納濾、反滲透膜簡介
NF的作用:主要是去除超濾單元不能去除的不可降解有機物、部分總氮、色度、二價離子等。
反滲透 RO：反滲透是最精密的膜法液體分離技術，它能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100 的有機物，但允許水分子透過，脫鹽率一般大于98%。它們廣泛用于海水及苦咸水淡化，鍋爐給水、工業純水及電子級超純水制備，飲用純凈水生產，廢水處理及特種分離等過程
RO的作用:實際運行過程中若原水的C/N比不能滿足去除總氮的要求，外加碳源有沒有及時供給時，因硝酸鹽氮的影響 NF出水總氮就不能達標，這時需要有一最后把關單元，一般采用 RO處理單元，RO單元可保證出水總氮、COD等全部指標達標
2. 過濾機理
納濾、反滲透膜具有以下三種特別的機能。
(1)過濾機能：半透膜中有眾多的微孔以便水分子通過。這些微孔的直徑為微米， 與水分子的直徑相當。最小的細菌和病毒的直徑分別是和微米。殺蟲劑666的直徑約為 微米。因而，這些污染物和其它生物污染物以及眾多的有機污染物均不能通過此半透膜，而與純水分離。
鹽類在水中是以水合離子形式存在的，而這些水合離子的體積一般比水分子大10-25倍，因此，除了以上提及的電排斥機能外，膜也可以通過濾機能除去溶解的鹽類。
(2)自我清洗機能：一般的濾水器在除去污染物的同時，也將這些污染物留在了濾水器中。在此后過濾的水都要經過這些污染物，從而對水產生再次污染。同時，細菌也會在濾水器中繁殖，水產生微生物再污染。與此不同，半透膜在凈水過程中將污染物全部留在被排除的濃水中，以實現自我清洗機能。因此，所得凈水就更加可靠，凈水器件的壽命也更長。
3. 納濾、反滲透系統介紹
納濾、反滲透膜元件
我公司納濾、反滲透系統采用的陶氏膜和海德能膜為復合膜。對離子的截留率大小與料液的濃度和組成相關。
主要性能如下：
推薦pH 正常運行：，化學清洗：
耐受溫度：連續運行最高溫度不超過45 oC
納濾、反滲透主要是為去除或者濃縮無機鹽、有機物、氨氮、總氮和重金屬等物質。
納濾、反滲透運行參數
納濾、反滲透設備在標準條件（溫度25oC）下：
? 單只膜的膜通量分別為：
? 單只膜回收率：約12~15%。
? 納濾、反滲透系統的總脫鹽率：40-90 %，反滲透80-98 %
4. 納濾、反滲透術語
1) 脫鹽率
納濾、反滲透膜從源水中脫去鹽分的比率，是膜去除能力的指標。脫鹽率分系統脫鹽率與單只膜脫鹽率，系統脫鹽率指整個系統的脫鹽率，該值與膜本身的性能和系統設計有關；單只膜脫鹽率是膜出廠前的脫鹽率測試值。
2) 回收率
膜產品水量與源水量的比值，是膜的節水指標。膜的回收率可以調節，但回收率越高，濃水側濃度越高，濃水流動速率越低，不利于膜的保護。
3) 膜前壓力
即膜的濾液入水壓力，當透過水量是定值時，是納濾的節能指標。此壓力可通過給水高壓泵后的節流閥調節。
4) 膜后壓力
納濾、反滲透濃水的出水側壓力。可通過濃水排放節流閥調節。
5) 膜的背壓
背壓：納濾、反滲透產水側的壓力。該值越高，用于脫鹽的有效壓力就越低。而且，該值不能太高，一般不能超過，否則納濾膜可能破裂。由此原因引起的膜損壞多發生在最后一支膜。
6) 單位膜面積產水量與總產水量
單位膜面積產水量是膜透水性能的指標，總產水量是膜系統設備每小時的總產水量。
7) 納濾、反滲透脫鹽率、產水量、產水鹽量的影響因素
