反渗透纯水系统调试要点

文献标识码：A 文章编号:2096-4390(2019)07-0138-03当前我国的水处理行业特别是在纯水设备制造工艺已取得 不需要添加化学品添加剂有效脱除水中98%以上的盐份。目前 了长足的发展，已应用于食品、制药、化工、生活饮用水等领域， 为止，反渗透技术是一种节能，环保，先进的脱盐方式之一。尤其利用反渗透工艺被各行业广泛用于生产锅炉补给水和饮

3反渗透纯水系统结构用水,同时也用来处理废水等等。1950年开始，很多研究人员开 50吨反渗透纯水系统由下列流程设计功能单元组成：原水 始研究通过反渗透或超滤来实现溶液中溶质与溶剂的高效分 箱-多介质过滤器t活性炭过滤器-5 z m保安过滤器f高压 离。其主要的工作机理可以视作是渗透的反向过程，在外界压 泵一＞一级反渗透设备一＞•纯水储备水箱。原水由提供的自来水 力作用下,通过半透膜来将溶液中的溶质隔离在过滤膜之前，溶 或冷却循环水,经过多介质过滤器后,经过活性炭过滤器后,经

剂则从过滤膜流出.最终实现两者的分离。我国学者从1966年 过保安过滤器，进入系统中的一级RO过滤膜，通过过滤膜作用

开始致力于研究反渗透半透膜技术，发展至1980年后，我国的 将水中的杂质以及微生物全部清除。一级产水经过pH调节近 反渗透技术已经取得了一定的成就，经过近30年的研究开发，我 一步脱盐,去除残余离子，降低并得到低于50us/cm的稳定的电 国在常规反渗透膜复合材料等领域均取得了显著性的成就和 导率水平，同时有效去除微生物、T()C等，达到持续、稳定的低 丰硕的成果。电导率、低细菌含量的高标准水质要求。具体功能单元如下：1项目概况2014年我公司为了改进提高产品在有水循环系统提供的

3.1预处理系统预处理系统包括原水泵、多介质过滤器、活性碳过滤器等设

冷却和加热工艺过程中加工质量。为此向母公司申请投资向本 备其相关的管道和仪表。系统全部采用自动控制。原水泵采用

地水处理供应商签订采购引进50吨反渗透纯水系统安装运行 立式离心泵，为系统提供运行动力。多介质过滤器一多介质 项目。该项目实施后改进原有市水的水质提供冷却和加热生产 过滤器通过设计处理流速8-15m/h来更有效的去除大部分大于 过程中由于水质中含有颗粒杂质容易在水循环系统管道中易 10微米的大颗粒物质及降低SDI＜10o介质层是由石英砂层及无 形成水垢重而影响产品在冷却和加热工艺中通过水流体提供 烟煤层组成,加上更细的石英砂从而提高过滤效率,减少透过滤

热量和冷量不均衡产生的产品出现气泡和鱼鳞斑的质量问题。 层的颗粒数量。预处理系统保证出水SDI值(微粒浓度指数)v 该50吨反渗透纯水系统安装运行项目投资金额在150万元左 10。活性碳过滤器去除水中的有机物及余氯。活性碳吸附水中的 右包括主反渗透纯水系统采购和项目现场配置的电气动力线 有机物质，活性碳过滤器通过活性碳的吸附去除水中的余氯。和控制线，水流体管线和压缩空气管线的铺设安装以及系统各

3.2反渗透装置系统处理单元的自控流体控制程序的调试以及整个50吨反渗透纯 反渗透装置系统主要由一级RO系统组成由5“m保安过 水系统整体自控程序的运行和最终的产出纯水交付使用。滤器为R0预前过滤，高压泵和反渗透膜组成。R0预前过滤器

2反渗透纯水系统的工作原理可以防止大于5微米的颗粒物通过，保护RO膜免受伤害。原水

其核心工艺就是利用反渗透原理，我们知道渗透属于物理 在进入下游的部件时，进入R0膜最佳的温度是25七。高压泵 学现象，当水通过半透膜时，会从低浓度侧向高浓度一侧进行 的作用是增加R0的进水压力使之高于水的渗透压。反渗透分

