淺談膜設(shè)備常見故障的預(yù)防處理方法

孫奇斌

（山西京能呂臨發(fā)電有限公司，山西 呂梁 033200）

一、火電廠除鹽水制備不同工藝下的不同膜設(shè)備類型

火電廠常用的膜設(shè)備主要有超濾（納濾）、反滲透、EDI。

超濾主要用于過濾預(yù)處理后水中的少量懸浮物，為下游的反滲透安全運(yùn)行提供必要條件。反滲透一般分為一級(jí)/二級(jí)反滲透，采用不同的水處理工藝，超濾、反滲透的工藝不同，采用陰陽(yáng)床及混床制備除鹽水的工藝主要采用超濾+一級(jí)反滲透的模式，采用EDI 除鹽的工藝主要采用超濾+一級(jí)反滲透+二級(jí)反滲透的模式。

二、膜設(shè)備應(yīng)用中易出現(xiàn)的各類故障

1.超濾在對(duì)預(yù)處理后的水質(zhì)進(jìn)行深度過濾時(shí)，易出現(xiàn)堵塞、產(chǎn)水濁度偏高、產(chǎn)水淤泥污染指數(shù)高的現(xiàn)象。超濾的堵塞主要以高含量的有機(jī)物和懸浮物堵塞為主。

2.反滲透在運(yùn)行過程中，一級(jí)反滲透易出現(xiàn)結(jié)垢、有機(jī)物堵塞和產(chǎn)水電導(dǎo)率高、脫鹽率偏低的現(xiàn)象。二級(jí)反滲透不易出現(xiàn)堵塞情況，但易隨著一級(jí)反滲透產(chǎn)水水質(zhì)的變化和加藥量的調(diào)整，出現(xiàn)產(chǎn)水鹽分含量波動(dòng)較大的現(xiàn)象。

3.反滲透膜的表面污堵現(xiàn)象：反滲透在日常運(yùn)行過程中，除一段有機(jī)物污堵、二段結(jié)垢污堵，導(dǎo)致一段二段壓差上升，產(chǎn)水量下降外，還存在表面污堵現(xiàn)象。表面污堵的主要特征為進(jìn)水壓力上升，進(jìn)水流量下降，段間壓差下降，產(chǎn)水量下降，反滲透段間壓差下降的主要原因?yàn)檫M(jìn)水流量下降引起。

因此在判斷膜系統(tǒng)是否污堵時(shí)，需要結(jié)合其進(jìn)水流量、壓力、段間壓差、產(chǎn)水量、回收率等指標(biāo)綜合判斷，得出最終結(jié)論，以采取合理有效的清洗手段。

4.EDI 在日常運(yùn)行過程中，若因二級(jí)反滲透產(chǎn)水水質(zhì)不合格和運(yùn)行參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，易出現(xiàn)EDI 模塊失效，產(chǎn)水水質(zhì)不合格的情況。

三、各類故障的原因分析及對(duì)策

1.超濾出現(xiàn)堵塞的主要原因是預(yù)處理出水水質(zhì)變差。一般的預(yù)處理工藝都是以混凝、沉淀、過濾為主。影響混凝沉淀效果的因素較多，主要因素是進(jìn)水濁度、加藥濃度、進(jìn)水流量、水溫、流速、藥劑選型、反應(yīng)時(shí)間。通過人為干預(yù)和調(diào)整的因素主要為進(jìn)水流量和加藥濃度以及藥品的選擇。因此對(duì)于不同水源，選擇對(duì)應(yīng)的混凝劑對(duì)預(yù)處理的效果影響較為重要。在日常的操作調(diào)整中，應(yīng)逐步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，跟隨進(jìn)水水質(zhì)的變化情況，及時(shí)調(diào)整加藥、排泥，確保系統(tǒng)始終處于良好的混凝反應(yīng)狀態(tài)。如：機(jī)械加速澄清池投運(yùn)初期，未形成足量的有效活性污泥，需投加黏土，并增大加藥量以盡快形成足量的活性污泥，用于建立泥渣循環(huán)，以達(dá)到較好的混凝沉淀效果，機(jī)械加速澄清池投運(yùn)初期，產(chǎn)水水品質(zhì)較差，在下游的過濾設(shè)備無法保障產(chǎn)水品質(zhì)能滿足感鍋爐補(bǔ)給水過濾系統(tǒng)所需水質(zhì)時(shí)，應(yīng)將機(jī)加池的初期產(chǎn)水回收至系統(tǒng)入口進(jìn)行再次混凝沉淀處理，以確保不會(huì)造成下游超濾系統(tǒng)堵塞。相對(duì)于機(jī)械加速澄清池，斜板沉淀池運(yùn)行相對(duì)較易調(diào)整，保證適宜進(jìn)水流量增減和適宜的加藥量、排泥周期和排泥量，即可保證產(chǎn)水品質(zhì)優(yōu)良。

