力差，滤层中的污泥局部集中，滤层堵塞快，水流阻力大，过滤能耗高，过滤周期短，所以滤料的粒径必须合适，过大过小均不好。同时滤料的不均匀性对设备的清洗也有影响，因为滤料颗粒差别太大会使反冲洗操作发生困难，如为使冲洗流速达到粗大颗粒松动时，细小滤料可能被水流带出过滤设备而流失。反之，若保证细滤料不流失，必须降低冲洗流速，这时粗大滤料又流化不起来，冲洗效果差。2) 滤层厚度 滤层的厚度过低，

11、水中杂质容易穿透滤层，反冲洗周期短，操作复杂，如果滤层厚度过高，会造成过滤设备体积庞大投资高，同时反冲洗比较困难，所滤层的高度也不是越高越好。3) 滤层的孔隙率 滤层的孔隙是水流通道，又是贮泥空间，过大的孔隙率，悬浮杂质易穿透；过小的孔隙率，则贮泥空间小，过滤周期短，水流阻力大。4) 滤料的排列方式 滤层根据滤料装填种类的数量分为单过滤器、双层过滤器、多介质过滤器，单层滤料过滤器在水流反冲洗水力分级以后，粒径小的滤料在上层，越往下层粒径过大。因此由上而下滤层的截污能力逐渐减弱，水流自上而下地在滤层孔隙间行进过程中，杂质首先接触到的是截污能力最强的细滤料，由于下层滤料比上层要粗，其截留能力不及上

12、层，会造成污泥绝大部分堆积在上层，导致局部阻力增长过快，所以其出水水质差，过滤周期短。双层滤料过滤器或多介质过滤器中的滤料层是密度小颗粒大的在上，密度大颗料小的在下，这种滤床水力反冲洗分层后，密度大的细滤料在底层，密度小的粗料在上层，滤料沿程从粗到细，截污能力沿程渐增，因而实现了整层滤料截污能力与残留杂质除去难度的最佳匹配。这种滤床性能优越，截污容量大，过滤周期长，出水水质好，水头损失增长速度慢，但在实际应用中滤料的层数不是越多越好，层数太多一是设备投资大二是增加反洗的难度，因而需要经济与技术的合理搭配。 过滤设备相关运行参数1) 滤速 单层机械过滤器为8-10m/h，双层过滤器为10-14

13、m/h，多介质过滤器为1-2m/h。2) 反洗 反洗相关条件如下滤层冲洗强度（L/ m2。s）膨胀率冲洗时间(min)单层12-1545%5-7双层13-1650%6-8多介质15-196-73) 气水联合反洗 反洗水气联合清洗时,颗粒相互冲撞和磨擦的作用强烈,因而效率高。气洗强度一般为10-25 L/ m2。S，水反冲洗强度一般为8-16 L/ m2。S。2 活性炭吸附处理活性炭过滤器的作用是去除水中的游离氯和有机物。游离氯可以氧化反渗透膜，对反渗透造成不可恢复的破坏，而有机物不仅是微生物的饵料，而且当其浓缩到一定程度后，可以溶解有机膜材料，使膜性能劣化。由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的

14、比表面积，对水中溶解性的各种有机物有很强的吸附能力，对色度、异味、表面活性剂、合成洗涤剂有良好的除去效果，在去除游离氯时除发生物理吸附还发生歧化反应。活性炭过滤器，是把活性炭作一种滤料，让水以过滤的方式通过活性炭吸附层，水中的杂质从液相转移到固相活性炭的表面上。活性炭过滤器工作过程与多介质过滤器类似，主要技术条件如下： 活性炭过滤器的水流速度 5-15m/h 活性炭过滤器的层高 1000-2000mm，一般不低于1000mm 活性炭滤料 主要采用木质炭，粒径一般为2-3 mm 反洗方式，反洗流速20-30 m/h，反洗时间4-10min，3-6天反洗一次，滤层膨胀率为30-50% 活性炭使用寿