理論上，溫度越高，膜脫鹽率越低；溫度越高，產水量越高；壓力越高，產水量越高；濃水側鹽濃度越高，產水側鹽量越高。
5. 納濾、反滲透工藝介紹
5.1 工藝流程圖
納濾反滲透工藝流程如圖1所示，采用二段排列方式
圖2 納濾工藝流程圖
注：在這個工藝流程中，超濾的產水進納濾系統，需要注意的是超濾化學清洗（NaClO溶液）后的初次產水要外排一段時間，因為怕產水中有次氯酸根離子，納濾膜易被次氯酸跟等氧化性離子氧化。
5.2 系統操作規程
系統程序 操作規程
運行 開啟閥門V01，V02，V03，V04，V05，V07,V10，V12，V14,V18全開,調節V19和V20
沖洗 兩段一起沖洗 開啟閥門V17，V06，V07，V10，V11，V14,慢開閥
注：如果沖洗水量過大，進二段的水量大于10m3/h，可以適當調節V21，讓沖洗水部分外排
化學清洗 兩段一起清洗 開啟閥門V17，V06，V07，V10，V11，V14，V15循環清洗，清洗結束后開啟慢開閥排地溝
單獨清洗一段 開啟閥門V17，V06，V07，V09，循環清洗，清洗結束后開啟關閉閥門V09，開啟V10，V11，V21排地溝
單獨清洗二段 開啟閥門V17，V06，V08， V14，V15循環清洗，清洗結束后開啟關閉閥門V15，開啟慢開閥排地溝。
注：如果進水水量過大，可適當開啟V13通過回流調節
5.3 系統中主要部件介紹
1) 產水箱
主要作用是在設備用水時能緩沖系統用水，保證系統用水水壓穩定。原水箱內裝有液位計，保證系統安全運行。
2) 進料泵
進料泵采用了液位控制。
3) 加藥系統
用于添加阻垢劑，防止膜被污染。
4) 保安過濾器
保安過濾器的過濾精度為5微米,它作為NF、RO入水進一步去除濁度的精密過濾裝置。
精密過濾器在使用前應先打開頂部的排氣閥，使精密過濾器中的氣體全部排出。運行時觀察在通過定量水時過濾器前后的壓力差：
當出現以下情況時：
1) 當過濾器前、后的壓力差增加時，應考慮清洗或更換過濾芯。
2) 當過濾器前、后的壓力差由高值突然變小時，應考更換清洗過濾器。
5) 高壓泵
高壓泵是主機的一個重要元件，它的作用是給膜輸送足量足壓的水源，其品質的好壞對整機的影響很大。
注意事項：
1) 使用時應保證不得空轉；
2) 不得長期超負荷運行；
3) 應保證電器部分干燥。
6) 慢開閥
防止系統啟動停止時，壓力瞬間增大減小損壞膜組件。當系統啟動時，高壓泵啟動慢開閥緩慢打開進水壓力平穩上升，系統平穩運行。當系統同停止時，慢開閥緩慢關閉壓力平穩下降后高壓泵停止運行。
7) 泵后調節閥
安裝于泵后膜前的節流閥主要作用是調節、控制膜進水流量，它和濃水調節閥的配合使用可以調整膜管內壓力和供水量。
8) 納濾、反滲透膜殼
保證膜有一個正常壓力的封閉性工作環境。
注意事項：在安裝時，應在O型橡膠圈上涂上一層甘油，以方便安裝拆卸。
9) 納濾、反滲透膜
納濾、反滲透膜是膜系統的關鍵部件，對設備的產水量和品質起決定性作用。它主要是以壓力為動力，結合膜的本身特性把其他微量分子從水中分離出來，從而達到合格產水的目的。
建議事項：若不是因為溫度和壓力的因素而引起的產量逐漸減少10%以上 ，對膜進行化學清洗。
安裝膜元件時請對照納濾膜殼上的水流走向標識與納濾膜水流走向標識相一致。
10) 電導率儀
電導率儀主要作用是顯示運行時進水和產水的的電導率情況。
注意事項：請不要用強酸堿液清洗，以免損失電極造成誤差。
11) pH溫度儀
