2020年度反滲透系統(tǒng)操作規(guī)程

反滲透系統(tǒng)操作規(guī)

程

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反滲透系統(tǒng)操作規(guī)程

（一）、反滲透基礎(chǔ)：

一、反滲透原理：

反滲透，英文為ReverseOsmosis,它所描繪的是一個(gè)自然界

中水分自然滲透過程的反向過程。早在1950年美國(guó)科學(xué)家

DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意中發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時(shí)從海面啜起一

大口海水，隔了幾秒后吐出一小口的海水。她由此而產(chǎn)生疑問：

陸地上由肺呼吸的動(dòng)物是絕對(duì)無法飲用高鹽份的海水，那為什么

海鷗就能夠飲用海水呢？這位科學(xué)家把海鷗帶回了實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過

解剖發(fā)現(xiàn)在海鷗嚷嗦位置有一層薄膜，該薄膜構(gòu)造非常精密。海

鷗正是利用了這薄膜把海水過濾為可飲用的淡水，而含有雜質(zhì)及

高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外。這就是以后逆滲透法（Reverse

Osmosis簡(jiǎn)稱R.0）的基本理論架構(gòu)。

對(duì)透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜成為半透膜。一般將只能透過

溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜視為理想的半透膜。當(dāng)把相同體積的

稀溶液（如淡水）和濃液（如海水或鹽水）分別置于一容器的兩

側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，

向濃溶液側(cè)流動(dòng)，濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高

度，形成一個(gè)壓力差，達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透

壓。滲透壓的大小決定于濃液的種類，濃度和溫度與半透膜的性

質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，濃溶液中

的溶劑會(huì)向稀溶液流動(dòng)，此種溶劑的流動(dòng)方向與原來滲透的方向

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相反，這一過程稱為反滲透。即在進(jìn)水（濃溶液）側(cè)施加操作壓

力以克服自然滲透壓，當(dāng)高于自然滲透壓的操作壓力施加于濃溶

液側(cè)時(shí)，水分子自然滲透的流動(dòng)方向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，進(jìn)水（濃溶液）中

的水分子部分經(jīng)過膜成為稀溶液側(cè)的凈化產(chǎn)水（請(qǐng)參見下圖）。

二、反滲透過程

根據(jù)反滲透原理可知，滲透和反滲透必須與具有允許溶劑（水

分子）透過的半透膜（反滲透膜或納濾膜）聯(lián)系在一起才有意義，才

會(huì)出現(xiàn)滲透現(xiàn)象和反滲透操作。

反滲透膜：允許溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)分子透過的一種

功能性的半透膜稱為反滲透膜；

膜元件：將反滲透膜膜片與進(jìn)水流道網(wǎng)格、產(chǎn)水流道材料、

產(chǎn)水中心管和抗應(yīng)力器等用膠粘劑等組裝在一起，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水與

產(chǎn)水分開的反滲透過程的最小單元稱為膜元件；

膜組件：膜元件安裝在受壓力的壓力容器外殼內(nèi)構(gòu)成膜組

件;

膜裝置：由膜組件、儀表、管道、閥門、高壓泵、精密過濾

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器、就地控制柜和機(jī)架組成的可獨(dú)立運(yùn)行的成套單元膜設(shè)備稱為