15、命一般为2-3年，饱和炭需再生或更换。 常用果壳活性滤料的比密度为0.43 树脂软化技术（或添加阻垢剂）反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，即原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。浓水浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水源中Ca2 、Mg2 、Ba2 、Sr 2、SiO2 、SO42-、O3-等倾向于产生结垢的离子深度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数，因此会产生严重

16、的结垢。防止RO膜结垢一般采用添加阻垢剂或采用离子交换树脂软化的方法，两种方法的选择主要以产水量和设备使用的领域做选择。一般来说，小水量的净化水设备一般采用软化的方法，大型净化水设备一般采用添加阻垢剂的方法。采用加药阻垢的方法是目前常用的防止反渗透膜污染的一种方法，其设备简单，操作容易，因而一般稍大型反渗透预处理都采用加药阻垢的方法。这种方法是通过延缓盐晶体成长来推迟沉淀过程。大多数阻垢剂还有一定的分散作用，防止颗粒聚集成足以沉积下来的大颗粒，也就是说反渗透浓水中难溶盐来不及沉积在膜表面上，已随浓水排出反渗透设备之外。 阻垢剂的选择1) 常用阻垢剂 许多常用的含有（-COOH）或（PO4）基团

17、分子组成，低分子重量的聚丙烯酸酯分子含有多个（-COOH）基团，它们能极好阻止碳酸盐垢的形成，但作为分散剂作用上有一定的局限性。2) 六偏磷酸钠（SHMP） 它是低成本的阻垢剂，缺点是不稳定，混合溶解困难，如果它每三天不再混合一次，则六偏磷酸盐会水解成磷酸盐，在PH中性或碱性状态下，会与钙离子形成磷酸钙沉淀，该传统阻垢剂已日益被其它阻垢剂代替。3) 有机磷酸盐 它是在SHMP基础上改进，它更稳定，类似SHMP具用稳定和分散作用。但又与SHMP不同，其官能基团相互吸引。4) 高分子量的聚丙烯酸酯 它是最好的分散剂，不过，其阻垢性能方面不如低分子量的聚丙烯酸酯。5) 混合阻垢剂 比单一化学阻垢剂具

18、有的优点是：使用单一化学阻垢剂，如果加入量太大，就可能导致阻垢剂与水中多价阳离子形成结垢析出；而对混合阻垢剂，一种阻垢剂会阻止另一种阻垢剂的沉积，同时每种阻垢剂的单独成分浓度也小一些。 阻垢剂加药量阻垢剂的加药量与原水水质、阻垢剂的类型、水的PH值、温度等有关，因而很难准确计算阻垢剂的加药量，一般原水中投加的阻垢剂量为3-5mg/l,当加药量过大,有的阻垢会在反渗透膜中浓缩后结垢污染反渗透膜,如果药量过小则,难以防止难溶盐在反渗透膜表面结垢。实际应用中一般根据产家的阻垢剂使用说明向原水加适量的阻垢剂。 树脂软化采用钠型软化树脂直接将原水中的钙、镁离子替换为钠型树脂，减小结垢趋势。因为钠的化合物

19、在水中的溶解能力远远大于钙、镁的化合物，所以，许多供热锅炉都采用此方法。相关应用已经比较成熟，但对于大型系统来说，树脂软化的成本要明显高于加药阻垢方式。下列是一吨设备的例子：钠型软化器单位数值树脂利用率2/3罐体直径Dm0.33树脂高度Hm1.50树脂量V=3.14*R2/4*H*1000LL128阳树脂质量M=V*(0.8Kg/L)Kg103阳树脂工作交换总容量Q=V*q(0.9mol/L)mol115工作流量PT/hr1.70给水钙镁含量Sg/T200.00单位时间给水硬度H=PS/50mol7阳树脂再生周期T=Q/Hhr.1711再生时Nacl用量W=(Q*2*0.058Kg/mol)K

