1 超濾（UF）系統(tǒng)

1.1 原水水源的保障

一般意義上，純水系統(tǒng)都會設計一個容積安全的原水箱，由市政自來水補水至原水箱中，再由原水泵泵送至 UF 系統(tǒng)。但由于動力廠房空間的限制，無法在廠房內建原水箱，只能與消防系統(tǒng)共用消防水池作為原水水源。新區(qū)消防水池容積約 2000m3，由兩路 DN200 市政自來水管補水，浮球閥控制。由于這兩路補水管位于新區(qū)自來水總管前段，而目前新區(qū)自來水為單路枝狀管網(wǎng)，若閥門全開補水時會降低全所自來水壓力，故閥門開度較小。夏季高溫時段，冷卻塔補水、綠化用水等水量較大，加之純水系統(tǒng)原水量逐步增大，容易造成消防水池出水量大于補水量，影響純水原水供應以及消防系統(tǒng)用水的安全性。

 

為此，我們從市政管網(wǎng)新建一路自來水管為消防水池單獨補水，并在消防水池內加裝液位傳感器，在液位有持續(xù)下降趨勢時，系統(tǒng)報警提醒運行人員及時去現(xiàn)場查看情況調整閥門開度，確保純水系統(tǒng)原水水源安全可靠。

 

1.2 原水泵啟動方式改造

原水泵位于消防水池地下泵房內。由于原水泵功率僅為7.5kW，設計為工頻直接啟動。但是在運行過程中發(fā)現(xiàn)，由于地下泵房至動力廠房 2 樓 UF 系統(tǒng)的管路有多處彎頭且管路有130m 之長，原水泵啟泵停泵時水流不暢，管路中壓力突變會造成管網(wǎng)沖擊振動。因此，我們對原水泵各加裝 1臺軟啟動器，將工頻直接啟動改造為軟啟動，實現(xiàn)原水泵送水管中流量和壓力的緩升、緩降，有效排除了這一安全隱患。

 

1.3 氣動閥增加備用氣源

UF 系統(tǒng)的啟動、停機，以及運行過程中的反洗動作，都需要 12 個氣動閥由自動控制程序來執(zhí)行。氣源為動力廠房空縮壓氣系統(tǒng)，當空壓系統(tǒng)檢修停機或出現(xiàn)故障時有可能氣源中斷導致氣動閥無法動作影響 UF 系統(tǒng)正常運行。為此，我們從氮氣管上引出一路氣管作為氣動閥的備用氣源。可以有效防止壓縮空氣對氮氣管路的污染。

 

1.4 化學清洗

雖然 UF 系統(tǒng)的自動定時反洗能較好的維持超濾膜性能的相對穩(wěn)定，但反洗不能使通量達到 100% 的恢復。隨著膜組件工作時間的延長，膜污染會不斷加重，膜的透水速率會下降。為了恢復超濾膜的通量，我們選擇在對科研生產沒有影響的時段，對膜組件進行化學清洗。目前，UF 系統(tǒng)產水量仍保持80m3/h（設計產水量）左右，性能良好。

 

2 反滲透（RO）系統(tǒng)

2.1 制熱系統(tǒng)改造

反滲透制熱系統(tǒng)的作用是在冬季進水溫度較低時提升水溫，保證 RO 膜組件產水量。蒸汽進汽管道上有一組電磁閥和電動耐高溫比例閥，電磁閥與 RO 送水泵聯(lián)動，比例閥開度由出水溫度設定值控制。

 

在運行過程中，當 RO 系統(tǒng)關閉時，由于蒸汽管道中有雜質等原因導致電磁閥有時無法完全關閉，板換蒸汽側不斷有 120℃高溫蒸汽進入，而板換水側無水流動造成板換溫度持續(xù)升高，熱量再傳遞至 UPVC 管道，有可能導致管道變形、漏水。為此，我們將蒸汽電磁閥更換為常閉型蒸汽氣動閥，閥門開啟以壓縮空氣作為動力，在信號回路斷開時，確保閥門能完全關閉。此項改造使制熱系統(tǒng)安全可靠運行，確保了冬季低溫時 RO 膜產水量。

 

2.2 及時調整NaHSO3加藥量

NaHSO3 作為一種還原劑，加入一級 RO 進水中，能有效去除原水中的余氯，防止氯進入 RO 膜，導致出水水質下降以及對 RO 膜造成不可恢復的傷害。

 

季節(jié)變化會引起原水中余氯含量波動。當夏季高溫時，自來水廠為確保管網(wǎng)中的水質會在送水時加大加氯量，導致水中余氯升高，進水 ORP 有時高達 100mV，若不及時調整加藥量會使RO系統(tǒng)產水水質下降進而影響 EDI產水水質。但由于 NaHSO3呈弱酸性，加藥量加大需要投加更多的 NaOH 來中和提高 pH值。我們在運行過程中探索得出了一個合理的加藥量，即將進水 ORP 控制在 60mV 以下時，產水水質和加藥成本可以達到較好的平衡。

 

2.3 化學清洗

RO 膜經過一段時間運行后，膜組件會受到水中可能存在的懸浮物或難容物質的污染，在膜濃水側會出現(xiàn)碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機或生物沉積物等造成膜污染，引起系統(tǒng)脫鹽率下降、出水量降低、壓差增大等問題。當反滲透性能下降到一定程度時，就要進行有效及時的清洗，恢復系統(tǒng)性能避免膜污染而難以恢復。我們每年至少一次對 RO 膜組件進行化學清洗，確保 RO 系統(tǒng)性能控制在初投運時的范圍，產水量約 50m3/h、產水水質低于 2μs/cm(25℃ )。

