反渗透背压故障诊断及解决措施
反渗透背压故障诊断及解决措施
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有内涵的环保工程师
反渗透技术是纯水净化、中水回用、海水淡化等领域中一项应用非常成熟且广泛的脱盐技术。了解反渗透系统的常见故障并能够采取有效的预防措施有助于反渗透系统的稳定运行。背压损伤是反渗透膜系统的常见故障之一，会影响反渗透膜的渗透性能并缩短膜元件的使用寿命。
1. 什么是背压？
卷式反渗透膜元件由膜片、流路网、产水管等卷制而成，复合膜片结构一般分为3层（如图1），自下而上分别为无纺布（厚度约100μm）、聚砜支撑层（厚度约45μm）和交联芳香聚酰胺层（厚度约0.2μm），其中只有聚酰胺层是真正的脱盐功能层。正常过滤时，水流走向如图2所示，当产水管道内发生背压，在短时间内，膜组件内的水流方向会出现反向流动。
反渗透膜元件虽然拥有一定的耐背压能力，但任何时刻只要产水压力高于进水或浓水压力达到0.05MPa以上时，反渗透膜就有可能发生复合层之间的剥离或松动，一定程度上破坏RO膜组件的原始结构（如图3），这就是反渗透膜的背压损坏现象。
当背压损伤发生时，反渗透系统脱盐率会下降，变化幅度与背压强度相关；一定程度的提高进水压力时，脱盐率通常会有小幅回升。
3. 背压损伤通常发生在哪里？
通过对众多反渗透系统的现场故障分析及检查，反渗透膜元件的背压损坏常率先发生于系统最后一段的最后一支膜元件上，更确切的说，背压损坏大概率是最先发生于反渗透系统各个膜壳中距离浓水出口最近的膜元件上。
当对受背压的膜元件进行解剖时，通常还会看到受到产水背压严重损坏的膜叶在平行于产水管的最外侧出现拆痕，常常靠近最外侧的膜袋粘接线处。
膜的破裂最有可能出现在进水侧、最外侧和浓水侧这三处粘接密封线附近，其它位置受到进水网格的支撑，很多网格的小格内就会出现很多气泡状剥离，使得膜脱盐层受到强烈拉伸，导致膜元件的脱盐率降低。
4. 如何检测背压损伤？
系统一旦出现脱盐率下降问题，可以首先通过分布规律法（图4）和探针测试法（图5）确定受损膜元件；也可以对单支膜元件进行探针测试确定膜元件哪个部位出现泄漏，出现背压损伤的膜元件浓水端的透盐率一般高于进水端的透盐率，或者说产水电导曲线出现明显的上升（跳点）。
确定损伤的膜元件后，可以对膜元件解剖，目测检查膜片上的损伤痕迹，出现膜面剥离的现象（如图3）即判定由背压所致。
5. 背压损伤后如何解决？
背压损伤发生后，膜元件的脱盐率会明显下降，产水量急剧上升，通过化学清洗也无任何恢复效果。因此，背压故障一旦发生，由于没有彻底修复的可能性，如果产水电导率不能满足要求，则只能更换膜元件。