反滲透系統(tǒng)性能下降的原因分析及預(yù)防措施

孫硅 申軍鋒

摘 要：某超超臨界活力發(fā)電廠采用全膜水處理系統(tǒng)生產(chǎn)除鹽水，運(yùn)行六年后出現(xiàn)模塊污染，處理下降等問題，其中以反滲透最為嚴(yán)重，通過檢查模塊，結(jié)合運(yùn)行中出現(xiàn)的參數(shù)變化及數(shù)據(jù)綜合分析，其原因?yàn)榉礉B透膜元件受到了有機(jī)物及其他污染物的混合污染，其中生物污染是造成反滲透系統(tǒng)處理下降最重要的原因，對(duì)系統(tǒng)清洗后有所好轉(zhuǎn)。對(duì)此，建議進(jìn)行加強(qiáng)進(jìn)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)、及時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗等措施。

關(guān)鍵詞：超超臨界機(jī)組；全膜水處理；反滲透；水處理

1 存在問題

某超超臨界機(jī)組鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)采用全膜水處理系統(tǒng)，即自清洗過濾器（AF）、超濾（UF）、反滲透（RO）及連續(xù)電除鹽系統(tǒng)（CEDI）系統(tǒng)結(jié)合，逐級(jí)除去原水中雜質(zhì)及鹽分的除鹽系統(tǒng)。具體工藝流程如下：

江水→凈水站→清水箱→清水泵→自清洗過濾器（AF）→超濾（UF）裝置→超濾水箱→超濾水泵→一級(jí)保安過濾器→一級(jí)高壓泵→一級(jí)反滲透（RO）裝置→一級(jí)淡水箱→一級(jí)淡水泵→二級(jí)保安過濾器→二級(jí)反滲透（RO）裝置→二級(jí)淡水箱→二級(jí)淡水泵→連續(xù)電除鹽（CEDI）系統(tǒng)→除鹽水箱→除鹽水泵→各除鹽水用水點(diǎn)。

在全膜系統(tǒng)調(diào)試完成后試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)其水質(zhì)及水量均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，甚至出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)要求，隨著正式投產(chǎn)正式運(yùn)行時(shí)間增加，反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)脫鹽率下降，處理量降低，水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等情況，期間聯(lián)系設(shè)備廠家對(duì)反滲透膜元件進(jìn)行了化學(xué)清洗，清洗后再次投運(yùn)情況有所好轉(zhuǎn)，但再次投運(yùn)后出力仍逐漸降低。

2 原因分析及預(yù)防措施

2.1 一級(jí)反滲透入口壓力變化不大的情況下，因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)行濃水側(cè)逐漸積鹽，一段壓降、二段壓降逐漸增大， 2列總壓降明顯大于1列總壓降，出水量基本相同，出現(xiàn)這種情況有兩種可能：一是1列一級(jí)反滲透膜有一定的降解或者輕微破裂，二是2列一級(jí)反滲透積鹽結(jié)垢比較嚴(yán)重，詳細(xì)參數(shù)見表1。

2.2 保安過濾器壓差高，濾芯更換頻繁，其主要雜質(zhì)來源可能為次氯酸鈉、還原劑及阻垢劑加藥系統(tǒng)在配藥過程中帶入的雜質(zhì)或者加藥管道、法蘭、閥門等被藥劑腐蝕后帶入系統(tǒng)的腐蝕產(chǎn)物，建議嚴(yán)格控制配藥過程，防止不必要雜質(zhì)帶入藥箱，并檢查確認(rèn)加藥系統(tǒng)腐蝕狀況，更換相應(yīng)腐蝕元件，及時(shí)改善反滲透運(yùn)行環(huán)境。

2.3 反滲透的化學(xué)清洗周期為半年到一年，目的是清除膜表面的結(jié)垢、積鹽及正常沖洗不能除掉的污物，恢復(fù)膜的除鹽性能，前幾次清洗化學(xué)清洗系統(tǒng)各設(shè)備正常，清洗效果良好，恢復(fù)了膜的性能，對(duì)膜損傷不大。建議以正常運(yùn)行中控制好系統(tǒng)參數(shù)及加藥量為主，化學(xué)清洗為輔，盡量減少清洗次數(shù)以防止不必要的膜損傷。

2.4 二級(jí)反滲透的回收率基本保持不變，脫鹽率均逐漸下降但仍滿足要求，兩列出水電導(dǎo)率都略微升高，與入口電導(dǎo)率逐漸升高對(duì)應(yīng)，可能由氫氧化鈉加藥量過剩所造成，詳細(xì)參數(shù)見表2。但同時(shí)二級(jí)反滲透入口PH基本不變，數(shù)據(jù)異常，可能為PH表不準(zhǔn)或所取水樣代表性差等原因。

2.5 二級(jí)反滲透整體運(yùn)行中存在的問題：二級(jí)反滲透系統(tǒng)啟動(dòng)后加堿泵同時(shí)啟動(dòng)，但需要很長(zhǎng)時(shí)間堿液才能進(jìn)入系統(tǒng)提高入口PH，在進(jìn)藥前系統(tǒng)出水水質(zhì)差，而且在堿液進(jìn)入系統(tǒng)后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)峰值，對(duì)系統(tǒng)造成沖擊。系統(tǒng)停運(yùn)之后，PH表又會(huì)慢慢升高到上限，為管道中殘余堿液在設(shè)備停運(yùn)后逐漸流入系統(tǒng)內(nèi)所致，長(zhǎng)期運(yùn)行將使膜處于可承受PH范圍之外，從而縮短膜的壽命。分析產(chǎn)生原因?yàn)?號(hào)加堿管道或法蘭處有與大氣相通的點(diǎn)，泵停運(yùn)后，藥液流入系統(tǒng)，泵啟動(dòng)則需藥液重新填充管道。

3 解決方案

3.1 全膜水處理系統(tǒng)進(jìn)水必須控制在一定范圍內(nèi)，尤其是濁度及微生物。出水水質(zhì)不在控制范圍內(nèi)或者惡化時(shí)，及時(shí)調(diào)整凈水站加藥量，保證其出水濁度合格，若在高溫季節(jié)或者江水TOC含量較高時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)在進(jìn)水口加定量的次氯酸鈉除去水中的微生物，保證清水箱及超濾系統(tǒng)不受微生物污染。

3.2 反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)壓差上升及達(dá)到清晰條件時(shí)，要進(jìn)行化學(xué)清洗，確保反滲透系統(tǒng)在污染較輕的情況下得到及時(shí)處理，使模塊能保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 反滲透系統(tǒng)在投運(yùn)及停運(yùn)時(shí)必須嚴(yán)格按照操作程序執(zhí)行，防止急啟急停壓力沖擊，運(yùn)行過程中保證加入的還原劑、阻垢劑以及堿量達(dá)標(biāo)，否則長(zhǎng)時(shí)間在非正常介質(zhì)環(huán)境下運(yùn)行會(huì)對(duì)膜本身造成不可逆轉(zhuǎn)損傷。