觀測進水的溫度和PH的情況，發生異常情況后，既是對進水進行調整。
12) 濃水調節閥
濃水調節閥的主要作用是調節膜殼內壓力，從而調節產水和濃水的比例，通常和節流閥配合使用。
注意事項：任何時候都不要將其全部關閉，以防膜殼內壓力突然升高而對膜造成不可恢復性損壞。
13) 沖洗電磁閥
降低膜殼內壓力，讓濃水大流量快速通過，達到沖洗膜的目的。
14) 產水流量計和濃水流量計
其作用是計量產水和濃水流量，通過讀數可以直觀地看到純水和濃水的比例，以利于調整系統狀況。
15) 精密過濾器濾前和濾后壓力表實驗室純水設備
濾前壓力表主要顯示源水進入保安過濾器前的壓力。濾后壓力表主要顯示源水經過保安過濾器后的壓力和源水進入泵前的壓力。
16) 膜前、膜后和段間壓力表
膜前壓力表顯示水進入膜時的壓力。膜后壓力表顯示最后一根膜出口到濃調節前的壓力。段間壓力表顯示一段和二段之間壓力。調整設備運行參數時，應以膜前壓力表為依據調整系統壓力。
6. 納濾、反滲透設備操作規程
NF/RO膜元件安裝
NF/RO膜元件安裝一般包括以下幾個步驟：
（1）檢查上游管路及進水水質
確保管路連接完好無誤，管道中無碎屑及其他有害雜質，一般還需要滅菌操作，以免殘留的細菌、微生物在管道及UF膜組件中滋長。
水質重點檢查進水的濁度或SDI值、PH值和細菌、微生物、余氯等項目。保證符合NF/RO設計技術要求。
（2）壓力容器編號，填寫膜元件安裝表格。
壓力容器編號示例：
填寫膜元件安裝表格示例：
（3）壓力容器的清洗與潤滑
a、用水沖洗壓力容器，保證壓力容器表面清潔無雜物。
b、用海綿清洗壓力容器內部，進一步出去壓力容器表面污物。
c、用海綿沾取50%甘油水溶液潤滑壓力容器內壁，便于推動膜元件。
如下圖示例：
（4）安裝濃水端端板
止推環及、手榴彈和濃水端板如圖所示：
（5）膜元件的準備
a、打開包裝，小心取出膜元件置于潔凈平整處；
b、檢查膜元件產水中心管內部鹽水密封圈位置和方向是否正確；
c、標明安裝示意圖，記錄膜元件序列號；
d、潤滑連接“O”型圈和產水中心管內壁。
如下圖示例：
（6）安裝
a、將第一支膜元件（壓力容器末端最后一支）從進水端放進壓力容器；
b、將潤滑后的連接頭插入進水端元件產水中心管內；
c、檢查鹽水密封圈并潤濕；
d、繼續安裝元件。
如圖示例：
（6）調整膜元件在壓力容器內的軸向間隙
a、使用合適的工具推入膜元件；
b、安裝調整間隙片以保證內接頭與最前面和最后面元件均能牢固地接觸密封。
如圖示例：
（7）安裝進水端端板，進行壓力容器密封
a、安裝端板卡環；
b、安裝彈簧片。
如圖示例：
納濾、反滲透系統的控制
納濾系統設備都采用手動/自動控制模式。實驗室純水設備 當系統運行時，發生意外按下急停按鈕系統將停止工作。
（1）手動控制模式
設備的啟動、停機、沖洗均由操作者完成。把開關放到手動位置，打開確認開關設備開始運行。
（2）自動控制模式
當系統運行時發生原料箱水位低、進水壓力高時系統將自動停止。
設備起動的準備
1） 檢查各管路，應按工藝要求連接，各閥門開關狀態良好。
2） 檢查全部儀表應安裝正確并已經過校準。
3） 核對聯鎖、報警、控制參數和接點已經正確的設置和整定。
4） 首先檢查源水、供電是否正常，打開源水閥門，電箱內三相空氣開關，打開系統‘電源開關’，檢查個用電單位運行狀態。
5） 沖洗，打開系統‘電源開關’、NF‘系統啟動開關’，待主機進行35秒慢沖洗后，啟動高壓泵進行沖洗，沖洗時把濃水調節閥完全打開；大約沖20分鐘，把管道和水箱全部沖洗干凈排掉廢水。