2.另外，超濾系統(tǒng)出現(xiàn)產(chǎn)水水質(zhì)變差也是常見現(xiàn)象之一。因進(jìn)水水質(zhì)變差、超濾膜出現(xiàn)斷絲等情況，均會(huì)造成超濾產(chǎn)水水質(zhì)不合格的現(xiàn)象。在出現(xiàn)超濾產(chǎn)水水質(zhì)不合格的情況下，首先需排查進(jìn)水濁度是否有明顯上升，另外及時(shí)排查超濾系統(tǒng)是否存在斷絲情況，并及時(shí)進(jìn)行反洗、清洗等操作，以提高超濾的過濾效率。

常見的超濾從進(jìn)水流向上分為內(nèi)壓式、外壓式，從過濾方式分為死段過濾和錯(cuò)流過濾。超濾污堵的主要原因?yàn)檫M(jìn)水指標(biāo)嚴(yán)重變差、反洗周期設(shè)置不合理、反洗方式不科學(xué)、反洗強(qiáng)度偏低等因素。反洗強(qiáng)度是超濾嚴(yán)重污堵的一個(gè)重要原因，如出現(xiàn)超濾反洗強(qiáng)度持續(xù)偏低，每次反洗后超濾產(chǎn)水指標(biāo)、產(chǎn)水量、段間壓差等指標(biāo)均有好轉(zhuǎn)，但未徹底恢復(fù)，經(jīng)過長(zhǎng)周期的反洗—運(yùn)行-反洗周期后，超濾會(huì)呈現(xiàn)產(chǎn)水逐步下降、壓差逐步升高，最終導(dǎo)致徹底堵塞的現(xiàn)象。此時(shí)必須通過高強(qiáng)度的化學(xué)清洗來恢復(fù)超性能。超濾反洗強(qiáng)度的印象因素主要由反洗水泵出力不夠、反洗保安過濾器堵塞等原因引起。其中如果使用水源為高堿度、高硬度水質(zhì)，在超濾堿洗環(huán)節(jié)、極易出超濾反洗保安過濾堵塞的情況，此時(shí)如果由于運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，未及時(shí)采取有效的處理措施，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的日積月累，導(dǎo)致超濾嚴(yán)重堵塞，因此超濾的正常運(yùn)行，除了必須加強(qiáng)正常運(yùn)行期間的進(jìn)水流量、進(jìn)水壓力、跨膜壓差、產(chǎn)水指標(biāo)的監(jiān)督外，還需加強(qiáng)超濾反洗指標(biāo)的監(jiān)督，如反洗流量、反洗壓力、反洗藥品濃度、pH 等。