20、g13.39Nacl价格￥/Kg0.50每次再生Nacl成本M元6.69每吨水运行成本=M/T/P元/吨0.230.348二 除盐处理除盐处理是水处理系统的主要部分，主要去除水中的各种无机盐离子。目前除盐技术主要有两种：离子交换和膜分离技术。离子交换除盐技术主要是阴阳床和混床等，设备简单，技术成熟，但是树脂再生需要消耗大量的酸和碱，同时还要消耗一定量的纯水，所以采用离子交换除盐一般是原水水质较好，原水供应丰盈的地方采用。膜分离技术主要指电渗析、反渗透（RO）、超滤、纳滤和连续电除盐（EDI）。电渗析由于除盐率低，水量消耗大已经被反渗透技术取代；超滤技术很多地方已经作为RO的预处理取代了传统的多

21、介质过滤器和活性炭过滤器。在当代水处理技术下，反渗透作为基本的除盐方法已经广泛应用，根据用水要求的不同，有时需要使用二级RO除盐处理，即先使用一级除盐设备脱除水中大部分的无机盐离子，再通过使用二级RO进行进一步脱盐处理。反渗透和EDI技术的组合在电厂锅炉补水、电子工业生产用高纯水、科学研究用高纯水、医疗用高纯水和纯化水等生产方面都得到了广泛的应用。下面我们简单介绍反渗透和EDI净水技术。（一）反渗透技术1 反渗透膜的工作原理渗透是一种物理现象，当两种含有不同盐类浓度的溶液用一张半透膜隔开时会发现，含盐量少的一边的溶剂分会自发地向含盐量高的一侧流动，这个过程叫做渗透。渗透直到两侧的液位差（即压力

22、差）达到一个定值时，渗透停止，此时的压力差叫渗透压。渗透压只与溶液的种类、盐浓度和温度有关，而与半透膜无关。一般说来，盐浓度越高，渗透压越高。渗透平衡时，如果在浓溶液侧施加一个压力，那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透，这个渗透由于与自然渗透相反，故叫反渗透（Reverse Osmosis）（参见下页反渗透示意图）。利用反渗透技术，我们可以用压力使溶质与溶剂分离（参见下页净水过程示意图）。反渗透膜的净水功能(1) 电排斥机能：反渗透膜表面的电性可以将溶于水中的正、负带电离子排斥开，而使不带电的水分子在压力作用下透过。因此，经反渗透法净化的纯水不含如铅、砷、镉、汞、铬、钙、镁、钠等各种金属

23、离子，不含如氟、氯、硝酸根、亚硝酸根、硫酸根等各种阴离子和其它所有带电离子。俗称水碱（钙、镁盐类）以及使水产生苦咸味的盐分等等均可以被除去。(2) 超微过滤机能：反渗透膜中有众多的微孔，这些微孔的直径为0.0005微米，与水分子的直径相当， 水分子可以通过。最小的细菌和病毒的直径分别0.2 和0.02 微米，杀虫剂666的直径约为 0.0015 微米。因而，这些污染物和其它生物污染物以及众多的有机污染物包括热源物质等均因不能通过反渗透膜，而 与纯水分离。对于锅炉补给水、 医用注射用水和超纯水等，二氧化硅含量相当重要。反渗透可以提供超微过滤机能除去二氧化硅。离子交换在清除细菌、病毒、热源物质、二

24、氧化硅等方面无法与反渗透相比。 另外，盐类在水中是以水合离子形式存在的，而这些水合离子的体积一般比水分子大10-25倍，因此，除了以上提及的电排斥机能外，反渗透膜也可以通过其超微过滤机能除去溶解的盐类。(3) 自我清洗机能：一般滤水设备在除去污染物的同时，将这些污染物留在其中。在此后过滤的水都要经过这些污染物，从而对水产生再次污染。同时，细菌也会在滤水器中繁殖，对水产生生物再污染。与此不同，反渗透在净水过程中将污染物全部留在被排除的废水中，以实现自我清洗机能。下图简单地说明了反渗透膜的净水过程。2 反渗透膜分离设备1953年美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化，1960年美国加