設備開機運行
1）打開設備總電源開關。
2）打開系統電源開關及各用電單位開關，控制面板的電源指示燈亮，PLC控制器開始運行，系統的水位、壓力檢測信號有顯示。
3）選擇設備運行方式（自動/手動）后，開啟設備。設備開啟順序：原水泵、高壓泵、計量泵、慢開閥。當設備運行1~2小時候開大濃水調節閥，沖洗30~60秒。
進水閥、產水閥、濃水閥、濃水調節閥常開。
開機注意事項：
本設備有源水低壓保護，當因源水供水不足致使停機，重新啟動之后，請認真重新調整系統各運行指標參數； 任何時候，都不要將濃水調節閥、濃水排放閥完全關閉。
關機
系統關機順序：慢開閥、計量泵、高壓泵、增壓泵、進料泵。
長期關機：
1) 如須長期關機請觀關閉系統電源開關。
2) （檢查各壓力表是否歸零。
3) （擦干電器設備和元件上的水跡。
4) 在系統內加保護劑。添加方法如下：
a短期停機
a) 短期保存方法適用于系統停機5~15天。
b) 用清水沖洗納濾系統，同時注意將氣體從設備中全部排空
c) 將壓力容器及相關管路充滿水后，關閉相關閥門。防止氣體進入系統。
d) 每隔1~2天按上述方法沖洗一次
b長時間停機
a) 此方法用于系統停機15天以上，膜元件扔安裝在壓力容器中。
b) 系統停運前首先進行化學清洗，通過清洗最大限度去除運行中積累在膜組件內的各種污染物，因為運行中積累的污染物，在長期停運后會更難清除。
c) 用清水配置1%濃度的亞硫酸氫鈉殺菌劑，并用殺菌劑循環沖洗納濾裝置
d) 當殺菌劑充滿系統后，迅速關閉裝置全部閥門使殺菌劑保留于系統中，此時應確認系統全部充滿。并每周在產水側取樣檢查膜內PH值，當PH=3時需更換保護液。
e) 在系統重新投入使用前，用低壓沖洗一小時，然后用高壓沖洗系統5~10分鐘。無論低壓沖洗還是高壓沖洗時，系統產水排放閥應全部打開。在恢復系統正常運行前檢查并確認產品水中不含有任何殺菌劑。
7. 設備的維護
7.1 保安過濾器的濾芯更換
當過濾器兩端壓力差大于時，應該更換過濾芯。
7.1.1 精密過濾芯的更換
將過濾器的進水閥門關閉；
將過濾器上封蓋上的排氣閥打開，進行排氣；打開排污閥進行排泥。
更換濾芯，據污染情況進行處理；
將過濾器復位；
7.2 納濾、反滲透膜的清洗
7.2.1 納濾、反滲透膜元件的污染物
在正常運行一段時間后，實驗室純水設備膜元件會受到在給水中可能存在的懸浮物質或難溶物質的污染，這些污染物中最常見的為炭酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機或生物沉積物。 污染物性質及污染速度與給水條件有關，污染是慢慢發展的，如果不在早期采取措施，污染將會在相對短的時間內損壞膜元件的性能。定期檢測系統整體性能是確認膜元件發生污染的一個好方法，不同的污染物會對膜元件性能造成不同程度的損害。
具體見下表：納濾系統故障一覽表
故障種類 可能發生位置 壓降 產水壓力 鹽透過率
金屬氧化物 一段最前端膜 迅速增加 迅速增加 迅速降低
膠體污染 一段最前端膜 逐漸增加 逐漸增加 輕度降低
難溶類鹽污染 末端最末端膜 適度增加 輕度增加 一般增加
聚合硅沉積物 末端最末端膜 一般增加 增加 一般增加
生物污染 任何位置通常前端膜 明顯增加 明顯增加 一般增加
有機物污染 所有段 逐漸增加 增加 降低
阻垢劑污染 末段最嚴重 一般增加 增加 一般增加