3.反滲透系統(tǒng)易出現(xiàn)堵塞和脫鹽率不合格的情況。由于一級(jí)反滲透是對(duì)原水進(jìn)行預(yù)脫鹽的第一站，在原水處理、過濾、超濾系統(tǒng)出現(xiàn)水質(zhì)不合格的情況下，極易造成反滲透膜的污堵。反滲透在出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)分析堵塞原因。反滲透一段壓差高，即表明一段發(fā)生堵塞，一段堵塞主要以有機(jī)物堵塞為主，二段堵塞主要以結(jié)垢堵塞為主。通過分析判斷，若為有機(jī)物污堵，則需檢查原水預(yù)處理殺菌情況、超濾的產(chǎn)水水質(zhì)、反滲透進(jìn)水的淤泥污染指數(shù)、反滲透保安過濾器濾芯運(yùn)行數(shù)據(jù)，找到污染源。若為二段污堵，則需檢查反滲透的回收率是否正常，阻垢劑加藥量是否合適，藥劑是否失效，來水水質(zhì)（堿度、硬度等指標(biāo)）是否發(fā)生明顯變化。在找到反滲透堵塞的根本原因后，根據(jù)不同原因采取對(duì)應(yīng)的處理措施，如：若為有機(jī)物污堵，則需調(diào)整原水的混凝沉淀及殺菌劑的投加，并采取針對(duì)性的堿性清洗，若為結(jié)垢堵塞，則考慮對(duì)原水進(jìn)行軟化，反滲透入口調(diào)整加酸量、阻垢劑加藥量，核查阻垢劑性能是否滿足水質(zhì)需求，并進(jìn)行酸性清洗。

4.經(jīng)過超濾、一級(jí)、二級(jí)反滲透的過濾、除鹽處理，EDI 運(yùn)行不易出現(xiàn)堵塞，出現(xiàn)堵塞則以結(jié)垢堵塞和維護(hù)不當(dāng)、微生物滋生堵塞為主。定期對(duì)EDI 進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)沖洗，即可保持EDI 良好的運(yùn)行狀態(tài)。在EDI 出現(xiàn)產(chǎn)水量下降、產(chǎn)水指標(biāo)不合格時(shí)，需及時(shí)調(diào)整模塊電壓，濃水、極水流量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)EDI 模塊的充分再生后，方可投入正常運(yùn)行，如果出現(xiàn)產(chǎn)水指標(biāo)長(zhǎng)時(shí)間不合格，則需檢查個(gè)別模塊是否存在故障漏水情況。另外EDI 運(yùn)行中嚴(yán)禁斷水，出現(xiàn)斷水情況，極易對(duì)模塊造成不可逆的損壞。

四、膜清洗常用清洗劑的選擇及條件控制

1.超濾膜堵塞一般以有機(jī)物堵塞為主，堿性清洗宜選擇氫氧化鈉、次氯酸鈉進(jìn)行清洗，酸性清洗宜選擇鹽酸或者檸檬酸進(jìn)行清洗。藥劑濃度易配置為0.1%氫氧化鈉和0.2%次氯酸鈉進(jìn)行堿性清洗，配置0.2%的鹽酸或2%的檸檬酸進(jìn)行酸性清洗，酸性清洗溫度控制30～35℃為宜，堿性清洗控制清洗液溫度35～40℃為宜。

2.反滲透的堵塞較為常見，一般以一級(jí)反滲透一段有機(jī)物污堵、二段結(jié)垢污堵為主，在反滲透發(fā)生污堵時(shí)，初步的清洗可選用常見的鹽酸、檸檬酸、氫氧化鈉、EDTA 等酸堿藥劑進(jìn)行清洗。由于反滲透容易出現(xiàn)鐵、鈣、有機(jī)物等污染物的堵塞，清洗劑易選擇有絡(luò)合能力的有機(jī)清洗劑進(jìn)行清洗，在普通的清洗劑清洗后無法達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，則需選擇專用的清洗劑并增大清洗強(qiáng)度，如延長(zhǎng)清洗循環(huán)時(shí)間和浸泡周期，并在清洗過程中根據(jù)清洗液濃度變化的情況適時(shí)更換清洗液。

膜處理工藝在水處理行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，為確保水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少設(shè)備損耗和投資費(fèi)用，膜設(shè)備的正常使用和日常維護(hù)尤為重要，做好膜設(shè)備的正確使用和合理維護(hù)是保障水處理系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。

五、助凝劑（聚丙烯稀酰胺）對(duì)膜系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響與預(yù)防

