反渗透膜系统的问题诊断与采取措施

反渗透膜系统是一种标准的水处理技术，多年来逐渐得到越来越多的认可。便捷的设计程序，有用的宣传资料和认知水平的提高使这项技术变得更加普遍。例如，如今反渗透技术已不再局限于工业用水处理的设施，也应用于家庭的自来水处理。

但是无论在何种应用中，膜过滤过程中所发现的基本问题都没有改变，即：

脱盐率下降

过滤性能降低（流量减少或压力更高）

在出现此类问题时，首先要明确水质或温度是否发生了变化。为了更便于查找问题，记录温度、流量、压力、产量和电导率等基本参数很重要。另外，测量不同水浓度前后的压力损失也很有帮助。

对这些数据进行标准化，即数据要与标准情况相比较，以便评估性能变化是由于系统还是流量参数改变而引起的。为此，膜制造商会免费提供计算表格。此外，检查测量设备、阻垢剂投加装置和离子交换系统等设备部件是否正常运行也至关重要。

如果在标准化条件下，数据偏差如下：

透盐率上升20%（定义：透盐率 = 100%-脱盐率 % ）

流量减少10%

压力降上升20 %以上

则应更仔细地调查导致此类偏差的原因。

通常，小型设备只记录几项测量值，且这些值通常并不是标准化值。在这种情况下，应考虑水温和水中盐含量变化的影响。这时经验法则是，温度每降低1摄氏度，流量减少约3%。

1 问题调查

毫无疑问，调查过程取决于所发现的问题。如果透盐率上升，即脱盐率下降，则表明膜或元件可能出现化学或机械损坏。另一方面，渗透流量减少通常是由于有机、生物或无机污垢所致。下表概述了过滤性能降低的趋势和潜在原因。                          

然而，定位并处理过滤系统中的问题点并不容易。

2 流量增加而脱盐率下降

如流量增加而脱盐率下降，在任何测量值显著升高的情况下，应检查所有膜壳的产水电导率。针对有明显问题的任何一根管道，可以采用“中心管测试方法”来识别哪支膜元件。具体测试包括将软管伸入螺旋卷绕元件的中心管，一直到压力管的末端，然后慢慢地将其拉出，获取软管中的部分渗透液。然后对样品的电导率进行测试。如果某一点的值突然升高，可根据已经拉出的软管长度来确定泄漏的位置。

泄漏可能是由于元件本身损坏或元件之间的连接管损坏导致。

如果所有元件都表现出电导率显著提高和流量增加，则可能意味着永久性损坏。这可能是由于氯等氧化剂和溶剂等溶解了部分聚合物膜所致，或是由于产水侧背压过大引发膜分层所致。

上游元件比下游元件更容易受到氧化的影响。另一方面，膜分层则更容易影响下游元件，因为下游的产水侧背压通常最高。在这种情况下，只能通过元件检验进行最终确定，因为这种损坏无法从外部评估。

流量增加和脱盐率下降是反渗透系统泄漏的两个明确迹象，必须予以补救。通常只能通过更换元件或小部件（如O形密封圈、连接体等）进行补救。

3 流量减少

如果流量减少或所需的压力更大，则表明生成了污垢。污垢可降低脱盐率，具体取决于污垢的生成程度。污垢往往与整个压力管道的压力损失加重有关，因为流动渠道被堵塞。

有机污垢主要导致上游侧管道堵塞，而如果下游侧盐含量较高，可能导致盐沉淀，即无机污垢或水垢。生物污垢可以扩散到整个系统，因此可存在于各个点。

通常可以通过打开压力管来确定污垢的性质。通常只需快速检查，便足以发现有机堵塞物、白色盐晶体或生物质。卸下元件并称重可确定生成污垢的程度。在确定重量之前，必须排水约15分钟。例如，一个通常重约16公斤的8英寸元件突然重量超过17公斤，则可能是由于生成了厚重的污垢。在大多数情况下，及时清洁元件可以恢复性能。可采用碱洗法清除有机污垢或生物污垢，采用络合剂清除酸性区域内的无机污垢。

4 总结

流量显著增加、同时脱盐率下降时一定要视为重大问题，因为这可能是由于膜元件或密封件损坏。一般需要更换损坏的部件。

渗透流量减少通常是由污垢所致。在这种情况下，必须确定污垢的程度和性质，以便选择适当的清洗方法。

如果初步检查没有得出足够明确的结果，则有必要进行膜元件解剖。膜元件解剖可在Mülheim a.d. Ruhr的IWW 水资源中心等相应的机构中进行，包括进行膜元件测试和表面分析。

但归根结底，重要的是测试能否消除过滤性能下降的根源，以确保稳定的过滤过程。