 

3 連續(xù)電除鹽（EDI）系統(tǒng)

3.1 控制進水CO2濃度

EDI 進水為二級 RO 的產水，反滲透膜無法脫除原水中的CO2，另外存放于 RO 水箱中的 RO 水通過溢流管與空氣直接接觸，空氣中的 CO2 也會溶入 RO 水中，造成 EDI 進水 CO2 濃度偏高，有研究表明 CO2 濃度能高達 3 ～ 5mg/L。EDI 性能對進水 CO2 極為敏感，因為 CO2 轉變?yōu)?HCO3- 并非瞬間完成，需要緩慢轉變，即使 CO2 完全轉變?yōu)?HCO3-，HCO3- 從 EDI 淡水室遷移至濃水室的速度也非常緩慢，因此，進水 CO2 濃度大小對 EDI 性能穩(wěn)定有至關重要的影響。

 

在二級 RO 進口處投加 NaOH，CO2 形成易被反滲透膜去除的 Na2CO3，提高 RO 產水 pH 值，降低電導率，保證 EDI 進水對水質和 pH的要求。根據(jù)我們幾年的運行經驗，調整 NaOH加藥量使得二級 RO 進水 pH保持在 7.5～ 8.5 范圍內，則二級 RO產水電導率能保持 1.0 ～1.5μs/cm(25℃ )，EDI 產水電阻率大于17 MΩ·cm(25℃ )。雖然加大 NaOH 加藥量 EDI 產水電阻率會進一步提高，但提高程度有限只有 0.1～ 0.2 MΩ·cm(25℃ )，因此我們在運行中將二級RO進水 pH控制在 8.0左右時，NaOH加藥量較為經濟合理。

 

3.2 化學清洗

在 EDI 前處理工藝中 ( 超濾、反滲透 )，各中間水箱并不是完全密閉的，在與空氣接觸的過程中，系統(tǒng)內會滋生細菌和微生物。造成各通道逐漸污染堵塞。而原水水質隨季節(jié)變化和反滲透使用性能下降等原因，還會引起 EDI 進水電導率在一定范圍內波動，導致 EDI 濃水通道出現(xiàn)結垢。因此我們每年對 EDI進行一次化學清洗，鹽酸用于清除碳酸鈣垢、硫酸鈣垢和金屬氧化物，氯化鈉 / 氫氧化鈉用于清除有機污染物及生物膜。與 UF 膜和 RO 膜不同的是，EDI 系統(tǒng)化學清洗后還不能直接投入運行，因為化學清洗會破壞 EDI 內部離子交換樹脂帶電電荷平衡，初始運行時產水達不到合格標準，需要通過對 EDI帶電運行一段時間，使離子交換樹脂在電場的作用下再生。EDI電再生前，要確認調整 EDI 的運行壓力和流量至清洗前的正常狀態(tài)，并將 EDI 產水回流至 RO 水箱以加快再生速度。通過重新再生，產水電阻率約 4h 后可以提高至 1MΩ·cm(25℃ )，約48 ～ 72h 后產水電阻率可提升至 17 MΩ·cm(25℃ ) 以上，此時即可恢復正常運行。

 

4 其它

4.1 及時更換耗材

各個濾芯污堵速率受前級來水水質影響，我們在日常運行過程中密切注意過濾器進出水口壓差值，當壓差值上升到0.05Mpa 或到運行上限時間時，及時更換 RO 保安過濾器濾芯，每年春節(jié)檢修時更換 EDI 保安過濾器濾芯、終端過濾器濾芯，確保產水水量同時節(jié)省電耗。

 

TOC-UV 和UV殺菌器中的UV燈管處理效果會隨著時間推移而變差，我們根據(jù)產水水質以及設備廠家指導的更換時間每年更換一次 UV 燈管，確保出水 TOC 和細菌指標達標。拋光混床是指在混床內的混合樹脂在運行失效后將樹脂廢棄的一種混床。由于各個系統(tǒng)的混床處理水量、處理負荷不盡相同，樹脂更換周期也不盡相同。我們定期對各混床進行試驗（開啟前級或后級混床旁通閥只看本級混床出水水質）判斷其樹脂的處理效果，在處理效果有明顯下降趨勢時及時更換樹脂，避免在用樹脂失效。另外，每級混床設計為兩個混床并聯(lián)使用，可以在連續(xù)產水狀態(tài)下更換樹脂。

 

4.2 在線儀表的比對校驗

由于系統(tǒng)連續(xù)運行，終端水質檢測儀表無法定期送去專業(yè)機構校驗，我們每季度用校驗過的便攜式儀器對各終端出水電阻率、DO、TOC、顆粒等主要指標進行檢測，實現(xiàn)對在線儀表的比對校驗，確保在線儀表顯示的水質指標準確無誤。

 

4.3 新建管網(wǎng)并網(wǎng)

隨著新區(qū)建設的推進，不斷有新建的純水管網(wǎng)要并網(wǎng)運行。若施工單位對新建管道沖洗不徹底，管道中的顆粒、膠水脫落物等會混入原有系統(tǒng)污染水質。在每次并網(wǎng)前，我們用純水對新建管網(wǎng)進行連續(xù)正沖洗、反沖洗，并用便攜儀表檢測器在排放口檢測電阻率、TOC 等水質指標直至達標后再將其并網(wǎng)，確保新建系統(tǒng)對原系統(tǒng)零影響。

 

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