膜裝置，反滲透過程經(jīng)過該膜裝置來實(shí)現(xiàn)；

膜系統(tǒng)：針對(duì)特定水源條件和產(chǎn)水要求設(shè)計(jì)的，由預(yù)處理、

加藥裝置、增壓泵、水箱、膜裝置和電氣儀表連鎖控制的完整膜

法水處理工藝過程稱為系統(tǒng)。

待處理的進(jìn)水經(jīng)過高壓泵被連續(xù)升壓后入膜裝置內(nèi)，在膜元

件內(nèi)進(jìn)水被分成濃度低的或更純的產(chǎn)水，稱為透過液和濃度高的

濃水。濃水調(diào)節(jié)閥控制成為產(chǎn)水和濃水的比例即裝置回收率。

進(jìn)水流量進(jìn)水濃度

三、影響反滲透性能的因素

產(chǎn)水通量和脫除率是反滲透過程中的關(guān)鍵參數(shù)，針對(duì)特定系

統(tǒng)條件，水通量和脫除率是膜的本征特性，而膜系統(tǒng)的水通量和

脫除率則主要受壓力、溫度、回收率、進(jìn)水含鹽量和pH值影響。

具體影響情況見下表：

加產(chǎn)水量透鹽率

有效壓力nftu

溫度。fttl

回收率。uft

進(jìn)水含鹽量。un

n表示增加?u表示降低.

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四、定義

回收率：指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分率。

膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的，設(shè)置在濃水管道上

的濃水閥能夠調(diào)節(jié)并設(shè)定回收率?；厥章食３ＯＭ畲蠡员惬@

得最大的產(chǎn)水量，可是應(yīng)該以膜系統(tǒng)內(nèi)不會(huì)因鹽類等雜質(zhì)的過飽

和發(fā)生沉淀為它的極限值。

脫鹽率：經(jīng)過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中除去總可溶性的雜質(zhì)濃

度的百分率。

透鹽率：脫鹽率的相反值，它是進(jìn)水中溶解性的雜質(zhì)成份透

過膜的百分率。

滲透液：經(jīng)過膜系統(tǒng)產(chǎn)生的凈化產(chǎn)水。

流量：流量是指進(jìn)入膜元件的進(jìn)水流率，常以每小時(shí)立方

米（m3/h）或每分鐘加侖表示（gpm）。濃水流量是指離開膜元

件系統(tǒng)的未透過膜的那部分的“進(jìn)水”流量。這部分濃水含有從

原水水源帶入的可溶性的組份，常以每小時(shí)立方米（m3/h）或每

分鐘加侖表示（gpm）o

通量：以單位膜面積透過液的流率，一般以每小時(shí)每平方

米升（l/m2h）或每天每平方英尺加侖表示（gfd）。

淡水：凈化后的水溶液，為反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水。

濃水：未透過膜的那部分溶液，如反滲透系統(tǒng)的濃縮水。

（二）、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)采用單級(jí)兩段的連續(xù)處理方式，為了平衡被拿走的產(chǎn)

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水并保持每段內(nèi)原水的流速均勻性，每段壓力外殼的數(shù)量按進(jìn)水

水流方向遞減，本系統(tǒng)的排列比例為7：40每套反滲透系統(tǒng)有11

個(gè)壓力容器，每個(gè)壓力容器中有6支膜元件，第一段由7個(gè)壓力容

器組成，第二段由4個(gè)壓力容器組成。第一段的濃水出水為第二段

的進(jìn)水，兩段的產(chǎn)水和為總產(chǎn)水，濃水由第二段排出。整套系統(tǒng)

的回收率為75%。

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濃水出水

進(jìn)

611水

學(xué)

；青嬴6x4R0膜化

洗

清

出水阻垢劑投加

進(jìn)

