4A 去离子技术-反渗透

概述

• 聚酰胺卷式膜长期运行最大计算余氯浓度为0.038mg/L；1mg/L游离氯下运行200~1000小时，膜会发生降解，更好的pH，更高的水温，膜表面的铁、过渡金属的存在均会增加氧化作用；
• 聚酰胺膜运行的pH较宽 4~11
• 与醋酸纤维膜比较，复合膜对硝酸盐及天然有机材料、二氧化硅有更好的去除率
• RO不同的物质形成不同形态的结垢层：碳酸钙结垢层松散，在硫酸钙层上方（膜外部），硅酸盐与有机物和胶体在膜表面形成致密层。清洗时需要特别考虑。可以通过解剖表征结垢形态
• 较高的pH增加了二氧化硅溶解度，提高了去除率。将pH从8提高至10，二氧化硅去除率提高了90%
• 某类表面活性剂的注入及时含量很低，小于1ppm，也可能带来膜污染。当采用阻垢剂或聚合物时，应验证产品水不含该类杂质
• 细菌表面带的负电荷及疏水性有助于直接在膜表面形成极难去除的生物膜，由于各种污染物具有分层特性，需要据此考虑清洗顺序。热水无法有效去除生物膜，1%的过氧化氢和过氧乙酸化学消毒可以有效去除。微生物污染一般从首段开始，但一旦出现污染便能迅速在所有膜表面形成污染。

亚硫酸氢钠的注入建议仅限于地下水源。地表水的应用需去除有机和胶体污染为前提。需注意由于亚硫酸纳注入带来的微生物污染（chap 3）

• 应用采用酸洗活性炭。非酸洗活性炭会析出铝等多价离子，还可能析出氢氧化钠或氢氧化钾导致产品水pH升高。适当的水洗消除产水中的碳粉
• 反渗透系统应注意预处理药剂的使用。阻垢剂和聚合物在USP中被视为异物和杂质。含磷阻垢剂也有排放问题。预处理药剂可能会滋生细菌，从而引入膜中。阻垢剂的引入可能会增强二氧化硅的沉淀。混凝剂及高锰酸钾氧化剂若操作不当也会造成问题。
• 采用适当的预处理，膜的清洗一般在6个月以上。过度清洗一般与预处理不佳有关。首段膜的清洗可采用逆向水流去除有机和胶体污染。膜表面的污染物呈现分层，应采用合适的清洗顺序，如先低PH除垢，再高pH除有机和胶体污染，最后采用消毒剂杀菌。
• 碳酸钙清洗会消耗药剂，需要及时补加，硫酸钙清洗需要另外加螯合剂（如EDTA）
• 日常运行加入6ppm杀菌剂（异噻唑啉族）能有效控制微生物，但医药用水需慎重

设计要点：

预处理系统中的微生物控制：避免在系统中采用有死角的球阀特别是塑料球阀，取样阀不应为球阀应为隔膜式或针式。压力表也应采用隔膜式。根据实际情况，尽量采用再循环设计（包括热水消毒活性炭及软化器），循环时间超过30%应考虑循环热量的增加。紫外杀菌再分配系统的应用，技术上有待研究，但用在预处理系统较为有效。PVC多孔材料有利于细菌滋生，可考虑不锈钢或聚丙烯材质。

保安过滤器：最好采用带有O型圈接口的滤芯，较平压式不容易泄露。

RO单元清洗：不推荐现场清洗，若需要现场清洗建议从以下方便考虑设计:

1. 进行清洗分组，提高清洗有效性。可单独清洗其中一组
2. 清洗泵能力考虑膜数量最多的一组
3. 考虑到增加电加热器的安全性，建议清洗槽采用玻璃钢材质代替PE材质
4. 管路系统运行反向清洗第一支膜元件，使正向水流的垫片阴影区得到清洁
5. 如果第一次清洗颜色变很深，建议换水重新清洗
6. 1%过氧乙酸/过氧化氢，2.8~3.1压力下进料，试纸检测消毒液浓度变化，当浓度不变时循环15~20min，浸泡2~4小时（浸泡很重要）。后循环15~20min后冲洗。清洗有效性通过检测活菌数和内毒素确认。

其他要求：需要将产品水冲洗排放管与废水管道物理隔离，防止污染

为降低背压影响，产水建议加装止回阀（不锈钢结构，带弹簧）

定时冲洗功能：不允许时建议每2小时冲洗15分钟

操作和维护：

1. 预处理系统考虑定期消毒
2. 经过酸洗的活性炭需要用碱中和漂洗，最终pH6~8之间
3. 保安过滤器应定期更换，如果没有达到压差也需要定期更换（建议一周一次）避免微生物截留后进入下游
4. 系统设计应在35~45℃下运行，更高的温度会增加消毒频率。为防止细菌滋生，建议维护计划如下：

6个月一次膜更换（厂外清洗膜）；2~4周进行一次热水消毒或3~6个月进行一次化学消毒；1~2周更换一次预处理过滤器滤芯；软化器定期再生；6~12个月进行一次化学药剂维护及关键仪表校正；一年更换一次O型圈（膜中心管及端盖适配器）以及更换一次隔膜阀隔膜；RO膜三年更换一次；

1. 定期检查更换下的预处理过滤器滤芯外观：红色或棕色可能与铁锈有关，幻色至棕色可能与有机物（与胶体复合）有关（SDI检测的膜片有有类似的价值）

——《制药用水系统（设计、操作与验证）》（第二版）