移动,直至最终溶剂达到化学平衡，此时，渗透膜前后的压力差 离技术主要是借助于内部膜组件的半渗透性将水中的杂质去

与渗透压相同，这个过程就是所谓的渗透效应(Osmosis)o反渗 除，此时的半透膜能够使水分通过,但是水中的溶解盐类等物质 透正好相反，就是在较高浓度的一侧增加一个适当的压力，破 则无法通过半透膜。经预处理的原水，首先经过RO处理将其含 坏渗透平衡点，使水份从高浓度一侧流向较低浓度的依次，实现 有的绝大部分离子、微生物等去除,使通过反渗透膜的出水水质 水分的净化。以一定密度的膜为隔离介质，膜两边分别加入不 达到约100us/em的水平，同时有效去除微生物、TOC等,达到持 同密度的溶液，当自来水经过原水泵加压进入预处理时，预处 续、稳定的低电导率、低细菌含量的高标准水质要求。理过程就会将水中含有的绝大部分杂质，颗粒物等过滤掉，然后

3.3清洁和消毒系统对于纯水的水处理流程中的微生物控制始终贯穿于整个处

将这部分处理过的水经过加压泵加压后进入到以R0膜作为隔

离膜，使源水中的水分子在高压下透过RO膜，使溶液中的溶剂 理过程。在整个水系统中，可采用化学消毒可以到达微生物数 (一般常指水)通过反渗透膜穿透性分离出来，水流的方向与渗 量进行控制的目的.透方向相反，使用大于渗透压力的反渗透法进行分离，提纯和浓

3.4反渗透纯水流程控制系统缩溶液。而水中的溶解性物质则被RO膜所截留并随冲洗水排 由PLC+MP277触摸屏人机界面构成，可编程逻辑控制器选 出。利用反渗透技术有效的去除水中的溶解盐，胶体，细菌、病毒、 用西门子公司S7-3OO系列PLC,HMI则采用西门子MP系列 大部分有机物等杂质。反渗透膜的主要分离溶液中的离子范围， 10.4”彩色触摸屏。PW制备系统由PLC、控制模块、变频器、气动2019.07科学技术创新-139-先导阀、电气开关、电气元件 等组成，集中放置在控制柜 内，控制柜安装在制水间

SKID上。通过电缆线和尼龙

软管与制水间内的触摸屏、 搅拌、泵、气动控制阀及各类

仪表相连接，组成完整的控 制系统如图lo

4反渗透纯水系统调试4.1高压离心泵运转速

度调试R0反渗透膜作为高压

运行设备，在高压泵离心泵

启动调试运行时考虑到RO 是一种液分离设备，需要增 加水的压力大于渗透压力

时，使得大流量的水通过反 渗透膜，为了达到除盐效果。 反渗透系统高压泵通过变频

调速控制，利用浓水的压力 与渗透压力之间的压力差值图1反渗透纯水系统人机流程控制界面作为信号反馈给变频器为了保护防止反渗透膜受到冲击降低 高压泵的转速减小泵出口的压力。通常情况下压力差值也可以

调节装在反渗透膜入口的截止阀和装在浓水管道上的压力调

节阀的开度大小。变频器通过改变电源频率从而改变高压离心 泵电机的转速，通过设置例如电机转速，电机功率及输入输出 频率等常规参数。在高压离心泵启动时为防止反渗透膜压力过

大受到冲击需要将加速时间即输出频率从0上升到最大频率 所需的时间。在调试中根据按负载先设定较长加速时间将加速

电流在变频器过电流容量以下，避免过流失速引起变频器

跳闸然后通过启、停电机观察有无过电流,过电压报警再将加速 时间逐渐缩短直到通过调试几次确定出最佳的加速时间。50吨

反渗透纯水系统高压泵选用上海莲盛的型号为LQDL120-7,扬

程为150m,流量为Q=80m7H，最低启动的频率为15Hz：反渗透

膜采用日东海德能CPA3-LD/S7X0712A,设定进水压力值不大 于0.2Mpa,压力在每秒钟升压幅值为0.05Mpa.因此高压泵电机 启动基本频率设定为15Hz.泵运行的最大频率值为45Hz,加速

时间为30s,上述进水压力值的设定对应泵启动运行频率的值可 以满足工艺运行要求。同时在高压离心泵运转速度调试过程中

也对高压泵的电机能启动的最低频率调整加减速时间（如图

2）.对于输出频率，设定频率输入信号偏置等内部参数，满

足泵的低频启动。4.2砂滤调试主要针对如下三种过滤器及其过滤方式进行测试运行：多介质过滤器：是一种压力式过滤器，按照从上到下，由小而大结构方式填 装不同大小的颗粒的滤料,底层为布水器，然后依次为粗砂，中

