纳滤、反渗透膜简介
NF的作用:主要是去除超滤单元不能去除的不可降解有机物、部分总氮、色度、二价离子等。
反渗透 RO：反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100 的有机物，但允许水分子透过，脱盐率一般大于98%。它们广泛用于海水及苦咸水淡化，锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备，饮用纯净水生产，废水处理及特种分离等过程
RO的作用:实际运行过程中若原水的C/N比不能满足去除总氮的要求，外加碳源有没有及时供给时，因硝酸盐氮的影响 NF出水总氮就不能达标，这时需要有一最后把关单元，一般采用 RO处理单元，RO单元可保证出水总氮、COD等全部指标达标
2. 过滤机理
纳滤、反渗透膜具有以下三种特别的机能。
(1)过滤机能：半透膜中有众多的微孔以便水分子通过。这些微孔的直径为微米， 与水分子的直径相当。最小的细菌和病毒的直径分别是和微米。杀虫剂666的直径约为 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均不能通过此半透膜，而与纯水分离。
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，膜也可以通过滤机能除去溶解的盐类。
(2)自我清洗机能：一般的滤水器在除去污染物的同时，也将这些污染物留在了滤水器中。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，水产生微生物再污染。与此不同，半透膜在净水过程中将污染物全部留在被排除的浓水中，以实现自我清洗机能。因此，所得净水就更加可靠，净水器件的寿命也更长。
3. 纳滤、反渗透系统介绍
纳滤、反渗透膜元件
我公司纳滤、反渗透系统采用的陶氏膜和海德能膜为复合膜。对离子的截留率大小与料液的浓度和组成相关。
主要性能如下：
推荐pH 正常运行：，化学清洗：
耐受温度：连续运行最高温度不超过45 oC
纳滤、反渗透主要是为去除或者浓缩无机盐、有机物、氨氮、总氮和重金属等物质。
纳滤、反渗透运行参数
纳滤、反渗透设备在标准条件（温度25oC）下：
• 单只膜的膜通量分别为：
• 单只膜回收率：约12~15%。
• 纳滤、反渗透系统的总脱盐率：40-90 %，反渗透80-98 %
4. 纳滤、反渗透术语
1) 脱盐率
纳滤、反渗透膜从源水中脱去盐分的比率，是膜去除能力的指标。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；单只膜脱盐率是膜出厂前的脱盐率测试值。
2) 回收率
膜产品水量与源水量的比值，是膜的节水指标。膜的回收率可以调节，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
即膜的滤液入水压力，当透过水量是定值时，是纳滤的节能指标。此压力可通过给水高压泵后的节流阀调节。
4) 膜后压力
纳滤、反渗透浓水的出水侧压力。可通过浓水排放节流阀调节。
5) 膜的背压
背压：纳滤、反渗透产水侧的压力。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，否则纳滤膜可能破裂。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
单位膜面积产水量是膜透水性能的指标，总产水量是膜系统设备每小时的总产水量。
7) 纳滤、反渗透脱盐率、产水量、产水盐量的影响因素
理论上，温度越高，膜脱盐率越低；温度越高，产水量越高；压力越高，产水量越高；浓水侧盐浓度越高，产水侧盐量越高。
5. 纳滤、反渗透工艺介绍
5.1 工艺流程图
纳滤反渗透工艺流程如图1所示，采用二段排列方式
图2 纳滤工艺流程图
注：在这个工艺流程中，超滤的产水进纳滤系统，需要注意的是超滤化学清洗（NaClO溶液）后的初次产水要外排一段时间，因为怕产水中有次氯酸根离子，纳滤膜易被次氯酸跟等氧化性离子氧化。
5.2 系统操作规程
系统程序 操作规程
运行 开启阀门V01，V02，V03，V04，V05，V07,V10，V12，V14,V18全开,调节V19和V20