水

98還原劑投加

10

淡水出水5

6x7RO膜

▼S

高壓

泵

精密過濾器

RO運(yùn)行狀態(tài)控制表（控制閥狀態(tài):一關(guān)閉;O開啟）

閥門名稱運(yùn)行清洗一清洗二

1進(jìn)水閥

2高壓泵進(jìn)水閥（電動(dòng)）

3高壓泵出水閥

4排氣閥（電動(dòng)）

5淡水出水閥

6濃水出水閥

7化學(xué)清洗進(jìn)水閥（一段）

8化學(xué)清洗進(jìn)水閥（二段）

9化學(xué)清洗濃水回水閥（一段）

10化學(xué)清洗淡水回水閥

11化學(xué)清洗濃水回水閥（二段）

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（三）、操作說明

一、反滲透運(yùn)行前準(zhǔn)備：

1、開始啟動(dòng)設(shè)備之前，首先檢查供電電源是否打開，應(yīng)使

之處于打開狀態(tài)。

2、檢查前級(jí)處理設(shè)備（纖維過濾器或連續(xù)微濾）供水端總

進(jìn)水閥是否打開，而且水壓保持在0.2-0.4Mpa壓力范圍內(nèi)。

3、檢查各管路管件、加藥系統(tǒng)的狀況。

4、電器線路是否完整，接線是否可靠。檢查高低壓控制器

上、下限控制指針的位置，高壓泵進(jìn)口前的低壓控制下限指針

在O.IMpa位置。

5、打開高壓泵進(jìn)出口閥門（①、③），濃水排放閥（⑥）

和淡水出口閥門（⑤），關(guān)閉各取樣閥門。

6、檢查高壓泵機(jī)械部分是否靈活，如發(fā)現(xiàn)異常，需采取必

要措施予以處理。

7、開啟反滲透裝置的總電源開關(guān)（電源指示燈亮），預(yù)設(shè)

變頻器的運(yùn)行頻率（變頻器運(yùn)行頻率的預(yù)設(shè)方法參考有關(guān)說明

書）。

8、打開過濾器的放氣閥門，待放氣閥門出水后，關(guān)閉放氣

閥。預(yù)處理給水壓力應(yīng)保持保安過濾器出口壓力表（高壓泵前壓

力）指示在（）.15-0.4Mpa范圍內(nèi)。

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二、就地手動(dòng)控制:

1、將I就地/遠(yuǎn)控I按鈕旋至就地位置,再將I手動(dòng)/就地/自動(dòng)I按

鈕旋至手動(dòng)位置。利用預(yù)處理給水壓力，使水經(jīng)過高壓泵進(jìn)入

反滲透組件2分鐘，以排除組件及管路中的空氣。

2、開啟高壓泵、低壓運(yùn)行(0.3-0.5Mpa)5-10分鐘，以沖

洗膜元件，然后緩慢調(diào)節(jié)濃水排放閥⑥，使壓力緩慢上升，10

分鐘后升至額定壓力約1.0?1.5MPa。(此時(shí)也能夠看淡水、濃

水出水流量計(jì)調(diào)解，以回收率不大于75%為準(zhǔn))注：此處壓力

調(diào)節(jié)參看《壓力調(diào)節(jié)》

3、檢查各段壓力，檢查淡水和濃水的流量是否正常。調(diào)整

濃水出水閥門，以確保裝置的回收率不大于75%。

4、關(guān)機(jī)：

反滲透系統(tǒng)每次啟動(dòng)關(guān)閉，都牽涉到壓力與流量的改變，

因此對(duì)膜元件造成機(jī)械應(yīng)力，因此應(yīng)盡量減少開關(guān)次數(shù)，同

時(shí)，正常的開動(dòng)程序也應(yīng)越平穩(wěn)越好，進(jìn)水壓力上升要緩慢。

當(dāng)關(guān)閉RO膜系統(tǒng)時(shí)，先關(guān)閉高壓泵10秒后關(guān)閉進(jìn)水閥。

三、就地自動(dòng)控制

1、開機(jī)運(yùn)行：在系統(tǒng)手動(dòng)正常運(yùn)行各閥門正確位置，給

水壓力為0.2—0.4Mpa時(shí)，將|就地/遠(yuǎn)控|按鈕旋至就地位置,將

手動(dòng)/就地/自動(dòng)|按鈕旋至自動(dòng)位置,控制系統(tǒng)將選擇于自動(dòng)控制

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狀態(tài)（即程序控制方式）。2分鐘后系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。

2、自動(dòng)停機(jī)：反滲透系統(tǒng)在下面幾種情況可自動(dòng)停機(jī)

1）本設(shè)備具有高、低壓保護(hù)功能。當(dāng)原水供水不足，壓力

下降到一定值（小于O.IMpa）或壓力過大（大于0.5Mpa）

時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉RO系統(tǒng)，達(dá)到保護(hù)高壓泵和RO膜

