纯水设备反渗透系统能否频繁启停?
【】反渗透系统作为现代工业和水处理领域的核心技术,其稳定运行至关重要。一个经常被提出的操作疑问是:反渗透系统能否承受频繁的启动和停机? 简而言之,频繁启停对RO系统是有害的,应尽量避免。 这并非设计初衷,且会对系统核心组件(尤其是昂贵的反渗透膜)以及运行经济性造成多方面的负面影响。
一、 频繁启停的主要危害:
1. 对反渗透膜的物理冲击(水锤效应):
启动瞬间: 当高压泵突然启动,水流在极短时间内以高压高速冲击膜元件。这会产生类似“水锤”的压力波动。
停机瞬间: 泵突然停止,管道内高压水流瞬间失去动力,也可能产生反向压力波动。
后果: 这种反复的、剧烈的压力冲击会导致:
膜片损伤: 膜表面精细的分离层可能产生微裂纹或物理破损。
膜袋粘接线松脱: 膜元件内部由多片膜袋卷制而成,频繁冲击可能导致粘接处失效,造成膜袋间窜水,严重降低脱盐率。
望远镜现象: 极端情况下,巨大的轴向冲击力可能使膜元件像“望远镜”一样被拉伸或压缩变形,导致永久性损坏。
2. 对反渗透膜的化学冲击(浓差极化加剧与污染物沉积):
停机期间: 系统停运后,膜表面高浓度的盐分和污染物失去了高压水流持续的冲刷力,会迅速向膜表面甚至膜孔内扩散、沉积、浓缩。
启动初期: 系统刚启动时,压力和流量需要时间达到稳定。在达到设计工况前的短暂时间内,水流对膜面的冲刷力不足,无法有效清除停机期间积累的污染物。同时,进水与膜表面高浓度溶液的巨大浓度差,导致盐分和污染物向膜面迁移的速度远高于被水流带走的速度(浓差极化加剧)。
后果: 频繁启停大大增加了污染物(如微生物、胶体、无机盐垢)在膜表面快速沉积和结垢的风险,导致:产水量下降;脱盐率降低;系统运行压力升高;化学清洗频率和难度增加,膜寿命显著缩短。
3. 对高压泵及其他机械部件的损害:
频繁启停给高压泵带来反复的启动力矩和停机惯性冲击,增加轴承、密封件、电机绕组的机械应力和电气应力,加速磨损和故障,缩短泵的使用寿命。阀门、管道接头等也可能因频繁的压力波动而加速疲劳或泄漏。
4. 能耗与运行效率低下:
每次启动,系统都需要经历一个从零到设计工况的过渡过程。在此期间,单位产水的能耗通常高于稳定运行状态。
频繁启停意味着系统更多时间运行在非高效区,整体能耗增加。
为了应对启停带来的污染风险,可能需要更频繁的冲洗或化学清洗,进一步增加能耗和化学品消耗。
5. 产水水质波动:系统启动后需要一段时间才能达到稳定的脱盐率和产水量。频繁启停会导致产水水质(尤其是电导率/TDS)出现周期性波动,对于对水质要求严格的场合(如电子超纯水、制药)可能不合格。
二、 为何要避免“频繁”?理解设计初衷
RO在设计时,膜元件和高压泵等核心设备是基于长期、稳定、连续运行工况进行选型和优化的。
稳定运行是最理想状态: 在稳定压力和流量下,浓差极化得到有效控制,污染物被持续冲刷带走,膜的性能衰减相对缓慢。
启停是“非正常”工况: 每次启停都是对系统的一次扰动,偏离了最佳运行点。
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三、 如何应对不可避免的启停?
尽管应极力避免频繁启停,但实际运行中(如间歇性供水需求、设备维护、电力供应问题)停机有时难以完全避免。为最大限度减少损害,可采取以下措施:
1. 优化启停程序:
缓慢启动/停机: 使用变频驱动器(VFD)控制高压泵,实现软启动和软停机,平缓改变压力和流量,有效减轻水锤冲击。
完善停机保护:
停机后立即低压冲洗: 用预处理合格水或产水,在无压力或低压(低于运行压力)下大流量冲洗膜元件5-15分钟,置换掉膜壳内的高浓度浓水,防止污染物沉积和浓差渗透。这是最关键的保护措施!
膜元件浸泡保护: 对于计划性长时间停机(如超过48小时),冲洗后应注入专用保护液(亚硫酸氢钠用于微生物抑制,甘油或专用药液用于防干裂)进行湿法保存,并确保膜壳密封。
避免背压: 停机时确保产水侧压力不会高于进水侧,防止膜片被反向挤压损伤。
2. 系统设计优化:
设置缓冲设施: 增加产水箱容积,让RO系统在用水低谷时也能维持较低负荷的连续运行,避免因用水量变化而频繁启停。
模块化设计: 对于大系统,采用多套小单元并联设计。在低负荷时,可以停运部分单元,而让其他单元保持较低负荷连续运行,整体减少启停次数。
考虑变频系统: 变频驱动不仅利于平缓启停,更能在用水量变化时通过调节转速(从而调节流量和压力)来适应负荷变化,是避免频繁启停的有效手段。
3. 加强运行监控与维护:
密切监控每次启停前后的系统性能(压力、流量、脱盐率)。
根据实际运行情况(尤其是启停频率),可能需要更频繁地进行在线冲洗或离线化学清洗。
定期检查膜元件,必要时进行性能测试或解剖分析,评估启停带来的影响。苏州皙全皙全纯水设备公司可根据客户要求制作各种流量的纯水设备,去离子水设备,超纯水设备及软水处理设备。,。
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