反渗透运行存在问题及解决措施

王胜利    王皓玥     吴浩

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陕西延长石油（集团）有限责任公司油田气化工科技公司

摘  要

油田气化工科技公司脱盐水站以黄河水为原水，经过D型滤池沉淀等处理，水质不稳定、变化大，导致反渗透系统运行波动。针对水质引起的反渗透运行问题，该文介绍了通过改进预处理系统、查找消除设备缺陷、调整药剂投加量等改进措施，最终使反渗透系统运行平稳率得到提高。

关键词：反渗透、存在问题、解决措施

第1章  前言

脱盐水生产装置担负着公司全部脱盐水的供给任务。一级反渗透设计产能为400t/h，共4套，均采用三段14:7:4排列，设计收率87%。二级反渗透设计产能270 t/h，共2套，采用二段15:5排列，设计回收率85%。

1.1脱盐水站工艺流程图

图1-1 工艺流程图

引黄水加PAC沉淀后进入D型滤池，二次澄清后进入脱盐水纤维滤器去除大颗粒悬浮物和胶体后进入超滤系统，去除有机物和微生物后进入一级反渗透系统进行一级脱盐，提取电导率小于100μs/cm的淡水。一级反渗透产水再经二级RO增压泵送至二级反渗透提前小于50μs/cm的淡水经除碳器降低CO2气体后送入混床精脱盐，生产出电导率小于0.2μs/cm的二级除盐水。

1.2反渗透工作原理

把相同体积的稀溶液和浓液分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。

第2章  反渗透存在问题

2.1 两组RO电导率高

反渗透存在单支膜壳电导率较高现象，单支膜壳淡水电导率60.4us/cm以上。

2.2 自控程序有缺陷

一级RO的自动运行步序中，RO开机冲洗时间较短，仅为40秒左右，不足以冲洗彻底。

第3章  反渗透问题分析

对日常运行数据进行对比、分析，查找运行中存在的问题。

3.1 RO4组运行数据记录

表1-1 4组一级RO运行数据

RO编号	进水水温(℃)	进水电导(μs/cm)	产水流量(t/h)	浓水流量(t/h)	产水电导(μs/cm)	进口压力(Bar)	段间压力(Bar)	浓水压力(Bar)
B	9.9	1030	86	25	60.4	8.1	7.3/6.5	5.6
C	9.9	1030	75	23	33	8.1	7.2/6.4	5.36

由上表可以看出，B组RO和C组RO产水电导偏高，B组RO脱盐率只有94%，很显然明显偏低。

3.2 检测RO单支膜电导率

3.2.1 B组RO运行分析：

表1-2 B组运行数据

膜壳编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
产水电导	8	999	30	10	4	2	8	2	2	8	2	2	8
膜壳编号	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
产水电导	2	4	8	2	2	7	2	4	230	30	25	42

上表可知，B组RO系统2#膜壳和22#膜壳产水电导异常，需检查O型圈情况。

3.2.2 C组RO运行分析数据：

表1-3 C组运行数据

膜壳编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
产水电导	12	4	8	123	4	8	4	4	8	4	4	9	5
膜壳编号	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
产水电导	4	10	4	7	10	4	4	10	25	41	25	27

上表可知，C组RO系统4#膜壳产水电导异常，需检查O型圈情况。

  

图2-1 “O” 型圈对比图

3.2.3 电导率高的原因分析

由表1-1、1-2、1-3，图3-1对比分析可知，B、C组因为“O”型圈缺失导致反渗透膜元件污堵严重，充分证明了配件损坏对膜元件的影响是严重的。

3.3 目前反渗透自控步序

3.3.1 一级RO启动/停止步序

表2-1 自控启动步骤

第一步	打开产排阀、浓排阀、进水阀、开启RO给水泵，还原剂泵、阻垢剂泵
第二步	关闭一级RO浓排阀、一级RO产排阀、启动一级RO高压泵一级RO正常运行

表2-2 自控停机步骤

第一步	RO运行6小时后，高压泵停，时长10秒、停阻垢剂泵
第二步	打开浓排阀、产排阀，加非氧化杀菌剂，低压冲洗10分钟
第三步	关闭RO给水泵，关闭RO进水阀;启动RO冲洗泵, 停RO冲洗泵、关闭浓排阀、产排阀