的目的。當(dāng)原水壓力恢復(fù)時(shí)關(guān)掉控制回路電源開關(guān)消警，合上

開關(guān)設(shè)備恢復(fù)工作。設(shè)備報(bào)警自動(dòng)停機(jī)或恢復(fù)啟動(dòng)后，操作者

應(yīng)及時(shí)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。因?yàn)樵畨毫Φ母淖儠?huì)改變?cè)O(shè)備原

有的運(yùn)行狀態(tài)。

2）阻垢劑、還原劑加藥箱也設(shè)有液位保護(hù)功能。當(dāng)藥箱液

位過低時(shí)，高壓泵停止工作。

3）人為停機(jī)：將|手動(dòng)/就地/自司按鈕旋至手動(dòng)位置,系統(tǒng)

將手動(dòng)停機(jī)。

（四）、化學(xué)清洗

1、化學(xué)清洗條件

膜表面的污垢將加速系統(tǒng)性能的下降，如減少產(chǎn)水流量，

降低脫鹽率。污垢的另一個(gè)負(fù)面現(xiàn)象是進(jìn)水和濃水間的壓差增

加。只要措施得力及時(shí)，就能夠很有效地進(jìn)行系統(tǒng)清洗，最大

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限度地恢復(fù)膜系統(tǒng)的性能。但若拖延太久才進(jìn)行清洗，則很難

完全將污染物從膜面上清洗掉。

在正常操作過程中，反滲透元件內(nèi)的膜片會(huì)受到無機(jī)鹽

垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機(jī)物質(zhì)的污染。操作過程

中這些污染物沉積在膜表面，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水流量和系統(tǒng)脫

鹽率分別下降或同時(shí)惡化。當(dāng)下列情況出現(xiàn)時(shí)，需要清洗膜元

件：（在所有運(yùn)行參數(shù)不變的情況下）

-標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量降低10%以上

-進(jìn)水和濃水之間的標(biāo)準(zhǔn)化壓差上升了15%

-標(biāo)準(zhǔn)化透鹽率增加5%以上

以上的標(biāo)準(zhǔn)（基準(zhǔn)）比較條件取自系統(tǒng)經(jīng)過最初48小時(shí)運(yùn)

行時(shí)的操作性能。

2、化學(xué)清洗安全注意事項(xiàng)

①.在下列各章節(jié)中，當(dāng)使用任何清洗化學(xué)品時(shí)，必須遵循

獲得認(rèn)可的安全操作規(guī)程。關(guān)于化學(xué)品安全性、使用方法和排

放處理方面的細(xì)節(jié)請(qǐng)咨詢?cè)摶瘜W(xué)品制造商。

②.當(dāng)準(zhǔn)備清洗液時(shí)，應(yīng)確保在進(jìn)入元件循環(huán)之前，所有的

清洗化學(xué)品得到很好的溶解和混合。

③.在清洗化學(xué)藥品與膜元件循環(huán)之后，應(yīng)采用高品質(zhì)的不

含余氯等氧化劑的水對(duì)膜元件進(jìn)行沖洗（最低溫度＞20。0,推

薦用膜系統(tǒng)的產(chǎn)水，如果對(duì)管道沒有腐蝕問題時(shí)，可用經(jīng)脫氯

的飲用水和經(jīng)預(yù)處理的給水。在恢復(fù)到正常操作壓力和流量

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前，必須注意開始要在低流量和壓力下沖洗大量的清洗液。另

外，在清洗過程中清洗液也會(huì)進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)，因此，產(chǎn)水必須排

放10分鐘以上或直至系統(tǒng)正常啟動(dòng)運(yùn)行后產(chǎn)水清澈為止。

④.在清洗液循環(huán)期間，pH2?10時(shí)溫度不應(yīng)超過50℃,

pHl?11時(shí)溫度不應(yīng)超過35℃,pHl?12時(shí)溫度不應(yīng)超過

30℃o

⑤.對(duì)于直徑大于6英寸的元件，清洗液流動(dòng)方向與正常運(yùn)

