农村苦咸水淡化设备运行中出现的问题及技术分析_张凯

64http://www.jsbwater.com经验交流Communion水工业市场2009年第10期以反渗透技术为核心的苦咸水淡化设备现已被广泛应用于农村苦咸水、高氟水处理领域，并取得良好效果。但是因为在设备的设计、加工以及运行维护中存在对细节的忽略，造成这些设备在使用一段时间后往往会出现各种故障，包括产水水量降低、水质恶化、设备无法运行等。经过分析，产生这些故障的原因各不相同，但是都与设备的设计、使用、维护的细节有关。本文结合对反渗透水处理设备的现场运行、维护、调研等过程中遇到的各种技术故障，讨论了故障的成因并给出了解决方法，进而分析了产生故障的原因，为设计、使用这类设备提供了参考。从这些故障分析可以看出，设计加工反渗透设备并不是简单的元件的堆砌，而运行反渗透设备也不可能是简单的启闭操作，只有严格地对待设计与运行中的细节才能保证设备的稳定运行。而如果要在中国农村推广该类设备，既需要更系统更全面的设计，同时也面临着成本提高与设备折旧费用之间的矛盾。一、前言以卷式反渗透膜为核心的水处理设备因其具有运行成本低、淡化处理效果好等特点被广泛使用于海水淡化、苦咸水淡化领域。近年来随着国家对农村饮水安全的投入加大，反渗透式苦咸水淡化设备被广泛用于农村地区，以解决当地高氟水、苦咸水的问题，并取得了良好效果。但是在农村推广这些水处理设备时也遇到技术与管理上的若干问题，使得很多设备在安装初期运行良好，但是使用一段时间之后会出现各种故障，以至于设备无法正常运行。这些故障包括设备启动故障、产水水质变差、产水水量不足等；严重的造成设备破损，无法继续运行。造成这些现象既有技术上的问题，也有管理上的问题。本文将结合曾经完成的水利部948项目、以及农村饮水安全相关调研中遇到的技术问题进行探讨，总结问题所在，并对设备的技术改进与管理模式提出方案。二、研究背景本文中涉及的现场事例来源于项目组承担的水利部948项目“含氟苦咸水饮用安全技术”，以及相关的反渗透除氟降盐设备的现场调研。设备运行地点为天津市静海县及大港区，设备处理的原水为地下水，原水含盐量从1.5g/L到12g/L不等，氟化物含量从1.5mg/L到3.3mg/L不等。设备包括引进的国外设备，也包括国产的反渗透设备。这些反渗透设备都采用了相同的流程，即入水经过砂滤罐F-1过滤之后，流经保安过滤器CF进入高压泵HP，被增压后进入反渗透器件RO，盐、水分离之后产水被收集罐装。流程见图1。三、现场实例及分析1、现场实例1：设备启动故障及保安过滤芯堵塞过快(1)背景天津市静海县某水厂，使用设备为进口苦咸水淡化设备，每小时产水1吨，每天运行3-4小时。该设备的优点是预处理保护完善，按照水质进行了相关设计；自动化程度高。该设备在安装前，经取样检测了原水中的铁锰离子、COD、氨氮等指标，其中铁锰离子未检出。该地区供水为深井水通过变频泵直接供农村苦咸水淡化设备运行中出现的问题及技术分析文/张凯1杨世鹏2寇立娟2周潮洪1曹大正1（1天津市水利科学研究院；2天津市水务局农田水利处）图1反渗透设备流程http://www.jsbwater.com65Communion经验交流水工业市场2009年第10期给，除深井泵和主管路为铁质，其他管路都是PVC材质，井泵每天供水16小时。设备运行约1个月之后，为了保障该设备的正常运转，在设备的供水管路中接入了储水罐和增压泵P1（见图1），增压泵P1的作用是使得设备的入水带有一定压力，以保证高压泵的启动。储水罐为铁质外壳，玻璃钢内衬；增压泵为普通铁质材料。原水水质为TDS达到1.5g/L，氟化物含量1.5mg/L，产水水质为TDS<50mg/L，氟化物<0.1mg/L。(2)故障现象设备运行初期产水正常，保安过滤芯CF连续使用3个月之后两侧的压降不超过0.3bar；拆卸下来的PP棉喷熔保安过滤芯保持白色，内部含有灰色杂质。通过目测，入水一侧的杂质明显多于出水一侧，杂质呈不均匀分布。但是设备在运行7个多月后出现故障，表现为设备启动之后大约1-2天新更换的保安过滤芯就发生堵塞，滤芯呈现棕黄色，且污堵分布均匀，看不出进水、出水端污堵物的空间分布。同时伴随产水水质变差，电导率升高。如图2所示。严重的时候设备则无法启动。(3)相应检查对故障发生后的设备进行了水质化验。取样分析了设备入水水质，同时现场测试了前置砂滤罐F-1出水的浊度。现场启动设备，对各监测仪表、指示灯的变化进行记录分析。拆出反渗透膜进行目测。(4)测试结果及分析经现场测试，发现设备无法启动是因为入水管路上的压力保护开关以及高压泵前的压力保护开关的过水通道被铁锈堵死，无法感应压力，也就无法输出信号给PLC控制程序，导致设备无法启动。经测试沙滤罐出水的浊度不高于1.0NTU，满足进入保安过滤器的要求，保安过滤器不存在被固体杂质堵塞的可