冲洗 两段一起冲洗 开启阀门V17，V06，V07，V10，V11，V14,慢开阀
注：如果冲洗水量过大，进二段的水量大于10m3/h，可以适当调节V21，让冲洗水部分外排
化学清洗 两段一起清洗 开启阀门V17，V06，V07，V10，V11，V14，V15循环清洗，清洗结束后开启慢开阀排地沟
单独清洗一段 开启阀门V17，V06，V07，V09，循环清洗，清洗结束后开启关闭阀门V09，开启V10，V11，V21排地沟
单独清洗二段 开启阀门V17，V06，V08， V14，V15循环清洗，清洗结束后开启关闭阀门V15，开启慢开阀排地沟。
注：如果进水水量过大，可适当开启V13通过回流调节
5.3 系统中主要部件介绍
1) 产水箱
主要作用是在设备用水时能缓冲系统用水，保证系统用水水压稳定。原水箱内装有液位计，保证系统安全运行。
2) 进料泵
进料泵采用了液位控制。
3) 加药系统
用于添加阻垢剂，防止膜被污染。
4) 保安过滤器
保安过滤器的过滤精度为5微米,它作为NF、RO入水进一步去除浊度的精密过滤装置。
精密过滤器在使用前应先打开顶部的排气阀，使精密过滤器中的气体全部排出。运行时观察在通过定量水时过滤器前后的压力差：
当出现以下情况时：
1) 当过滤器前、后的压力差增加时，应考虑清洗或更换过滤芯。
2) 当过滤器前、后的压力差由高值突然变小时，应考更换清洗过滤器。
5) 高压泵
高压泵是主机的一个重要元件，它的作用是给膜输送足量足压的水源，其品质的好坏对整机的影响很大。
注意事项：
1) 使用时应保证不得空转；
2) 不得长期超负荷运行；
3) 应保证电器部分干燥。
6) 慢开阀
防止系统启动停止时，压力瞬间增大减小损坏膜组件。当系统启动时，高压泵启动慢开阀缓慢打开进水压力平稳上升，系统平稳运行。当系统同停止时，慢开阀缓慢关闭压力平稳下降后高压泵停止运行。
7) 泵后调节阀
安装于泵后膜前的节流阀主要作用是调节、控制膜进水流量，它和浓水调节阀的配合使用可以调整膜管内压力和供水量。
8) 纳滤、反渗透膜壳
保证膜有一个正常压力的封闭性工作环境。
注意事项：在安装时，应在O型橡胶圈上涂上一层甘油，以方便安装拆卸。
9) 纳滤、反渗透膜
纳滤、反渗透膜是膜系统的关键部件，对设备的产水量和品质起决定性作用。它主要是以压力为动力，结合膜的本身特性把其他微量分子从水中分离出来，从而达到合格产水的目的。
建议事项：若不是因为温度和压力的因素而引起的产量逐渐减少10%以上 ，对膜进行化学清洗。
安装膜元件时请对照纳滤膜壳上的水流走向标识与纳滤膜水流走向标识相一致。
10) 电导率仪
电导率仪主要作用是显示运行时进水和产水的的电导率情况。
注意事项：请不要用强酸碱液清洗，以免损失电极造成误差。
11) pH温度仪
观测进水的温度和PH的情况，发生异常情况后，既是对进水进行调整。
12) 浓水调节阀
浓水调节阀的主要作用是调节膜壳内压力，从而调节产水和浓水的比例，通常和节流阀配合使用。
注意事项：任何时候都不要将其全部关闭，以防膜壳内压力突然升高而对膜造成不可恢复性损坏。
13) 冲洗电磁阀
降低膜壳内压力，让浓水大流量快速通过，达到冲洗膜的目的。
14) 产水流量计和浓水流量计
其作用是计量产水和浓水流量，通过读数可以直观地看到纯水和浓水的比例，以利于调整系统状况。
15) 精密过滤器滤前和滤后压力表实验室纯水设备
滤前压力表主要显示源水进入保安过滤器前的压力。滤后压力表主要显示源水经过保安过滤器后的压力和源水进入泵前的压力。
16) 膜前、膜后和段间压力表
膜前压力表显示水进入膜时的压力。膜后压力表显示最后一根膜出口到浓调节前的压力。段间压力表显示一段和二段之间压力。调整设备运行参数时，应以膜前压力表为依据调整系统压力。
6. 纳滤、反渗透设备操作规程
NF/RO膜元件安装
NF/RO膜元件安装一般包括以下几个步骤：
（1）检查上游管路及进水水质
确保管路连接完好无误，管道中无碎屑及其他有害杂质，一般还需要灭菌操作，以免残留的细菌、微生物在管道及UF膜组件中滋长。
水质重点检查进水的浊度或SDI值、PH值和细菌、微生物、余氯等项目。保证符合NF/RO设计技术要求。
