监测反渗透（RO）系统的运行是最大限度地减少对水质有不利影响并缩短膜使用寿命的一项基本要求。

仪表在为系统操作员提供一种持续监控水质和系统运行性能的方法中扮演着重要的角色。没有它，操作者将不会意识到潜在的问题，直到它们表现为水质恶化或膜性能下降。

设备制造商提供了多种选择，可以为RO配备所需的监视设备。本文讨论了一些必不可少的监视仪器，这些仪器应成为每个RO系统的组成部分。这包括：

• 温度

• 流

• 压力

• 比电导

• pH值

• 氧化还原电位（ORP）

温度

RO膜的标准温度为77F。冷水比温水浓，这会减少通过膜的通量（每平方英尺每天加仑）。在高于77 F的温度下，通量增加；在低于77 F的温度下，通量减小。

一些反渗透系统配备了给水预热器，以保持恒定的温度。更普遍地，温度在窄范围内波动。随着温度的变化，渗透流量将成比例地增加或减少。这使得更加难以确定渗透流量的减少是否是给水温度变化的结果，还是更严重的情况（例如膜表面结垢）的结果。例如，在77 F下运行时，额定值为100 gpm的RO系统将在58 F下产生80 gpm。

膜制造商发布了温度校正系数表，用于将渗透流归一化至标准77 F设计温度。将给定给水温度下的实际渗透流量乘以温度校正系数得出在标准工作温度和压力下的理论渗透流量。

此外，如果水处理系统在RO之前装有介质过滤器和/或离子交换软化剂，以去除悬浮固体和其他膜污垢，则建议使用温度仪表以使操作员对反冲洗流量进行调整以补偿在不同温度下水密度的变化。大多数介质过滤器需要40％到50％的床膨胀率，以确保在反冲洗过程中去除过滤的固体。但是，床层过度膨胀可能会导致部分介质倒流到下水道中。过滤介质和离子交换供应商会发布图表和图形，以最佳的反冲洗流量表示为加仑每分钟每平方英尺（gpm / ft2）与水温的关系。应适当进行调整，

流

工业反渗透系统通常设计为回收75％的给水作为渗透物。剩余的25％的给水以浓盐水（也称为废品或废物）的形式排入废水中。在这些操作条件下，进水中存在的溶解固体在盐水流中浓缩4倍。

RO的设计可在4：1的浓度比下可靠地运行，而不会在水通道和膜表面上过多沉积不溶性盐。在这些条件下，设备制造商规定了给水质量。采用适当的预处理方法，例如过滤，软化和/或化学注入，以确保RO在75％的回收率下连续，可靠地运行。但是，如果长时间允许回收率超过75％，则难溶的盐和金属氧化物可能会在膜组件内形成沉积物。的确，如果给水的质量符合要求，某些反渗透系统可以在80％至85％的回收率下可靠地运行。由于以更高的恢复效率进行操作更加有效，

至少应在给水，渗透流和排出流上安装流量仪表。通过将渗透流量除以给水流量来计算回收率。例如，如果回收率超过最大极限值（75％），则应调节废液流量控制阀以增加排放量。相反，如果回收率太低，则应减少流向废品的废料流量。

还建议记录给水和废料的总耗水量。这提供了系统产生的渗透物加仑的记录，从而有助于预测下一次膜的清洁或更换。

反渗透系统上游的介质过滤器的性能也会受到流量的影响。通常，安装两个或多个并行运行的过滤器。每个过滤器上都应安装单独的流量计，以确保过滤器之间的流量平衡。如果一个过滤器积累了固体，更多的流量将被转移到其他过滤器。同样，应监控通过每个过滤器的流量，以防止过大的漂洗水流速，后者倾向于压实介质并将物料推过床，使床层进入膜压力容器，从而弄脏膜。

具体的电导率

比电导率测量水的电导率，在25°C下以每厘米微西门子或每厘米微欧表示。比电导越高，溶解固体的浓度越高。这是一个非常简单的测试，通常用作水质的一般指标。

反渗透膜能够排除给水中99％或更多的溶解固体。剩余的固体穿过膜进入渗透液。

电导率仪器提供了一种快速简便的方法来确定脱盐率和整个反渗透系统中盐通过率的百分比。这些测量可以通过安装在给水和渗透水流上的在线仪表进行。读数显示在RO控制面板上，并由系统控制器记录。此外，手持式或台式电导率仪可用于测试来自RO的抓取样品，以及将在线仪器的测试结果与标准实验室测试仪进行比较。

