董志刚
中原石油勘探局有限公司水务分公司，濮阳 457001
摘要：本文通过分析工业脱盐纯净水的主要用途，对比各种用途用水的水质要求和反渗透膜净水工艺的产品水质指标，研究反渗透膜净水工艺流程，总结通过运行与维护管理方案和产品质量控制应对措施，保障反渗透膜净水工艺产品的质量。
关键词： 反渗透 电导率 水质指标
前言
工业脱盐纯净水常用于锅炉、冷却循环水及其他热交换设备等方面，主要性能要求是防止管壁或热交换面结垢、腐蚀、污垢沉积等，影响系统运行安全和热交换效率。
1 工业脱盐纯净水的水质要求
1.1 锅炉补给水水质要求
锅炉分为蒸汽锅炉、汽水两用锅炉、热水锅炉，其补给水的水质要求参考《GB/T1576-2018工业锅炉水质》标准要求，水质指标分为浊度、硬度、pH值、溶解氧、油、全铁、电导率等指标，其中在用于蒸汽锅炉和汽水两用锅炉时，反渗透膜工艺生产的除盐纯净水水质指标的两项重要指标分别为硬度和电导率，随锅炉蒸汽压力升高，要求硬度不大于0.03mmol/L或0.05mmol/L，电导率不大于100μs/cm或80μs/cm。
1.2 循环冷却水水质要求
参考《GB/T 50050-2017工业循环水处理设计规法》和《HG/T 3923-2007 工业循环冷却水水质》标准的相关要求，对浊度、硬度、pH值、总铁、Cu2+、Cl-、硅酸、SO42+、游离氯、油等多项水质指标进行要求，其中重要指标硬度要求低于200mg/L，Cl-含量低于700或1000mg/L。
2 反渗透膜工艺流程简介
反渗透技术是在高于溶液渗透压的压力作用下，借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。利用反渗透膜的分离特性，可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、微生物等杂质。目前常用的美国陶氏膜元件、美国海德能膜元件等膜元件，其单根膜的脱盐率≥99%，系统脱盐率97-99%，并可有效去除水中的悬浮物、有机胶体、有机物、细菌、病毒、致热源等杂质，
3 反渗透膜工艺产品的质量管理
反渗透膜工艺的产品质量管理可以从两个方面着手，一是做好反渗透系统的设备维护保养，保证设备性能正常和高效；二是做好反渗透系统的产品质量控制，随时根据外界条件的变化进行微调，保障反渗透系统的产品水质达标。
3.1 日常运行维护保养
（1）预处理设备设施日常维护保养
砂滤过滤器、活性炭过滤、多介质过滤器等机械过滤器，按照运行操作手册做好日常的正冲洗、反冲洗以及定期的强制连续冲洗等，对活性炭等消耗型滤料按期进行更换，保障反渗透膜元件的进水水质合格，减轻反渗透膜元件的过滤负荷和延长膜元件的冲洗周期和化学清洗周期。
（2）及时更换保安过滤器滤芯
反渗透膜元件需要精密保护，保安过滤器是其最后一道防线，当保安过滤器差压达到设定值 0.1MPa 时，或者 3-6 个月，需要更换全部滤芯。
（3）膜元件日常维护保养
在正常运行一段时间后，反渗透膜元件会受到在给水中可能存在的悬浮物质、有机物、难溶物质的污染，这些污染中最常见的为碳酸钙垢，硫酸钙垢，金属氢氧化物垢、硅沉积物及有机或生物沉积物。污染物的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。
3.2 反渗透膜工艺的产品质量影响因素和应对措施
3.2.1 反渗透系统产品电导率上升的因素分析
（1）进水温度
温度对反渗透膜的影响很大，包括对运行压力、脱盐率、压降的影响。产水的电导率对进水温度的变化尤为敏感，随着水温的增加，水通量也线性增加，进水水温每升高1℃，透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强，产水通量就增加2.5%～3.0%(以25℃为标准)。因此进水水温下降是反渗透膜工艺产品电导率上升的因素之一。