（2）压力容器编号，填写膜元件安装表格。
压力容器编号示例：
填写膜元件安装表格示例：
（3）压力容器的清洗与润滑
a、用水冲洗压力容器，保证压力容器表面清洁无杂物。
b、用海绵清洗压力容器内部，进一步出去压力容器表面污物。
c、用海绵沾取50%甘油水溶液润滑压力容器内壁，便于推动膜元件。
如下图示例：
（4）安装浓水端端板
止推环及、手榴弹和浓水端板如图所示：
（5）膜元件的准备
a、打开包装，小心取出膜元件置于洁净平整处；
b、检查膜元件产水中心管内部盐水密封圈位置和方向是否正确；
c、标明安装示意图，记录膜元件序列号；
d、润滑连接“O”型圈和产水中心管内壁。
如下图示例：
（6）安装
a、将第一支膜元件（压力容器末端最后一支）从进水端放进压力容器；
b、将润滑后的连接头插入进水端元件产水中心管内；
c、检查盐水密封圈并润湿；
d、继续安装元件。
如图示例：
（6）调整膜元件在压力容器内的轴向间隙
a、使用合适的工具推入膜元件；
b、安装调整间隙片以保证内接头与最前面和最后面元件均能牢固地接触密封。
如图示例：
（7）安装进水端端板，进行压力容器密封
a、安装端板卡环；
b、安装弹簧片。
如图示例：
纳滤、反渗透系统的控制
纳滤系统设备都采用手动/自动控制模式。实验室纯水设备 当系统运行时，发生意外按下急停按钮系统将停止工作。
（1）手动控制模式
设备的启动、停机、冲洗均由操作者完成。把开关放到手动位置，打开确认开关设备开始运行。
（2）自动控制模式
当系统运行时发生原料箱水位低、进水压力高时系统将自动停止。
设备起动的准备
1） 检查各管路，应按工艺要求连接，各阀门开关状态良好。
2） 检查全部仪表应安装正确并已经过校准。
3） 核对联锁、报警、控制参数和接点已经正确的设置和整定。
4） 首先检查源水、供电是否正常，打开源水阀门，电箱内三相空气开关，打开系统‘电源开关’，检查个用电单位运行状态。
5） 冲洗，打开系统‘电源开关’、NF‘系统启动开关’，待主机进行35秒慢冲洗后，启动高压泵进行冲洗，冲洗时把浓水调节阀完全打开；大约冲20分钟，把管道和水箱全部冲洗干净排掉废水。
设备开机运行
1）打开设备总电源开关。
2）打开系统电源开关及各用电单位开关，控制面板的电源指示灯亮，PLC控制器开始运行，系统的水位、压力检测信号有显示。
3）选择设备运行方式（自动/手动）后，开启设备。设备开启顺序：原水泵、高压泵、计量泵、慢开阀。当设备运行1~2小时候开大浓水调节阀，冲洗30~60秒。
进水阀、产水阀、浓水阀、浓水调节阀常开。
开机注意事项：
本设备有源水低压保护，当因源水供水不足致使停机，重新启动之后，请认真重新调整系统各运行指标参数； 任何时候，都不要将浓水调节阀、浓水排放阀完全关闭。
关机
系统关机顺序：慢开阀、计量泵、高压泵、增压泵、进料泵。
长期关机：
1) 如须长期关机请观关闭系统电源开关。
2) （检查各压力表是否归零。
3) （擦干电器设备和元件上的水迹。
4) 在系统内加保护剂。添加方法如下：
a短期停机
a) 短期保存方法适用于系统停机5~15天。
b) 用清水冲洗纳滤系统，同时注意将气体从设备中全部排空
c) 将压力容器及相关管路充满水后，关闭相关阀门。防止气体进入系统。
d) 每隔1~2天按上述方法冲洗一次
b长时间停机
a) 此方法用于系统停机15天以上，膜元件扔安装在压力容器中。
b) 系统停运前首先进行化学清洗，通过清洗最大限度去除运行中积累在膜组件内的各种污染物，因为运行中积累的污染物，在长期停运后会更难清除。
c) 用清水配置1%浓度的亚硫酸氢钠杀菌剂，并用杀菌剂循环冲洗纳滤装置
d) 当杀菌剂充满系统后，迅速关闭装置全部阀门使杀菌剂保留于系统中，此时应确认系统全部充满。并每周在产水侧取样检查膜内PH值，当PH=3时需更换保护液。
e) 在系统重新投入使用前，用低压冲洗一小时，然后用高压冲洗系统5~10分钟。无论低压冲洗还是高压冲洗时，系统产水排放阀应全部打开。在恢复系统正常运行前检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。
7. 设备的维护
7.1 保安过滤器的滤芯更换
当过滤器两端压力差大于时，应该更换过滤芯。
7.1.1 精密过滤芯的更换