通过将渗透率电导率除以给水电导率来进行百分比盐通过率计算。排盐百分比是通过从100％中减去盐通过量来确定的。

新型反渗透系统通常以总盐分通过1％至2％的方式运行。有趣的是，随着新膜的“破损”，盐通过的百分比有时会降低。认为这是由于膜表面致密化而导致孔径减小的结果。

无论如何，随着时间的推移监视百分比的盐通过是有益的且有用的。随着膜的老化，其性能会受到物理和化学变化的影响。在某些情况下，膜会受到积聚在膜表面的无机和有机污垢的不利影响。在其他情况下，例如在受到氯和其他氧化剂的化学侵蚀的情况下，膜会降解。盐通过量的增加是膜状况的指标。该信息也有助于估计膜组件的剩余使用寿命。此外，记录清洗前后盐通道的变化有助于评估清洗方法在恢复膜功能性方面的有效性。

压力

反渗透系统的驱动力是高压给水泵。多级反渗透泵通常在超过100 psig的压力下运行。当然，这取决于给水质量和反渗透设计。总的趋势是将变频驱动器（VFD）集成到RO设计中以提高能效。

当水流过RO模块中的水通道时，高压给水流和盐水（废液或废水）流之间会发生压降。如果水通道被无机垢，有机材料或悬浮固体污染，则压差会增加。在反渗透操作中经常会遇到这种情况，因为在组件的整个使用寿命中都会发生膜的沉积和结垢。

在某些时候，必须清洁或更换隔膜以将压差恢复到可接受的水平。膜制造商发布了确定压力差增加何时需要清洁的指南。一般准则是增加10％到15％。例如，如果RO首次投入使用时给水与废液之间的归一化压力差为40 psig，则当压力差在44至46 psig范围内时，应考虑进行膜清洁。

工业反渗透系统配置为由一个或多个级组成的阵列。两级阵列例如可以由第一级中的4个压力容器，然后是第二级中的2个压力容器组成。应在反渗透阵列的每个级之间安装压力表，以监控每个级的压降。第二阶段（和第三阶段，如果这样设计的话）可能会更容易结垢，因为随着水从一个阶段流到另一个阶段，溶解的固体就会浓缩。

还建议在渗透物流上使用压力表。当水从进水侧到渗透侧通过膜渗透时，压降很大。跨膜压差被监测为净驱动压力。随着模块的老化，流经膜的阻力可能会增加，从而导致净驱动压力相应增加。

RO阵列之前的预处理系统包括一个最终的5微米过滤器。这可能是药筒或袋式过滤器罐。在这两种情况下，过滤器均应配备入口压力表和出口压力表，以监控压差。当差值在15至20 psig范围内时，需要更换过滤器元件。同样，应监控介质和/或碳过滤器的压差，以确定何时需要反洗。

pH值

根据当地的水质，许多反渗透系统需要调节给水的pH值，以最大程度地减少水道中矿物质垢的形成。如果是这种情况，则使用无机酸（通常为盐酸，因为它会形成更易溶的盐）。准确控制给水的pH值对于防止酸化过度或酸化很重要。在线pH计和酸进料控制器通常用于此目的。在线探针感应pH值，并向控制器发送信号以增加或减少酸计量泵的输出。使用这样的控制系统，重要的是经常清洁和校准pH探头，以确保准确和可靠的读数。通常，建议每周校准。

作为酸进料的替代方法，反渗透进水的离子交换软化将防止形成矿物垢沉积物。这样就无需进行pH监测和控制。

ORP

氯会腐蚀薄膜复合膜，从而导致膜降解和相应的性能损失，如盐通过量的增加所表明的。如果将其暴露于任何水平的氯中，都会造成膜损坏，并且随着时间的流逝，这种影响会不断累积。因此，制造商坚持要求在RO系统之前完全去除残留的氯。这可以通过活性炭过滤或化学注入亚硫酸氢钠来实现。

氧化还原电位（ORP）仪器是监测和控制亚硫酸氢盐剂量的常用方法。但是，应仔细监控这种进料方法，因为除氯残留量外的其他因素也会影响ORP读数。例如，亚硫酸氢钠往往会降低给水的pH值，这会导致ORP读数增加。这将向化学药品进料系统发出信号，以增加亚硫酸氢盐泵的输出，从而导致化学药品的过量进料。与所有化学品进料和控制系统一样，需要进行认真的监视，校准和控制，以确保可靠且准确的操作。