纯化水制备系统的预处理环节故障会带来多方面的影响,具体如下:
对后续处理设备的影响
1.增加反渗透设备负担:
若石英砂过滤器故障,未能有效拦截水中的悬浮物、胶体等大颗粒杂质,这些杂质会进入后续的反渗透设备。在反渗透膜表面,杂质容易沉积、结垢,导致反渗透膜的膜孔堵塞,降低膜的有效过滤面积,使水透过膜的阻力增大,进而影响反渗透膜对离子的截留效率。同时,为了维持一定的产水量,可能需要提高操作压力,这又会进一步加剧膜的损坏风险,缩短反渗透膜的使用寿命。
当活性炭过滤器出现故障,比如对余氯的吸附去除不完全时,余氯会进入反渗透设备,而余氯具有强氧化性,会氧化破坏反渗透膜的高分子材料结构,使膜的性能快速下降,出现膜孔变大、对离子截留能力变差等情况,严重影响反渗透环节的除盐效果和产水质量。
软化器故障导致对原水中钙、镁等硬度离子去除不充分,大量硬度离子进入反渗透设备,容易在反渗透膜表面形成碳酸钙、氢氧化镁等水垢,降低膜的通量,影响膜的正常工作,而且后续清理这些水垢也较为复杂,增加了维护成本和难度。
2.影响离子交换树脂性能:
如果预处理环节不能有效去除水中的悬浮物、有机物等杂质,这些杂质会随着水流进入离子交换设备,覆盖在离子交换树脂表面或者堵塞树脂的孔隙,阻碍树脂与水中离子的充分接触,从而降低树脂的交换容量,使其对水中离子的去除能力减弱。另外,水中残留的氧化性物质等若未被预处理环节去除,还可能使树脂 “中毒”,失去活性,进一步影响离子交换环节的正常运行和除盐效果。
3.干扰 EDI 系统稳定运行:
进入 EDI 系统的水如果含有较多的悬浮物、胶体、未被去除的硬度离子以及有机物等杂质,会影响 EDI 模块内部的离子交换膜、电极等组件的正常工作。例如,悬浮物可能堵塞 EDI 模块的水流通道,使水在模块内不能均匀分布和顺畅流动;硬度离子可能在模块内结垢,影响离子迁移;有机物可能吸附在离子交换膜上,降低膜的导电性能和离子交换能力,最终导致 EDI 系统的除盐效率降低,出水电导率升高,无法达到预期的水质净化效果。
对水质的影响
1.电导率升高:
由于预处理环节故障使得后续各处理设备不能高效工作,水中的各种杂质,尤其是离子杂质不能被充分去除,最终导致纯化水出水电导率升高。例如,原水经过故障的预处理后,大量的溶解性固体、重金属离子等依然留存于水中,经过后续的反渗透、离子交换、EDI 等环节后,仍有部分残余,使出水的离子浓度超出正常范围,电导率不符合要求,影响其在对水质要求较高的制药、电子工业等领域的使用。
2.微生物滋生风险增加:
如果预处理环节无法有效去除水中的有机物、胶体等营养物质,这些物质会残留在水中,为微生物的生长繁殖提供了良好的条件。在整个纯化水制备系统的管道、设备内,微生物容易滋生并形成生物膜,生物膜不仅会向水中释放代谢产物等杂质,进一步污染水质,还会影响设备的正常运行,比如堵塞管道、降低设备的热交换效率等,而且生物膜内的微生物还可能释放内毒素等有害物质,对于制药用水等来说,这是严重不符合质量要求的情况。
3.水质稳定性变差:
故障的预处理环节不能对原水进行稳定有效的处理,使得进入后续环节的水质波动较大,最终导致出水的各项水质指标也不稳定。例如,原水的悬浮物含量忽高忽低,经过有故障的预处理后,后续处理设备难以应对这种变化,导致纯化水的浊度、电导率等指标不能保持在稳定合格的范围内,影响其可靠使用,尤其对于那些需要稳定高质量纯化水的生产工艺,会造成较大的干扰。
对系统运行成本及效率的影响
1.增加清洗维护频率及成本:
由于预处理环节故障导致杂质进入后续设备,使各设备更容易被污染、结垢等,需要更频繁地对反渗透设备、离子交换设备、EDI 系统等进行清洗维护,比如增加反渗透膜的化学清洗次数、离子交换树脂的再生频率等。而且清洗维护所使用的化学试剂、耗材等用量也会相应增加,这无疑提高了系统运行的成本,同时也耗费更多的人力和时间来进行这些维护操作。
2.降低产水效率:
预处理环节故障引发的后续设备问题,如反渗透膜通量降低、离子交换树脂交换能力下降、EDI 系统除盐效率降低等情况,都会导致整个纯化水制备系统的产水效率下降。具体表现为在相同的时间内,产水量减少,不能满足生产工艺对纯化水用量的需求,可能需要额外增加设备或者延长运行时间来获取足够的纯化水,这也进一步增加了运行成本和能源消耗。
综上所述,纯化水制备系统的预处理环节故障会给整个系统的运行、水质以及成本等诸多方面带来不利影响,所以保障预处理环节的正常运行至关重要。