10.5 反渗透

10.5.1 反渗透系统应根据再生水水源的特性、回用对象对水质的要求，合理选择配置，预处理工艺应满足反渗透进水要求。
10.5.2 反渗透系统应保证连续稳定的供水量，系统能力宜富裕20％～30％。
10.5.3 反渗透膜元件的型号和数量应根据进水水质、水温、产水量、回收率等通过优化计算确定。膜元件的设计通量不宜大于该水源适用通量的中间值。膜元件的数量应能保证在最低设计水温运行时，产水量可达到设计值。
10.5.4 化工污水回用处理宜选用操作压力低、抗污染的反渗透膜。在设计使用条件下，反渗透本体初始运行压力宜小于1.5MPa。
10.5.5 当采用二级反渗透系统时，第二级反渗透的浓水应循环到一级反渗透进水重复使用，不合格产水应回收。
10.5.6 每套反渗透装置宜配置独立的保安过滤器、高压泵。保安过滤器的精度宜为5μm，不宜采用带反洗功能的保安过滤器。保安过滤器、高压泵宜选用不锈钢材质。
10.5.7 反渗透装置应有流量、压力、温度等控制措施，反渗透的高压泵进口应设进水低压保护开关，出口宜设电动慢开阀门和出水高压保护开关。当几台反渗透装置的产水并联进入一条产水总管时，每台装置的产水管应设止回阀。
10.5.8 反渗透装置进水、产水和浓水均应计量，各段进出口均应设压力表，进水应设监测电导率、pH值、温度、余氯或氧化还原电位的仪表，产水应设电导监测仪表。
10.5.9 反渗透装置应设置加药和清洗设施，清洗设施应有加热保温措施，反渗透各段应分别设置清洗管(接口)。
10.5.10 反渗透装置宜布置在室内，当环境温度低于4℃时，应采取防冻措施，装置两侧应留有不小于膜元件长度1.2倍距离的空间。
10.5.11 反渗透浓水排放管的布置应能保证系统停用时最高一层膜组件不会被排空。
10.5.12 反渗透设备的进水宜符合表10.5.12的规定。

表10.5.12 反渗透设备的进水

条文说明

10.5.1 反渗透技术广泛应用于纯净水的制造。近年来，随着工业的发展，水资源的日趋紧张，国家对节水要求的日渐严格，反渗透技术开始应用于污水的深度处理与回用中。在石油和化工行业，已经有炼油污水、油田污水、综合化工污水经反渗透处理回用于锅炉补给水和循环冷却水补充水的成功实例，也有运行不好的实例，因此在反渗透装置用于污水回用设计时，应根据原水情况、最终使用需要，从可靠性、实用性和经济性等方面全面考虑，审慎选择配置。
    反渗透的进水要求比较严格，而污水的组分复杂，往往还含有能够污染反渗透膜的物质，因此对预处理的要求较高，要求进水满足反渗透装置相关要求，有针对性的、良好的预处理是反渗透装置正常运行的保证。
10.5.2 反渗透在使用过程中，由于膜污染、结垢等因素，需定期清洗或检修，产水量也会有所降低，设计时反渗透装置的处理能力应留有一定余量。
10.5.3 进水温度是反渗透系统的一个重要设计参数。以进水温度25℃为基准，每升高或降低1℃，反渗透的产水量相应升高或降低2.5％左右，膜材质与种类不同，其温度校正系数也不同，具体可根据膜厂商提供的计算公式确定。低温时保证产水量的措施有：提高进水温度、设置变频泵、改变进水压力以及增加膜元件数量，具体应进行经济比较决定。反渗透膜的水通量不宜选得过高，否则随着运行时间增加，膜污堵速度较快，影响设备运行效果。
10.5.4 污水回用中所使用的反渗透膜，不仅要求能够抗污染，并且要选择同等条件下操作压力低的，这样既保证了反渗透膜的使用寿命，还可以降低运行成本。当反渗透进水含盐量大于3000mg/L时，应根据反渗透装置二段的进水含盐量核算结果，选择合适的膜元件。影响反渗透运行压力的因素较多，具体设计时，应统筹考虑，设备投资是一次性的，运行成本直接影响经济效益，所以设计时，初始运行压力不宜太高。另外，设计时应考虑反渗透装置防止背压的方法。背压是指产水侧的压力大于给水侧的压力，会造成膜元件的损害，在故障停机、阀门设置或者关闭不当时可能造成背压。卷式反渗透膜背压应小于0.03MPa。
10.5.5 由于一级反渗透的系统脱盐率为97％左右，二级反渗透的浓水含盐量约为一级反渗透进水含盐量的40％以下，所以应该将其并入一级进水回用。为了节水，反渗透装置在刚开机或长期停用后再开机，出水电导率不达标时产生的不合格产水应回收。不合格水的排放可以通过设置不合格产水的排放阀实现。
10.5.6 为保证反渗透系统稳定运行，对于多套设备，不宜设计为母管制，宜为单套制，主要是防止其中一套停机时，引起其他装置的压力和水流量的波动。反渗透系统设置保安过滤器的目的是为了防止颗粒进入反渗透膜元件划伤膜面，保安过滤器是精密过滤，是介于砂滤与超滤之间的一种过滤，滤芯可分为线绕式滤芯、熔喷PP滤芯、烧结滤管、活性炭滤芯等，过滤孔径一般在0.01μm～120μm范围，根据经验滤芯精度宜为5μm。当保安过滤器进出口压差超过0.1MPa时就应该更换滤芯，即使保安过滤器的进出口压差没有超出0.1MPa，通常滤芯使用也不应超过3个月，以免滋生细菌，造成对反渗透膜的污染。在线反洗无法完全恢复滤芯原有过滤功效，所以不宜采用带反洗功能的保安过滤器。为保证反渗透膜寿命，防止二次污染，高压泵过流部分材质宜选择不锈钢，保安过滤器材质同样宜选用不锈钢。
10.5.7 对于反渗透装置设计提出基本规定，设计者可根据工程需求和经验进一步完善。如果在工程中采用变频高压泵，因有变频启动条件，可以省去电动慢开阀门。
10.5.8 本条规定了反渗透装置检测仪表配备。
10.5.9 清洗温度高有助于提高清洗效果，采用化学清洗时，可根据膜材料的使用说明选择清洗温度，当温度不能满足清洗要求时，对清洗药液进行加温。
10.5.10 尽管国外有少数将反渗透装置安装在室外的实例，但考虑我国实际气候和环境条件，还是布置在室内为宜。装置两侧的距离要求是为了满足操作、维修的需要。
10.5.11 本条规定是为了保证膜组件湿润，反渗透膜元件一经进水，就必须保持湿润，即使停机期间，也要保证每只反渗透膜都处于湿润状态。
10.5.12 本条反渗透的进水水质要求，是保证反渗透系统运行的基本条件。关于表10.5.12中铁的指标，本条给出的总铁的指标是指溶解氧大于5mg/L时的限制值，由于铁的氧化速度取决于铁的含量、水中溶氧速度和水的pH值，在投加某些阻垢剂时可以允许有较高值。
    另外，关于反渗透进水对COD_Mn值的要求，各个膜生产厂商有所不同，大多厂商允许值为COD_Mn＜3mg/L，美国海德能公司允许值为COD_Mn＜15mg/L，具体情况要结合待处理水质与设备供货商协商确定，表10.5.12未作规定。关于反渗透进水石油类的限制，几乎所有反渗透厂商都要求进水不含石油类。