氧化損壞 一段最嚴重 一般增加 降低 增加
水解損壞 所有段 一般降低 降低 增加
磨蝕損壞 一段最嚴重 一般降低 降低 增加
O型圈滲透 無規則 一般降低 一般降低 迅速增加
膜外殼破損 無規則 可能降低 可能降低 可能增加
膜卷突出 兩端膜元件 明顯增加 明顯增加 迅速增加
說明：必須確認污染原因，消除污染源
7.2.2 污染物的去除
污染物的去除可通過化學清洗和物理沖洗來實現，有時亦可通過改變運行條件來實現，作為一般的原則，當下列情形之一發生時應進行清洗。
1) 在正常壓力下如產品水流量降至正常值的10～15%。
2) 為了維持正常的產品水流量，經溫度校正后的給水壓力增加了10～15%。
3) 產品水質降低10～15%；鹽透過率增加10～15%。
4) 使用壓力增加10～15%。
5) NF各段間的壓差增加明顯。
7.2.3 納濾膜、反滲透的清洗方法：
依據陶氏手冊中的清洗方法
納濾清洗溶液
溶液1
%檸檬酸pH=2清洗液。對于去除無機鹽垢，金屬氧化物/氫氧化物及無機膠體十分有效。
注意：檸檬酸具有很好的螯合性，不能用氫氧化鈉調解pH值。
溶液2
無機垢污染嚴重，可以選擇用HCl清洗，調節pH=。
溶液3
NaOH和%Na—EDTA調PH=11。專用于去除硫酸鈣垢 和輕微至中等程度的天然有機污染。
Na—EDTA是一種具有螯合性的有機螯合清洗劑，可以有效去除二價和三價陽離子和金屬離子。
溶液4
質量分數%氫氧化鈉和%十二烷基磺酸鈉（SDS）高PH(PH=混合液。用于去除天然有機物污染，無機/有機膠體混合污染物和微生物污染。SDS是一種陰離子表面活性劑型的清洗劑。
納濾膜、反滲透的清洗方法
確定清洗液前對污染物進行化學分析是十分重要的，對分析結果的詳細分析比較，可保證選擇最佳的清洗劑及清洗方法，應記錄每次清洗時清洗方法及獲得的清洗效果，為在特定給水條件下，找出最佳的清洗方法提供依據。
納濾、反滲透膜元件的化學清洗步驟
（1） 根據污染物選擇清洗劑。用膜產水作溶劑，配制相應規定濃度、規定量的清洗液。應確保在進入元件循環之前，所有的清洗化學品得到很好的溶解和混合。
（2） 確保管路閥門開、閉正確。
（3） 開清洗泵，低流量輸入清洗液，到膜元件中原水全部被排放為止。
（4） 當原水被置換掉后，管路中就應該出現清洗液，讓清洗液循環返回清洗液水箱。循環清洗液時及時添加藥品，保證清洗液不發生變化。
（5） 浸泡。停止清洗泵的運行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡時間30分鐘。為了維持浸泡過程的溫度，可采用很低的循環流量。浸泡時間隨污染嚴重程度而定，對于重度污染，浸泡3-6小時足夠。
（6） 高流量水泵循環，一般循環30分鐘。高流量能沖洗掉被清洗液清洗下來的染物。
（7） 沖洗。一般浸泡30分鐘，循環30分鐘。循環3次后用清水沖洗清洗液，直到清洗被完全排到為止。
（8） 重新啟動系統。必須等待元件和系統達到穩定后，記錄系統重新啟動后的參數，清洗后系統性能的時間取決于原先污染的程度，為了獲得最佳的性能，有時需要多次的清洗和浸泡步驟。
注：
1. 在任何情況下不要讓帶有游離氯的水與復合膜元件接觸，如果發生這種接觸，將會造成膜元件性能下降實驗室純水設備，而且再也無法恢復其性能，在管路或設備殺菌之后，應確保送往膜元件的給水中無游離氯存在。在無法確定是否有游離氯時，應通過化驗來確證。應使用亞硫酸氫鈉溶液來中和殘余氯，并確保足夠的接觸時間以保證反應完全。