25、利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出第一张可实用的反渗透膜。从此以后，反渗透膜开发有了重大突破，特别是在水处理领域中得到了广泛的应用，反渗透膜分离设备承担着净化水的工作任务。反渗透膜组件膜组件是反渗透膜分离设备的基本工作单元，一般由膜、支撑物和容器组成。膜组件有平板式、管式、卷式和中空纤维式，而卷式膜组件是目前应用最广泛的膜元件：涡卷式膜元件类似长信封状的膜口袋，开口的边粘结在含有开孔的产品水中心管上。将多个膜口袋卷绕到产品水中心管。使给水水流从膜口袋的外侧流过，在给水压力下，产品水从膜口袋汇入中心管流出。膜口袋内和口袋间夹有织物支撑层，以使水流通过。涡卷式反渗透膜元件给水流动与

26、传统的过滤水流动方向不同，给水是从膜元件端部引入，给水沿着膜表面平行的方向流动，被分离的产品水是垂直于膜表面，透过膜进入产品水膜袋的。如此，形成垂直、横向相互交叉的流向。水的颗粒物质仍留在给水（逐步变浓）中，并被水流带走。 涡卷式膜元件的工艺特点： 结构紧凑，单位体积内膜的有效膜面积较大 制作工艺及安装相对简单 适合在低流速，低力操作 不易污染而易清洗A 反渗透膜反渗透膜是反渗透技术的核心。用作反渗透材料的高分子或其它物质多于几百种，按反渗透膜的材质、成膜工艺和结构可归纳为四类： 非对称反渗透膜 非对称反渗透膜的结构特征是二层结构，上面一层叫致密脱盐层，下面一层叫多孔支撑层。真正起脱盐作用的是

27、致密层最上面厚约0.1-0.2微米的部分，叫活化层。应用最广泛的非对称反渗透膜是醋酸纤维素膜和芳香聚酰胺膜。 复合反渗透膜 复合反渗透膜的支撑层和活化层是分开制备作的，因而可以使活化层做得更薄，从而使膜具有更大的透水量和更高的脱盐率。 动力形成膜 尚无商业产品 荷电型反渗透膜 通过化学反应引入碱性或酸性的活性基团，使膜表面荷电，进一步提高膜性能B 反渗透除盐系统在水处理技术应用中将膜组件与精密过滤器、高压泵、阀、仪表及管路等装配在一起，成为净化水的反渗透膜分离设备。1) 精密过滤器其作用是截留原水中的大于微米的颗粒，以保证反渗透膜不被大颗粒的悬浮物划伤，因为反渗透膜的厚度约为1微米左右，原水中

28、较大的颗粒经高压泵加速后极易划伤反渗透膜表面的脱盐表皮层或可能击穿反渗透膜组件，因而一般反渗透设备前都要安装5微米精密过滤器。2) 高压泵 高压泵的作用是为反渗透本体装置提供足够的进水压力，保证反渗透膜的正常运行。根据反渗透本身的特性，需有一定的推动力去克服渗透压等阻力，才能保证达到设计的产水量。3) 反渗透清洗、冲洗系统 反渗透膜运行一定的时间后都会有不同程度的各种污染，需要合理的清洗液对反渗透膜进行清洗。冲洗系统则是定期对反渗透膜进行冲洗，以保持反渗透膜表面的清洁。4) 相关测量仪表反渗透设备的主要仪表有压力表、流量计、电导率仪，压力表用于监视反渗透膜的运行压降，依此获得膜堵塞状况信息。流

29、量计用于指示产水量和浓水量，依此调节浓淡水比例使反渗透系统达到最佳回收率。电导率仪用以监测产品水水质。5) 自动控制阀门反渗透在给水、浓水、产品水管道设有自动控制阀，对反渗透进行停机保护、反渗透入水高低压力保护、产品水超标自动排放。3 反渗透设备的进水条件以下是美国海德能公司的反渗透膜的设计导则：膜元件进水中氯的浓度ppm是否能耐受细菌的降解进水PH进水温度CAB0.3-1.0不能5-61-35CPA0.1可以4-101-45ESPA0.1可以4-101-45CABCPAESPA 浊度 1NTU SDI值 15分钟SDI值100% Ca+SO4 250ppmBaSO4溶度积100% Ba 50