将过滤器的进水阀门关闭；
将过滤器上封盖上的排气阀打开，进行排气；打开排污阀进行排泥。
更换滤芯，据污染情况进行处理；
将过滤器复位；
7.2 纳滤、反渗透膜的清洗
7.2.1 纳滤、反渗透膜元件的污染物
在正常运行一段时间后，实验室纯水设备膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质或难溶物质的污染，这些污染物中最常见的为炭酸钙垢、硫酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。 污染物性质及污染速度与给水条件有关，污染是慢慢发展的，如果不在早期采取措施，污染将会在相对短的时间内损坏膜元件的性能。定期检测系统整体性能是确认膜元件发生污染的一个好方法，不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。
具体见下表：纳滤系统故障一览表
故障种类 可能发生位置 压降 产水压力 盐透过率
金属氧化物 一段最前端膜 迅速增加 迅速增加 迅速降低
胶体污染 一段最前端膜 逐渐增加 逐渐增加 轻度降低
难溶类盐污染 末端最末端膜 适度增加 轻度增加 一般增加
聚合硅沉积物 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 明显增加 明显增加 一般增加
有机物污染 所有段 逐渐增加 增加 降低
阻垢剂污染 末段最严重 一般增加 增加 一般增加
氧化损坏 一段最严重 一般增加 降低 增加
水解损坏 所有段 一般降低 降低 增加
磨蚀损坏 一段最严重 一般降低 降低 增加
O型圈渗透 无规则 一般降低 一般降低 迅速增加
膜外壳破损 无规则 可能降低 可能降低 可能增加
膜卷突出 两端膜元件 明显增加 明显增加 迅速增加
说明：必须确认污染原因，消除污染源
7.2.2 污染物的去除
污染物的去除可通过化学清洗和物理冲洗来实现，有时亦可通过改变运行条件来实现，作为一般的原则，当下列情形之一发生时应进行清洗。
1) 在正常压力下如产品水流量降至正常值的10～15%。
2) 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%。
3) 产品水质降低10～15%；盐透过率增加10～15%。
4) 使用压力增加10～15%。
5) NF各段间的压差增加明显。
7.2.3 纳滤膜、反渗透的清洗方法：
依据陶氏手册中的清洗方法
纳滤清洗溶液
溶液1
%柠檬酸pH=2清洗液。对于去除无机盐垢，金属氧化物/氢氧化物及无机胶体十分有效。
注意：柠檬酸具有很好的螯合性，不能用氢氧化钠调解pH值。
溶液2
无机垢污染严重，可以选择用HCl清洗，调节pH=。
溶液3
NaOH和%Na—EDTA调PH=11。专用于去除硫酸钙垢 和轻微至中等程度的天然有机污染。
Na—EDTA是一种具有螯合性的有机螯合清洗剂，可以有效去除二价和三价阳离子和金属离子。
溶液4
质量分数%氢氧化钠和%十二烷基磺酸钠（SDS）高PH(PH=混合液。用于去除天然有机物污染，无机/有机胶体混合污染物和微生物污染。SDS是一种阴离子表面活性剂型的清洗剂。
纳滤膜、反渗透的清洗方法
确定清洗液前对污染物进行化学分析是十分重要的，对分析结果的详细分析比较，可保证选择最佳的清洗剂及清洗方法，应记录每次清洗时清洗方法及获得的清洗效果，为在特定给水条件下，找出最佳的清洗方法提供依据。
纳滤、反渗透膜元件的化学清洗步骤
（1） 根据污染物选择清洗剂。用膜产水作溶剂，配制相应规定浓度、规定量的清洗液。应确保在进入元件循环之前，所有的清洗化学品得到很好的溶解和混合。
（2） 确保管路阀门开、闭正确。
（3） 开清洗泵，低流量输入清洗液，到膜元件中原水全部被排放为止。
（4） 当原水被置换掉后，管路中就应该出现清洗液，让清洗液循环返回清洗液水箱。循环清洗液时及时添加药品，保证清洗液不发生变化。
（5） 浸泡。停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在清洗液中。元件浸泡时间30分钟。为了维持浸泡过程的温度，可采用很低的循环流量。浸泡时间随污染严重程度而定，对于重度污染，浸泡3-6小时足够。