图2高压离心泵运转变频电气控制柜活性碳过滤器：砂，细砂和无烟煤。原水的悬浮颗粒物质先通过上层无烟煤和

活性碳过滤器去除水中的有机物及余氯。活性碳过滤器内

细砂通过顺水流方向砂子颗粒逐渐减小,这样水中颗粒物按大 装活性碳，炭具有较高的比表面积（5（X）-15OOm2/g）,而且表面存 小逐级逐层截留从而使水得到进一步的澄清和净化，多介质过 在大量的微孔，吸附性能非常强,用于水的净化、脱氯、除油和除 滤器出水SDI值（淤泥密度指数）V5。多介质（石英砂）过滤器调 臭及有机物和余氯。活性碳过滤器出水余氯vO.lppm,活性碳

过滤器调试流程表（表2）。试流程表（表Do-140- 科学技术创新2019.07表1过滤器调试流程表时间设定ADV04ADV08试运行。调节泵的出水压力高于渗透压时通过反渗透膜达到除

ADV06ADV05ADV07ADV16ADV09盐效果。由于高压泵运行是采用变频控制，通过频率设置大小

哋A哋A咙A昵A呢A昵A砂滤A正站阀阀阀的变化控制泵的转速以此来控制出水的压力。当给水（浓水）压 力和渗透压（渗透压随渗透膜的种类和型式不同而变化）之间的

AzK阀产水反删水阀放阀阀开存在压差（AP）,通过模拟量和数量字的转换反馈给变频器与设

运行反洗N/A10~15mi开

置频率参数的大小值相对应，通过频率设置大小的变化控制泵

开开的转速以此来控制出水的压力（如图3）。正洗10^15mi开开气洗开开开开运行軾时间设定ADV12ADV14ADV11ADV13ADV10ADV21ADV15哋BsmB哋B呢B呢B砂滤B正isnA/K阀产水阀反泌水阀如卡放阀阀阀阀运行N/A10\"15mi开开开开反洗图3反渗透纯水系统各功能单元在

调试过程中的参数设置界面开

正洗10~15min开5结论50吨反渗透纯水系统安装运行项目是根据公司提供的原水

水质条件，通过特定的化学以及物理处理来对进入膜纯化系统

气洗10\"15mi开开开开n的原水进行处理,保证原水具有较低的浊度以及游离氯等化学

表2活性碳过滤器调试流程表成分,利用反渗透分离技术是通过膜组件的半渗透性去除水中 的溶解性杂质。该项目投入使用至今大大提高对产品加热和放

ADV18碳滤反洗阀门运行模式时间设定(min)ADV23碳滤入水ADV19碳滤产水ADV17碳滤反洗ADV20碳滤正洗冷对纯水水质的要求保证产品成型的质量。阀运行反洗阀开入水阀排放阀排放阀N/A10~15mi开

开开正洗10~15mi开开

n保安过滤器：保安过滤器用来去除影响RO膜的大于5um的颗粒。保安 过滤器并非自动控制，在过滤器的进出口有压力表来检查保安 过滤器的运行状态。4.3压力桶调试多介质过滤器能有效去除原水中的悬浮颗粒,减低水浊度O 过滤器前后压差由于悬浮物质的污堵会使过滤器的前后压差

增大，当压差超过O.IMPa过滤器必需进行反洗。同样对活性碳 过滤器调试中，通过调整控制水流量去除水中的余氯减少有机 物含量。当压差超过O.IMPa,过滤器必需进行反洗。调试反渗透

系统由反渗透膜（RO）,高压泵及为保护反渗透膜而设置的保安 过滤器组成。在对保安过滤器出水量的调试过程中，保安过滤

器内装有5|xm过滤孔径的滤芯会过滤掉大于5|±m的颗粒杂 质，它会对反渗透RO膜起到保护作用防止RO膜的表面结垢 堵塞。在RO膜运行前,需要对进水水质参数PH值，余氯值和

水温因为任一指标异常或超出范围，可能使RO膜产生变形，会

缩短RO膜使用寿命从而影响岀水水质启动高压泵投入RO膜