30、ppbSrO4溶度积100% Ba 2ppm可溶性铁Fe 0.3ppm锰Mn 0.05ppm可溶性硅温度 25ppmTOC2ppm细菌总数10000cfu/ml4 反渗透的运行与维护1) 运行工况的调节反渗透工作压力与流量的调节要通过高压泵后的截止阀、浓水排放截止阀、浓水反馈截止阀。反渗透膜随使用时间的延长性能将下降，请参考膜厂商说明书定期调整。2) 反渗透膜的维护与清洗 污染在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，常见的有碳酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。 污染的防止污染物的性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展起来的

31、。如果不在早期采取措施，污染将会在相当短的时间内损坏膜元件的性能。定期检测系统性能是确认膜元件发生污染的好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。确认污染原因，才能消除污染源。 清洗清洗反渗透膜的目的是清除在反渗透膜上的沉积物，恢复反渗透膜的工作效率 。作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。a 在正常压力下如产品水流量下降正常值的10-15%。b 为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了10-15%。c 产品水质降低10-15%：盐透过率增加10-15%。d 使用压力增加10-15%e RO各段间的压差增加明显。清洗时将清洗溶液以低压力、大流量在膜的高压侧循

32、环，此时膜元件仍装在压力容器内而且需要用专用清洗系统完成此项工作（清洗方法请件附录）。反渗透膜结垢是多种多样的，原因可能是复杂的。不同的污垢应该用不同的清洗液和清洗方法清洗。一般应邀请专业反渗透供应商清洗。 停运保护短期保存是指反渗透停运1-3天以内，采用的方法为用给水进行正常的冲洗和排气；使用1%的亚硫酸氢钠溶液冲洗可以减少生物污染的可能性。长期保存是指反渗透停运30天以上，应使用杀菌剂（0.15%异噻唑啉，1%亚硫酸氢钠或0.1-1.0%甲醛）冲洗及保存。如果温度高于28，每15天使用杀菌剂一次；如果温度低于27，每30天使用杀菌剂一次。 注意事项：a 在源水水质发生变化时，应及时通知设备

33、厂商，以调整设备参数。b 设备短期停运应每天冲洗一遍，防止细菌滋长。c 反渗透膜不可存放在小于零度或高于45度的环境中。5 反渗透相关物理量的关系反渗透膜出水量与温度关系反渗透设备出水量与原水水温有相当密切的关系。一般地说温度每升高一度，同样的反渗透膜在压力不变的情况下，出水量将增 加3-4%。图3 表示了复合反渗透膜产水率与温度的关系。图中25C 时产水率为1.0，12C 时 为0.66。 换句话说，同样数量的反渗透膜，在12C 时出水量是20 吨，在25C 时出水量将为约30 吨。反之如果一组反渗透膜25C出水量20吨， 那么在12C 时将仅为约13.2 吨。 温 度 (C)图3 复合反渗

34、透膜产率与温度关系图反渗透膜出水量与压力关系反渗透设备出水量与加在反渗透膜上的有效压力成正比关系。该有效压力是高压泵压力与原水渗透压的差值。总盐度是1000 PPM 的原水渗透压约0.6 Kg/cm2 。膜生产厂用于测试工业用普通水反渗透膜用2000 PPM 氯化钠溶液。在此盐度下，压力每增加1 Kg/cm2，出水量约增加8。通过增加压力来提供反渗透膜的出水量一般是有限度的。主 要决定于泵、高压管路承压能力和压力容的承压能力。另外在增加压力来提供出水量的同时也减低了反渗透膜的寿命。对于一般 水，压力选择在 8.1-14Kg/cm2 (130200 psi)，特殊情况时可高达17.5 Kg/cm

35、2 (250 psi)。压 力 g/cm2 图4 复合反渗透膜产率与压力关系图(出厂测试压力225psi, TDS=2000 ppm)反渗透膜出水量与使用时间关系对于正常使用的反渗透膜着反渗透膜的使用时间，反渗透膜 的出水量将逐渐减少。这一现象在反渗透膜被使用的前几个月较为明显。值得指出的是，以上现象不包括由于反渗透膜结垢带来产水量的降低。膜使用时间 (月 ) 复合反渗透膜产率与膜使用时间关系图6 反渗透技术相关术语 1) 脱盐率 反渗透从源水中脱去盐分的比率，是反渗透脱盐能力的指标。脱盐率分系统脱盐率与单只膜脱盐率，系统脱盐率指整个RO系统的脱盐率，该值与膜本身的性能和系统设计有关；单只膜脱