（6） 高流量水泵循环，一般循环30分钟。高流量能冲洗掉被清洗液清洗下来的染物。
（7） 冲洗。一般浸泡30分钟，循环30分钟。循环3次后用清水冲洗清洗液，直到清洗被完全排到为止。
（8） 重新启动系统。必须等待元件和系统达到稳定后，记录系统重新启动后的参数，清洗后系统性能的时间取决于原先污染的程度，为了获得最佳的性能，有时需要多次的清洗和浸泡步骤。
注：
1. 在任何情况下不要让带有游离氯的水与复合膜元件接触，如果发生这种接触，将会造成膜元件性能下降实验室纯水设备，而且再也无法恢复其性能，在管路或设备杀菌之后，应确保送往膜元件的给水中无游离氯存在。在无法确定是否有游离氯时，应通过化验来确证。应使用亚硫酸氢钠溶液来中和残余氯，并确保足够的接触时间以保证反应完全。
2. 在清洗溶液中应避免使用阳离子表面活性剂，因为如果使用可能会造成膜元件的不可逆转的污染。
8. 纳滤、反渗透设备常见故障及处理方法
故障现象 故障原因 处理方法
低压保护启动 1. 原水压力较低
2. 精密过滤芯堵塞严重
3. 电路控制出错
4. 低压开关设置出错 1 提高原水压力
2 冲洗或更换精密过滤芯
3 检查低压保护控制电路
4 重新设置低压开关
高压泵不启动 1 低压保护
2 高压保护
3 中间水箱水位开关控制
4 纯水箱水位控制
5 电源发生故障
6 电源控制箱发生故障
7 电机损坏
8 高压泵软启动器过热保护 1 检查并排除故障后启动
2 检查并排除故障后启动
3 待中间水箱水位适合时启动
4 待纯水箱水位适合时启动
5 检查电源排除故障
6 检查电源控制箱并排除故障
7 维修或更换实验室纯水设备电机
8 待电机冷却后关断电源复位
纳滤膜、反渗透前压
力较低 1 高压泵反转
2 高压泵发生故障
3 高压泵前水量不足
4 高压泵后阀门调整错误
5 高压泵旁通阀调整错误 1 调换高压泵的相线
2 检查高压泵
3 参看‘原水压力不足故障’
4 重新调整高压泵后阀门
5 重新调整高压泵旁通阀
纳滤、反渗透出水水质与标准不符 1 原水水质发生变化
2 浓水反馈流量太大
3 原水温度升高
4 纳滤膜堵塞
5 在线水质检测仪发生故障 1 检查原水水质
2 减少浓水反馈流量
3 降低原水温度
4 清洗或更换纳滤膜
5 维修或更换在线水质检测仪
纳滤、反渗透出水水量与标准不符 1 原水温度较低
2 浓水排放量太大
3 纳滤膜堵塞 1 升高原水温度或降低纯水流量
2 减少浓水排放量
3 清洗或更换纳滤膜
浓水高压泻流 1 纳滤膜、反渗透前压力太高
2 浓水泻流电磁阀发生故障
3 电路控制发生故障 1. 检查故障原因（参考高压保护）
2. 维修或更换电磁阀
3. 检查电路控制
纳滤、反渗透出水水量突然降低且膜前压力下降，膜后压力下降 1浓水控制阀调整错误
2高压泵后阀门调整错误
3高压泵旁通阀调整错误 1调整浓水控制阀门
2重新调整高压泵后阀门
3重新调整高压泵旁通阀实验室纯水设备
故障现象 故障原因 处理方法
原水压力不足，水量不足 1 原水箱水位过低
2 原水泵进出水口阀门错误调整
3 原水泵故障
4 有个别预处理控制器未处于工作状态 1原水箱注水调整水位
2重新调整阀门
3维修原水泵或更换原水泵
4调整该预处理控制器处于工作状态
高压泵启动后，过滤前后压力正常，但泵后无水或水量、压力不足 1入水电磁阀故障
2高压泵泵体内有气体
3高压泵电机反转 1参看电磁阀故障及分析
2对高压泵泵体内进行排气
3调整高压泵电机电源线
高压泵启动后，过滤前压力正常，但过滤后压力异常 1过滤器滤芯堵塞 清洗过滤器滤芯或更换过滤器滤芯
纳滤、反渗透膜前压力正常膜后压力过低浓水流量过低而纯水流量下降不明显 1浓水反馈量过多
2纳滤膜污堵 1调整浓水反馈阀门
2 参看NF故障分析表
纳滤、反渗透出水水质突然超标数倍且水量维持不变或大量增加 1纳滤膜污堵
2压力容器密封O型圈损坏 1参看纳滤膜清洗
2 检查压力容器密封O型圈
纯水设备，实验室纯水设备，兰州去离子水设备，兰州水处理设备，超纯水设备，医用GMP纯化水设备。银川纯水设备。
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