鍋爐補給水處理系統(tǒng)保安過濾器濾芯頻繁污堵原因分析及治理

摘 要：為防止污染物堵塞保安過濾器濾芯以及反滲透膜，對頻繁堵塞原因進行分析，并采取針對性的有效措施，徹底解決膜系統(tǒng)污堵問題。

關鍵詞：反滲透;保安過濾器;污堵;超濾;有機物;膠體

1 工程概況

重慶石柱發(fā)電廠新建工程鍋爐補給水水源為長江上游庫區(qū)水，水處理主要設備由盤式過濾器、超濾、一級反滲透、二級反滲透、混床組成。

保安過濾器濾芯頻繁污堵，化學清洗頻繁。不僅造成備件損耗大、化學藥劑使用多，也影響反滲透設備的正常運行。因此必須盡快找出保安過濾器濾芯污染的原因。

2.水處理系統(tǒng)簡介

2.1系統(tǒng)流程

長江水→取水泵船取水泵→配水井濾網(wǎng)間→高密度沉淀池→綜合水池→過濾升壓泵→無閥濾池→化學水泵→盤式過濾器→超濾→超濾水泵→一級反滲透→高壓泵→中間水箱→中間水泵→二級反滲透→高壓泵→淡水箱→淡水泵→混床→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房凝補水箱。

2.2 反滲透系統(tǒng)概述

共設兩套反滲透設備，出力分別為2×57t/h、2×45t/h，反滲透膜組件采用日本旭化成公司生產(chǎn)的抗污染型聚酰胺復合膜。

2.3 保安過濾器基本情況

保安過濾器精度5μm，目的是防止水中的大顆粒物損壞反滲透膜。

2.4 系統(tǒng)加藥情況

反滲透阻垢劑采用美國亞仕蘭原裝進口阻垢劑，加藥量為4mg/L。

反滲透還原劑采用亞硫酸氫鈉，溶藥濃度為2%，進水ORP值設定為-150MV～+150MV。

原水投加混凝劑。

3.現(xiàn)場異常情況

一級、二級反滲透系統(tǒng)于2014年1月調(diào)試完成投入試運行，2014年7月兩臺機組168正式投入運行，投產(chǎn)后一級反滲透保安過濾器濾芯頻繁堵塞，更換頻率由初期的1-2個月逐漸惡化到每周更換一次，且一級反滲透膜一段壓差持續(xù)上升，系統(tǒng)制水量逐漸減少。

投產(chǎn)初期保安過濾器濾芯堵塞，打開反滲透保安過濾器端蓋檢查。濾芯顏色為深褐色且有大量鐵屑、水箱內(nèi)襯防腐等;進入夏季后堵塞越發(fā)頻繁，濾芯表面有大量黃色、褐色、綠色的黏附物，并伴隨著刺鼻的惡臭味。對管道內(nèi)部沖洗后也發(fā)現(xiàn)大量黏附物沖出，沖洗后再次滋生黏附物。

保安過濾器堵塞后，伴隨著一級反滲透一段、二段壓差也逐漸上升，最高時一段壓差達到0.5MPa，二段達到0.3MPa.通過化學清洗后壓差有所下降，化學清洗排出的清洗液產(chǎn)生大量黃色的黏附物;化學清洗后運行1～2月一段壓差、二段壓差又開始逐漸上升。

4 反滲透系統(tǒng)污染物種類

4.1 聚鋁等膠體污堵：在預處理中使用了陽離子混凝劑聚鋁，沉積在膜表面形成膠體污染。超濾發(fā)生斷絲造成膠體攔截率降低，進而直接進入保安過濾器污堵濾芯。

4.2 有機物污堵：預處理未投加殺菌劑、還原劑加入量過多，造成微生物大量滋生繁殖，粘附在膜表面形成生物粘膜。使系統(tǒng)運行壓差升高，產(chǎn)水量下降。

4.3 鈣鎂等沉積物結垢：往往發(fā)生在一級反滲透的二段，濃水中過量的溶解鹽沉淀結垢。

4.4 固體顆粒物等堵塞：機組新系統(tǒng)投運時沖洗不徹底，系統(tǒng)管道內(nèi)泥土、鐵銹及超濾水箱殘余的防腐材料等。這些是機械性污堵，是可以預防的。

5 對污染物樣品進行化驗分析

將污堵保安過濾器濾芯郵寄美國3M中國有限公司過濾實驗室進行分析，利用SEM掃描電鏡、EDS能譜儀對來樣進行分析：

（1）濾芯完整，濾芯表面存在肉眼可見污物，濾芯過濾層放大看，有明顯顆粒及條狀物，顏色各異。

（2）經(jīng)電鏡掃描后與空白對比樣相比，濾芯纖維內(nèi)部污物堵塞。

（3）經(jīng)EDS能譜分析，顆粒污染物構成C，O為多，且同時含有Fe、Ca、S、Al、Si、P等成分。

6.原因分析

6.1采用長江水作為水源，預處理只加入混凝劑，混凝劑加藥量一直平穩(wěn)，出水濁度較好，保安濾芯內(nèi)部有聚鋁，說明超濾系統(tǒng)有斷絲現(xiàn)象，對膠體等攔截率降低，造成進入保安濾芯堵塞。