3.3.2 自控步序分析与讨论

由上表2-1,2-2可知：运行步序中，RO开机冲洗时间短，40秒的冲洗水量无法将膜壳内空气完全排空，当高压泵启动时，膜元件内空气会受到挤压爆破，易损坏膜表面的脱盐层从而损伤膜元件，导致反渗透产水电导上升。目前已出现产水防爆膜破裂现象。

第4章  结果分析及解决措施

4.1 膜电导率高的结果分析及解决措施

对于产水电导较高的B、C组反渗透系统，打开膜壳两侧端盖，检查看适配器O型圈的完整性进一步进行检查其他。如O型圈有损坏或变形则应更换。

4.1

.1 检查结果分析

a)检查RO:B第二支膜元件，拆开密封板发现进水端适配器断裂，造成电导率高，更换适配器后正常，见图3-1。。

b)适配器“O”型圈缺失一个，安装不当造成“O”型圈损坏，见图2-1。

4.2 自控步序分析及解决措施

由表2-1,2-2对比和现场观察发现自控程序启停时，RO开机冲洗时间较短，易损坏膜表面的脱盐层从而损伤膜元件，为保护反渗透的膜元件，将一级反渗透的操作步序适当调整，避免膜元件损伤和结垢，造成脱盐率和产水量下降的现象。

4.2.1 自控步序的调整

一级RO启动/停机步序

表3-1： 自动启动步骤

第一步	打开产排阀、浓排阀、进水阀、开启RO给水泵，还原剂计量泵、阻垢剂计量泵；冲洗（5分钟）
第二步	关闭一级RO浓排阀、延时5秒关闭一级RO产排阀、启动一级RO高压泵延时40s；
第三步	时长为30秒以上启动结束，一级RO装置投入正常运行

注：在第三步到第四步，当关闭浓排阀和产排阀之后，再变频启动高压泵。

表3-2： 自动停机步骤

第一步	变频停高压泵、30秒后停阻垢剂加药泵，开水排阀、产排阀，加杀菌剂600秒
第二步	停RO给水泵、关闭RO进水阀，打开低压冲洗进水阀，启动冲洗泵，低压冲洗RO 240秒
第三步	停RO冲洗泵，关闭低压冲洗进水阀，延时10秒关闭浓排阀、5秒后关闭产排阀备用

第5章  结论

5.1 更换适配器和“O”型圈

B 、C组RO:检查更换适配器、膜密封“O”型圈，电导率恢复正常。取样分析运行数据， RO：B组单支膜电导率由999us/cm 降到10 us/cm。RO：C组单支膜电导率由123us/cm 降到7 us/cm，达到了预期目的。

5.2 自控步序的调整

   把自控步序的阀门开关顺序进行调整，增加各阀之间的延时0秒调整为5秒，并把开机冲洗时间调整为5分钟，延长膜元件灌水时间后，以1个月的运行观察，再未发现产水防爆膜破裂现象，有效解决的爆破片破裂故障。

5.3 改进建议

阻垢剂药箱液位需每两小时记录一次；每15对药箱清洗一次，避免微生物的滋生污堵阻垢剂加药泵。 RO进水余氯每四小时监测一次，保证RO进水余氯小于0.05mg/L。每天检测一次RO进水SDI，以SDI＜3为最佳。

参考文献

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[2]郑领英、王学松.膜技术，化学工业出版社 2000

[3]许振良.膜法水处理技术，化学工业出版社 2001

[4]K.Kosutic.B.Kunst.RO and NF membrane fouling and cleaning and pore size distribution variations[J].Desalination: The International Journal on the Science & Technology of Desalting & Water Purification,2002,150(2):.

[5]Sayed Siavash Madaeni.Mansour Kazemi Moghadam.Toraj Mohamamdi.Chemical cleaning of reve.