36、盐率是膜出厂前的脱盐率测试值。2) 回收率 反渗透产品水量与源水量的比值，是反渗透的节水指标。反渗透的回收率可以调节，但回收率越高，浓水侧浓度越高，浓水流动速率越低，不利于膜的保护。3) 膜前压力 即膜的浓水入水压力，在透过水量是定值时，是反渗透的节能指标。此压力可通过给水高压泵后的节流阀调节。4) 膜后压力 反渗透浓水的出水侧压力。可通过浓水排放截止阀调节。5) 膜的背压 反渗透纯水侧的压力。该值越高，用于脱盐的有效压力就越低。而且，该值不能太高，一般不能超过0.1MPa，更不能高于浓水侧压力，否则反渗透膜可能破裂。由此原因引起的膜损坏多发生在最后一支膜。6) 单位膜面积产水量与总产水量 单

37、位膜面积产水量是膜透水性能的指标，总产水量是反渗透设备每小时的总产纯水量。（二）EDI技术1、 EDI除盐过程 下图表示了EDI的工作过程。在图中，离子交换膜用竖线表示，并标明它们允许通过的离子种类。这些离子交换膜是不允许水穿过的，因此，它们可以隔绝淡水和浓水水流。 离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近,可以使特定的离子迁移。阴离子交换膜只允许阴离子透过，不允许阳离子透过；而阳膜只允许阳离子透过，不允许阴离子透过。在一对阴阳离子交换膜之间充填混合离子交换树脂就形成了一个EDI单元。阴阳离子交换膜之间由混合离子交换树脂占据的空间被称为淡水室。将一定数量的EDI单元罗列在一起，使阴离子交换膜和阳

38、离子交换膜交替排列，并使用网状物将每个EDI单元隔开，形成浓水室。在给定的直流电压的推动下，在淡水室中，离子交换树脂中的阴阳离子分别在电场作用下向正/负极迁移，并透过阴阳离子交换膜进入浓水室，同时给水中的离子被离子交换树脂吸附而占据由于离子电迁移而留下的空位。事实上离子的迁移和吸附是同时并连续发生的。通过这样的过程，给水中的离子穿过离子交换膜进入到浓水室被去除而成为除盐水。 产品水产品水产品水CCACAAOH-OH-H+H+H+OH-(+)正极(-)负极Cl-Cl-Cl-Na+Na+Cl-Na+Cl-Cl-Na+Na+Na+极水给水给水给水极水Cl-, Na+Cl-, Na+Cl-, Na+E

39、DI 除盐过程示意图带负电荷的阴离子（例如OH-、Cl-）被正极（+）吸引而通过阴离子交换膜，进入到邻近的浓水室中。此后这些离子在继续向正极迁移中遇到邻近的阳离子交换膜，而阳离子交换不允许其通过，这些离子即被阻隔在浓水中。淡水流中的阳离子（例如Na+ 、H+）以类式的方式被阻隔在浓水中。在浓水中，透过阴阳膜的离子维持电中性。EDI组件电流量和离子迁移量成正比。电流量由两部分组成，一部分源于被除去离子的迁移，另一部分源于水本身电离产生的H+和OH-离子的迁移。 在EDI组件中存在较高的电压梯度，在其作用下，水会电解产生大量的H+和OH-。这些就地产生的H+和OH-对离子交换树脂进行连续再生。ED

40、I阻件中的离子交换树脂可以分为两部分，一部分称作工作树脂，另一部分称作抛光树脂，二者的界限称为工作前沿。工作树脂主要起导电作用，而抛光树脂在不断交换和被连续再生。工作树脂承担着除去大部分离子的任务，而抛光树脂则承担着去除象弱电解质等较难清除的离子的任务。 EDI给水的预处理是EDI实现其最优性能和减少设备故障的首要的条件。给水里的污染物会对除盐组件有负面影响，增加维护量并降低膜组件的寿命。2、污染物对除盐效果的影响对EDI影响较大的污染物包括硬度（钙、镁）、有机物、固体悬浮物、变价金属离子（铁、锰）、氧化剂（氯，臭氧）以及二氧化碳（CO2）。氯和臭氧会氧化离子交换树脂和离子交换膜，引起EDI组