行方向必須相同，以防止元件產(chǎn)生“望遠(yuǎn)鏡”現(xiàn)象，因?yàn)閴毫?/p>

容器內(nèi)的止推環(huán)僅安裝在壓力容器的濃水端。在小型元件的系

統(tǒng)清洗時(shí)也建議注意這一點(diǎn)，清洗流程如示意圖所示。

高

保

壓

安

濾

水

器

泵

清洗液溫含

清洗液流量計(jì)

清洗制排st

讓學(xué)清洗水息

3、清洗步驟

1）配制清洗液

下表列舉了適宜的清洗藥品，這些酸性和堿性清洗劑是標(biāo)準(zhǔn)的清

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洗藥品，酸性清洗劑用于清除包括鐵污染在內(nèi)的無機(jī)污染物，而

堿性清洗劑用于清洗包括微生物在內(nèi)的有機(jī)污染物。由于使用硫

酸會(huì)引起硫酸鈣沉淀的危險(xiǎn)，不應(yīng)選作清洗劑。最好采用膜系統(tǒng)

的產(chǎn)水配制清洗液，當(dāng)然在很多情況下也能夠使用經(jīng)過預(yù)處理的

合格預(yù)處理出水（反滲透出水）來配制清洗液。原水可能緩沖容

量很大，需要消耗更多的酸或堿才能達(dá)到規(guī)定的pH值，酸性清洗

的pH約為2左右，堿性清洗的pH約為12左右。

本套工藝配置清洗液為酸堿兩種，堿性清洗液為0.1%NaOH（W）

即：每噸水中投加IKgNaOH（片堿），配置后pH約為12左右。

酸性清洗液為0.2%HCL（W）即：每噸水中投加6L鹽酸溶液（工

業(yè)用濃鹽酸多為30%左右），配置后pH約為2左右。

01%(W)NaOH或0.1%(W)NaOH或0.2%(W)0.5%0/V)

清洗液1.0%(W)10%(W)2.0%(W)

污染廣10%(W)Na4EDTA0.025%(W)Na-SDSHCIH2PO4

NaSO*NHSOH檸檬酸

【pH12/30°C便大值)】【PH12/30P(最大值)】鹽酸22碉酸23

無機(jī)鹽垢

最？:可以可以可以

（如CaCO2）

酶酸鹽垢

最好可以

(CaS041BaS04)

金屬氧化物

最好可以可以可以

（如帙）

無機(jī)膠體

最好

（淤泥）

硅可以最好

微生物臏可以髭好

作第一步清洗作第一步清洗作第二步

百機(jī)物

可以星好清洗最好

1（W）表示有效成份的重量百分含量；

2按順序污染物化學(xué)式符號(hào)為：CaCO3表示碳酸鈣；CaSO4表示

硫酸鈣；BaSO4表示硫酸鋼。

3按順序清洗化學(xué)品符號(hào)為：NaOH表示氫氧化鈉；Na4EDTA表

示乙二胺四乙酸四鈉，陶氏化學(xué)生產(chǎn)該產(chǎn)品的商標(biāo)為

VERSENE*；Na-

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SDS表示十二烷基磺酸鈉鹽，又名月硅酸鈉；HC1表示鹽酸；