2. 在清洗溶液中應避免使用陽離子表面活性劑，因為如果使用可能會造成膜元件的不可逆轉的污染。
8. 納濾、反滲透設備常見故障及處理方法
故障現象 故障原因 處理方法
低壓保護啟動 1. 原水壓力較低
2. 精密過濾芯堵塞嚴重
3. 電路控制出錯
4. 低壓開關設置出錯 1 提高原水壓力
2 沖洗或更換精密過濾芯
3 檢查低壓保護控制電路
4 重新設置低壓開關
高壓泵不啟動 1 低壓保護
2 高壓保護
3 中間水箱水位開關控制
4 純水箱水位控制
5 電源發生故障
6 電源控制箱發生故障
7 電機損壞
8 高壓泵軟啟動器過熱保護 1 檢查并排除故障后啟動
2 檢查并排除故障后啟動
3 待中間水箱水位適合時啟動
4 待純水箱水位適合時啟動
5 檢查電源排除故障
6 檢查電源控制箱并排除故障
7 維修或更換實驗室純水設備電機
8 待電機冷卻后關斷電源復位
納濾膜、反滲透前壓
力較低 1 高壓泵反轉
2 高壓泵發生故障
3 高壓泵前水量不足
4 高壓泵后閥門調整錯誤
5 高壓泵旁通閥調整錯誤 1 調換高壓泵的相線
2 檢查高壓泵
3 參看‘原水壓力不足故障’
4 重新調整高壓泵后閥門
5 重新調整高壓泵旁通閥
納濾、反滲透出水水質與標準不符 1 原水水質發生變化
2 濃水反饋流量太大
3 原水溫度升高
4 納濾膜堵塞
5 在線水質檢測儀發生故障 1 檢查原水水質
2 減少濃水反饋流量
3 降低原水溫度
4 清洗或更換納濾膜
5 維修或更換在線水質檢測儀
納濾、反滲透出水水量與標準不符 1 原水溫度較低
2 濃水排放量太大
3 納濾膜堵塞 1 升高原水溫度或降低純水流量
2 減少濃水排放量
3 清洗或更換納濾膜
濃水高壓瀉流 1 納濾膜、反滲透前壓力太高
2 濃水瀉流電磁閥發生故障
3 電路控制發生故障 1. 檢查故障原因（參考高壓保護）
2. 維修或更換電磁閥
3. 檢查電路控制
納濾、反滲透出水水量突然降低且膜前壓力下降，膜后壓力下降 1濃水控制閥調整錯誤
2高壓泵后閥門調整錯誤
3高壓泵旁通閥調整錯誤 1調整濃水控制閥門
2重新調整高壓泵后閥門
3重新調整高壓泵旁通閥實驗室純水設備
故障現象 故障原因 處理方法
原水壓力不足，水量不足 1 原水箱水位過低
2 原水泵進出水口閥門錯誤調整
3 原水泵故障
4 有個別預處理控制器未處于工作狀態 1原水箱注水調整水位
2重新調整閥門
3維修原水泵或更換原水泵
4調整該預處理控制器處于工作狀態
高壓泵啟動后，過濾前后壓力正常，但泵后無水或水量、壓力不足 1入水電磁閥故障
2高壓泵泵體內有氣體
3高壓泵電機反轉 1參看電磁閥故障及分析
2對高壓泵泵體內進行排氣
3調整高壓泵電機電源線
高壓泵啟動后，過濾前壓力正常，但過濾后壓力異常 1過濾器濾芯堵塞 清洗過濾器濾芯或更換過濾器濾芯
納濾、反滲透膜前壓力正常膜后壓力過低濃水流量過低而純水流量下降不明顯 1濃水反饋量過多
2納濾膜污堵 1調整濃水反饋閥門
2 參看NF故障分析表
納濾、反滲透出水水質突然超標數倍且水量維持不變或大量增加 1納濾膜污堵
2壓力容器密封O型圈損壞 1參看納濾膜清洗
2 檢查壓力容器密封O型圈
純水設備，實驗室純水設備，蘭州去離子水設備，蘭州水處理設備，超純水設備，醫用GMP純化水設備。銀川純水設備。
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