41、件功能减低。氧化还会使TOC含量明显增加，污染离子交换树脂和膜，降低离子迁移速度。另外，氧化作用使得树脂破裂,通过组件的压力损失将增加。铁和其它的变价金属离子可对树脂氧化起催化作用，永久地降低树脂和膜的性能。硬度能在反渗透和EDI单元中引起结垢。结垢一般在浓水室膜的表面发生，该处pH值较高。此时，浓水入水和出水间的压力差增加，电流量降低。组件设计采取了避免结垢的措施。不过，使入水硬度降到最小将会延长清洗周期并且提高EDI系统水的利用率。悬浮物和胶体会引起膜和树脂的污染和堵塞，树脂间隙的堵塞导致EDI组件的压力损失增加。有机物被吸引到树脂和膜的表面导致其被污染，使得被污染的膜和树脂迁移离子的效率

42、降低，膜堆电阻将增加。二氧化碳可以在EDI膜堆中以HCO3-的形式被除去，但是由于每个EDI膜堆除去离子的总量被限制在一定的范围之内，所以当二氧化碳的含量超过EDI膜堆的清除能力时，将 有部分二氧化碳仍然残留在纯水中，致使纯水电阻率下降。3、 EDI的组件结构EDI主要由以下几个部分组成: （1）淡水室 将离子交换树脂填充在阴、阳离子交换膜之间形成淡水单元。 （2）浓水室 用网状物将每个EDI单元隔开，形成浓水室。 （3）极水室（4）绝缘板和压紧板（5）电源及水路连接4、标准运行条件EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件，其中包括系统设计参数。用于测试组件的水经活性炭、精密过滤器、一级或双

43、级反渗透处理，TDS = 2.54.0 ppm。测试电压和流量按下表各组件范围中间值。5、给水要求以下是保证EDI正常运行的最低条件，为了使系统运行结果更佳，系统设计时应适当提高。l 给水：通常为一级反渗透+软化或二级反渗透来水，一般电导率为1-40S/cm。进水的电导率值是参考性指标，还需要详细的水质报告。l TEA（总可交换阴离子）：小于25ppm，以CaCO3 计。由于进水中所含的 CO2 会转化成HCO3- 或 CO32-，因此TEA（总可交换阴离子）中应包括CO2 的量。l TEC（总可交换阳离子）：小于25ppm，以CaCO3 计。l pH ：6.09.0（最佳电阻率性能对应的pH

44、范围为 7.09.0，但是，在此pH条件下，硬度不能太高）。l 温度： 5-35C。l 进水压力：最大为4bar（60psi）。注意：组件压力损失取决于流量。l 出水压力：浓水和极水的出口压力必须低于产品水的出口压力。l 硬度（以CaCO3计）：最大为1.0 ppm，取决于回收率高低。注意：EDI工艺需要限定进水硬度以免结垢。在进水硬度 0.1 ppm时浓水中需要加盐，而且需要定期清洗。在进水硬度超过0.5ppm时必须事先得到易蒂艾公司的书面确认，否则EDI的质量保证无效。若在超过允许的最大回收率下运行EDI模块，会造成结垢和不可修复的损坏。l 有机物（TOC）：最大为0.5 ppm。l 氧化剂：Cl2最大为0.05 ppm，O3最大为0.02 ppm。l 变价金属：Fe最大为0.01 ppm，Mn最大为0.01 ppm。l H2S ：最大为0.01 ppm。l 二氧化硅 ：一般应小于0.5 ppm。l SDI 15min：小于1.0。l 色度: 小于5 APHA 。6、组件的清洗及维护l 在运行中，如果将较差的给水引进组件，或者电源不足，就会增加维修工作量。l 给水中主要引起结垢的是TOC、硬度和铁。l 给水硬度较高将引