Na2s204表示亞硫酸氫鈉；H3Po4表示磷酸；NH2so3H表示亞

硫酸氫胺。

4為了有效的清洗硫酸鹽垢，必須盡早的發(fā)現(xiàn)和處理，由于硫酸

鹽垢的溶解度隨清洗液含鹽量的增加而增加，能夠在NaOH和

Na4EDTA的

清洗液中添加NaCL當(dāng)結(jié)垢一周以上時(shí)，硫酸鹽垢的清洗成功性

值得懷疑。

5檸檬酸是無機(jī)鹽垢的可選清洗劑。

2）低流量輸入清洗液。

首先用清洗水泵混合一遍清洗液，預(yù)熱清洗液時(shí)應(yīng)以低流量。然

后以盡可能低的清洗液壓力置換元件內(nèi)的原水，其壓力僅需達(dá)到

足以補(bǔ)充進(jìn)水至濃水的壓力損失即可（用小泵，操作壓力0.1—

0.2Mpa）,即壓力必須低到不會(huì)產(chǎn)生明顯的滲透產(chǎn)水。低壓置換

操作能夠最大限度的減低污垢再次沉淀到膜表面，視情況而定，

排放部分濃水以防止清洗液的稀釋。

3）循環(huán)。

當(dāng)原水被置換掉后，濃水管路中就應(yīng)該出現(xiàn)清洗液，讓清洗液循

環(huán)回清洗水箱并保證清洗液溫度恒定（最適宜溫度為20—

30℃）o

4）浸泡。

停止清洗泵的運(yùn)行，讓膜元件完全浸泡在清洗液中。有時(shí)元件浸

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泡大約1小時(shí)就足夠了，但對(duì)于頑固的污染物，需要延長(zhǎng)浸泡時(shí)

間，如浸泡10—15小時(shí)或浸泡過夜。為了維持浸泡過程的溫度，

可采用很低的循環(huán)流量（約為小泵流量的10%,流量大小可用清

洗泵的回水閥調(diào)解）。

5）高流量水泵循環(huán)。

高流量循環(huán)30—60分鐘（大泵，操作壓力0.3—0.4Mpa）。高流量

能沖洗掉被清洗液清洗下來的污染物。如果污染嚴(yán)重，請(qǐng)采用高

于所規(guī)定的50%的流量將有助于清洗，在高流量條件下，將會(huì)出

現(xiàn)過高壓降的問題，對(duì)多元件壓力容器最大允許壓降為0.35Mpa

（進(jìn)出水壓差，即進(jìn)水壓力不得高于0.45Mpa）,以先超出為限。

6）沖洗。

預(yù)處理的合格產(chǎn)水能夠用于沖洗系統(tǒng)內(nèi)的清洗液（反滲透出

水），為了防止沉淀，最低沖洗溫度為20℃。系統(tǒng)沖洗時(shí)間約為1

小時(shí)。

7）重新啟動(dòng)系統(tǒng)。

必須等待元件和系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，記錄系統(tǒng)重新啟動(dòng)后的運(yùn)行參

數(shù)，清洗后系統(tǒng)性能恢復(fù)穩(wěn)定的時(shí)間取決于原先污染的程度。為

了獲得最佳的性能，有時(shí)需要多次的清洗和浸泡步驟。

注：本套設(shè)備清洗為分段清洗，每段的閥門開關(guān)情況依照RO運(yùn)行

狀態(tài)控制表。

（五）、壓力調(diào)解

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1、進(jìn)水壓力，經(jīng)過調(diào)節(jié)進(jìn)水提升泵的回流水量來控制，控制

在0.2—0.4Mpa。

2、高壓泵進(jìn)水壓力，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于高壓泵前精密過濾器后，當(dāng)

高壓泵進(jìn)水閥（電動(dòng)）打開時(shí)，顯示壓力應(yīng)該與進(jìn)水壓力保持一

致。

3、高壓泵出水壓力，經(jīng)過緩慢調(diào)節(jié)濃水排放閥⑥，使之壓

力控制在1—1.5Mpa。（此時(shí)也能夠看淡水、濃水出水流量計(jì)

調(diào)解，以回收率不大于75%為準(zhǔn)）

4、濃水出水壓力，此壓力與高壓泵出水壓力的差值視為標(biāo)

準(zhǔn)壓力（水溫20℃時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)壓力應(yīng)為0.3Mpa左右），標(biāo)準(zhǔn)壓力

越小證明反滲透膜通量越高，運(yùn)行越穩(wěn)定。（標(biāo)準(zhǔn)壓力也受到

溫度影響，水溫在4—45℃之間時(shí)，水溫每下降1度，產(chǎn)水量將

下降3%,標(biāo)準(zhǔn)壓力也隨之增加0.03Mpa左右）。

5、化學(xué)清洗進(jìn)