6.2采用長江水作為水源，預處理未加入殺菌劑，只是在盤式過濾器出口管道混合器加入殺菌劑，流速過快、管道長度過短，造成殺菌劑殺菌效果較差，造成微生物滋生較快，造成有機物進入保安過濾器堵塞濾芯。

6.3反滲透一段壓差升高發(fā)生在保安過濾器污堵之后，而且隨著運行時間的延長呈持續(xù)上升趨勢，反映出有機物污堵嚴重，從污染物化驗結果來看，污染物的主要成分為有機物質(zhì)，無機組分主要是鐵。

污染物已經(jīng)透過濾芯進入反滲透一段端口，可以判斷反滲透污染的原因是保安過濾器污堵后污染物穿透濾芯造成的;二段壓差也相對較高，反映Ca、Mg等離子進入，反映出超濾膜有斷絲現(xiàn)象。

6.4 一級反滲透保安過濾器入口未加裝ORP表，無法判斷還原劑加入量是否合理。反滲透設備運行中加入還原劑主要是為了除去設備殘余的氧化性殺菌劑，防止反滲透膜被氧化，還能把系統(tǒng)中的高價鐵還原成亞鐵。但還原劑投入過量會使系統(tǒng)中存有大量的硫酸鹽，硫酸鹽還原菌在無氧或缺氧的狀態(tài)下，利用硫酸鹽中的氧，進行氧化反應而得到了能量，形成了細菌群，硫酸鹽還原菌造成保安過濾器及反滲透膜生物污堵，鐵的來源可能與水箱或管道防腐有關。

7.處理措施

（1）在原水預處理高密度沉淀池新加裝殺菌劑加藥系統(tǒng)1套，采用次氯酸鈉，從源頭控制原水中的有機物滋生，保證水體適當?shù)挠嗦戎怠?/p>

（2）停止投加助凝劑聚丙烯酰胺，避免堵塞膜系統(tǒng)，增加膜系統(tǒng)負擔。

（3）一級反滲透入口加裝ORP表，控制在-150MV～+150MV。

（4）定期對超濾膜進行斷絲的氣密性試驗，共檢查出3支超濾膜不同程度地斷絲，更換后超濾出水濁度控制在0.2NTU范圍內(nèi)，且對膠體懸浮物攔截率達到99.9%以上，保安過濾器沒有發(fā)生膠體堵塞。

（5）定期對反滲透膜進行化學清洗，清洗工藝是酸洗→堿洗→非氧殺菌→再堿洗，清洗后一段壓差和出力基本恢復到洗前水平。

（6）超濾水箱每周定期沖擊投加非氧化性殺菌劑，提高殺菌效果，防止水箱內(nèi)的水長期停滯滋生有機物。

（7）加強保安過濾器濾芯的驗收，采用質(zhì)量和精度有保證的產(chǎn)品，運行過程中差壓達到0.15MPa及時更換。

（8）利用機組大小修的機會及時對水箱內(nèi)部進行清理并對水箱防腐進行檢查。

（9）確保阻垢劑藥品的品質(zhì)，提高阻垢效果，定期沖洗、清理藥箱。

（10）機組停備期間，每天定期進行低壓沖洗一次，沖洗時間為10min。

經(jīng)過以上治理措施后，再沒有發(fā)生過濾芯污堵問題，濾芯壓差一直維持在較低范圍內(nèi)。反滲透保安過濾器至保安過濾器濾芯的更換周期由之前的最短一周一次延長至最長9個月更換一次，大大降低保安過濾器濾芯的更換數(shù)量和膜系統(tǒng)化學清洗的頻率，節(jié)省保安過濾器濾芯的采購費用和清洗藥劑的采購費用。

8.結語

通過上述分析，確定保安過濾器濾芯污堵和反滲透一段污染的主要原因是：（1）預處理水質(zhì)控制不好，未加裝殺菌劑加藥系統(tǒng);（2）還原劑加藥量大造成硫酸鹽還原菌，且無ORP表進行監(jiān)視;（3）超濾膜斷絲，造成對膠體的攔截率降低。

通過堅持實施上述控制措施，徹底解決了保安過濾器濾芯污堵的問題，證實了治理效果是有效可行的。但仍要堅持對反滲透設備加強監(jiān)督和維護，提高運行人員的責任心，加強技術培訓，從而保證設備的安全可靠運行。

作者簡介：

云程（1985-），性別：男，民族：漢，籍貫：湖北省黃石市，當前職務：設備部點檢長，當前職稱：工程師，學歷：大學本科，研究方向：電廠水處理設備及管理.