1.在原水預(yù)處理過程中，往往通過投加混凝劑、助凝劑等藥劑，以除去水中懸浮物和部分有機(jī)物，為下游過濾、預(yù)除鹽設(shè)備創(chuàng)造良好條件。

2.在原水預(yù)處理混凝沉淀效果不好、藥劑投加量控制不當(dāng)，導(dǎo)致部分未完全沉淀的小分子殘余助凝劑（聚丙烯酰胺）進(jìn)入下游系統(tǒng)，對(duì)膜系統(tǒng)造成污堵，由于反滲透膜材料的特性，與助凝劑結(jié)合，造成膜系統(tǒng)的嚴(yán)重污堵，陽(yáng)離子助凝劑對(duì)膜系統(tǒng)的影響尤為嚴(yán)重，對(duì)膜系統(tǒng)易造成不可逆的損壞。

3.在原水預(yù)處理過程中，在非必須情況下，盡量不投加助凝劑。如果在不投加助凝劑（聚丙烯酰胺）的情況，原水預(yù)處理出水水質(zhì)無法滿足要求，則可少量投加助凝劑，且投加助凝劑為陰離子型。水中殘余聚丙烯酰胺可通過分光光度法進(jìn)行粗略檢測(cè)，為防止殘余量過多，在原水預(yù)處理過程中投加助凝劑（聚丙烯酰胺）的前提下，對(duì)原水出水水質(zhì)進(jìn)行聚丙酰胺殘余量檢測(cè)，出水殘余大量聚丙酰胺時(shí)，應(yīng)停止此類水源進(jìn)入膜系統(tǒng)。

4.原水預(yù)處理過程中投加聚丙烯酰胺時(shí)，在膜系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視，對(duì)進(jìn)水壓力、產(chǎn)水水質(zhì)、超濾跨膜壓差、反滲透段間壓差等指標(biāo)重點(diǎn)監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，及時(shí)停機(jī)檢查。通過打開膜元件檢查膜原件堵塞情況，如果檢查發(fā)現(xiàn)膜元件表面或端頭有明顯粘稠狀物質(zhì)，則以有機(jī)物無堵塞為主，超濾系統(tǒng)發(fā)生有機(jī)物污堵時(shí)，則以次氯酸鈉及堿清洗為主，反滲透系統(tǒng)發(fā)生有機(jī)物污堵，以非氧化性殺菌和堿洗為主，通過清洗恢復(fù)膜系統(tǒng)至正常狀態(tài)。

總之，膜系統(tǒng)日常運(yùn)行中，造成系統(tǒng)出水指標(biāo)下降、污堵的情況的因素較多，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)合理調(diào)整原水預(yù)處理運(yùn)行方式，保證良好的預(yù)處理效果，以減少因水質(zhì)不合格對(duì)膜系統(tǒng)造成損壞，同時(shí)對(duì)膜系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)做好根據(jù)記錄，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常及時(shí)分析排查，并通過查詢歷史數(shù)據(jù)判斷造成膜系統(tǒng)異常的原因，進(jìn)而采取有效解決措施。

六、結(jié)束語(yǔ)

膜設(shè)備的應(yīng)用已普及，并逐步深入生活的每個(gè)角落，諸如小區(qū)內(nèi)的直飲水系統(tǒng)、家中安裝的凈水器系統(tǒng)，均是一系列膜設(shè)備的過濾、軟化過程。通過超濾、反滲透的過濾出去水懸浮物和大部分雜質(zhì)離子，在進(jìn)行礦化、殺菌，以達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。在該類系統(tǒng)膜設(shè)備出現(xiàn)堵塞、產(chǎn)水指標(biāo)下降時(shí)，往往采用直接更換的模式，此法會(huì)造成一定的資源浪費(fèi)，在采取合理的手段對(duì)膜元件進(jìn)行清洗后，可進(jìn)行再利用，已減少資源浪費(fèi)。

對(duì)膜設(shè)備性能的了解是確保膜系統(tǒng)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)，該文章是通過日常運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)積累，總結(jié)出膜設(shè)備常見的各類問題的分析、判斷和解決思路，以供參考。