（2）进水PH值
进水PH值对产水量几乎没有影响，而对脱盐率有较大影响。
PH值在7.5-8.5之间，脱盐率达到最高，因此进水PH值变化是造成反渗透膜工艺产品电导率上升的因素之一。
（3）进水盐浓度
进水盐浓度对反渗透膜的影响，渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数，进水含盐量越高，浓度差也越大，透盐率上升，因此进水盐浓度增加是造成反渗透膜工艺产品电导率上升的因素之一。
（4）进水压力
进水压力对反渗透膜的影响进水压力本身并不会影响盐透过量，但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高，使得产水量加大，同时盐透过量几乎不变，增加的产水量稀释了透过膜的盐分，降低了透盐率，进而使反渗透膜工艺产品电导率下降。当进水压力超过一定值时，由于过高的回收率，加大了浓差极化，又会导致盐透过量增加，抵消了增加的产水量，造成反渗透膜工艺产品电导率下降到低点后开始上升。
（5）反渗透膜老化
反渗透膜老化导致膜的性能下降，造成反渗透膜透盐率上升，进而使反渗透膜工艺产品电导率上升。
（6）反渗透膜生物污染
当反渗透膜表面滋生出大量生命力旺盛的微生物时，覆盖在膜表面的微生物不仅会破坏反渗透膜的脱盐层，使膜的脱盐能力下降，微生物及其产生的粘液还会堵塞膜孔，使膜在运行中压差上升，产水量下降。造成反渗透膜透盐率上升，进而使反渗透膜工艺产品电导率上升。因此反渗透膜生物污染是造成反渗透膜工艺产品电导率上升的因素之一。
（7）反渗透膜漏水
反渗透膜漏水，会造成大量的原水进入产品中，造成产品的电导率上升。
3.2.2 产品质量控制措施
（1）进水水温大幅下降
当进水水温大幅下降时，水通量也线性下降，如处理水量不变时，对应运行压力上升，反渗透的净压力过高，会造成反渗透膜超压运行而磨损，因此采取的措施是降低处理水量，降低进水压力，保障反渗透系统长期稳定运行。同时通过运行压力和进出水比，调整净压力，选择最佳的运行状态，保证最低出水电导率。
（2）进水pH值变化
当进水pH值变化较大，严重影响出水电导率时，可以在进水的添加还原剂和阻垢剂的药剂中添加适量pH值调节剂如NaOH等，保证反渗透膜的进水pH值在7.5-8.5之间，进而降低产品的电导率。
（3）进水盐浓度过高
由于反渗透膜元件工作时，进水盐浓度随着逐步进入膜元件的尾端逐步增高，尤其是回收率达到75%时和采用一二段膜元件反渗透提高采收率时，因此可以通过提高处理量并降低采收率，不改变运行压力的方式，保障反渗透膜系统的产品电导率达标。
（4）进水压力过高
进水压力过高造成的回收率远超额定回收率时，会造成产品电导率偏高，应及时调整系统运行参数，选择最佳的运行压力和回收率。
（5）反渗透膜老化
反渗透膜运行一定年限后，反渗透膜老化导致性能下降，脱盐率下降，采取的措施是更换反渗透膜元件。
（6）反渗透膜生物污染
反渗透膜运行一段时间后，出现生物污染，导致反渗透膜性能下降，运行压力上升，电导率下降，及时采取化学清洗，选择针对杀菌和清除有机物的配方，进行清洗。
（7）反渗透膜漏水
当发现反渗透膜漏水造成产品电导率上升时，检查并更换密封圈，若是膜本体破损造成的漏水时，更换膜元件。
4结论
4.1 反渗透膜工艺的产品工业脱盐纯净水水质能满足锅炉、冷却循环水及其他热交换设备的水质要求，产品的各项水质指标尤其是硬度、悬浮物和电导率等，是防止锅炉、冷却循环水及其他热交换设备管壁或热交换面结垢、腐蚀、污垢沉积等的重要水质指标。
4.2反渗透膜工艺的产品质量管理的核心是一是做好反渗透系统运行维护管理，保证系统设备正常和性能稳定；二是做好反渗透系统的产品质量控制，及时采取正确的应对措施，保障反渗透系统的产品水质达标。