火電廠反滲透系統(tǒng)污堵原因分析

0反滲透污堵系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)滲透（ro）技術(shù)是一種以壓力為推動力的膜分離技術(shù)。它具有效率高、占地面積小、運(yùn)營成本低等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于化工、能源、制藥、冶金、食品、市政項(xiàng)目等領(lǐng)域。本文以某沿海火電廠(以下簡稱火電廠)反滲透水處理系統(tǒng)為例，針對該系統(tǒng)的污堵問題進(jìn)行了多角度分析，探討了污堵原因，提出了針對性解決方案，在解決本次反滲透污堵故障的同時也提出了長期穩(wěn)定運(yùn)行建議，可為類似問題的處理提供參考。1反滲透系統(tǒng)制水系統(tǒng)火電廠采用河水作為鍋爐補(bǔ)給水水源，以超濾-反滲透-離子交換工藝為核心的預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，制得符合要求的除鹽水。該預(yù)處理系統(tǒng)中，反滲透系統(tǒng)在20℃狀態(tài)下的額定制水能力為4×150m反滲透系統(tǒng)制水流程為超濾產(chǎn)水泵(即反滲透給水泵)-阻垢劑加藥點(diǎn)-還原劑加藥點(diǎn)-SDI測點(diǎn)-反滲透保安過濾器-反滲透高壓泵-反滲透膜組件-反滲透產(chǎn)水箱-反滲透產(chǎn)水泵-離子交換處理系統(tǒng)。來水在超濾系統(tǒng)前投加NaClO殺菌劑以防止菌藻滋生，反滲透系統(tǒng)投加NaHSO火電廠反滲透系統(tǒng)運(yùn)行控制要求一段壓差<0.3MPa,進(jìn)水SDI2反滲透分段清洗2020年7月至8月期間，火電廠反滲透系統(tǒng)在出水流量基本穩(wěn)定的情況下，一段壓差異常頻繁快速升高，化學(xué)清洗周期由15d減小至在5～6d(見圖1)。其中7月20日20時至7月24日4時期間，反滲透一段壓差由0.149MPa快速上升至0.278MPa,已十分接近一段壓差的報警值。頻繁化學(xué)清洗極大影響了系統(tǒng)的正常制水，周期制水量由18萬～20萬t下降至3萬～5萬t(見表1),最低時僅為3.4萬t。異常運(yùn)行期間進(jìn)水SDI不僅如此，在此期間反滲透保安過濾器壓差上升快速，3周內(nèi)即由23kPa上升至107kPa。更換濾芯后壓差恢復(fù)至19kPa,但在2周內(nèi)又快速增大至110kPa,濾芯更換周期較之前的3個月大幅縮短。初步判斷是反滲透膜污堵導(dǎo)致了反滲透膜一段壓差和濾芯壓差的異常快速升高。3關(guān)于高校排水、廢水堵塞的原因3.1反滲透膜組件分析取反滲透系統(tǒng)一段膜殼內(nèi)首尾兩支反滲透膜組件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化性能測試，檢測結(jié)果如表2所示。反滲透膜組件實(shí)際脫鹽率較正常值(99.2%～99.8%)略有下降，實(shí)際產(chǎn)水量0.63m拆開反滲透膜組件進(jìn)行宏觀檢查，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水側(cè)膜表面附著了一層黃褐色粘稠物質(zhì)(見圖2),有明顯的腥臭味。類似的污染物也在反滲透進(jìn)水母管、反滲透保安過濾器出口管和保安過濾器濾芯發(fā)現(xiàn)，但未在還原劑加藥點(diǎn)之前的管路及設(shè)備發(fā)現(xiàn)類似污染物。3.2污染物成分分析在反滲透膜表面和保安過濾器濾芯對污染物進(jìn)行取樣并進(jìn)行能譜分析(表3),成分分析結(jié)果表明：污染物元素組成以C、O、N為主，三種元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和超過了90%,Ca、Mg、Fe等易造成堵塞的物質(zhì)含量很少，推斷污染物主要成分為有機(jī)物及微生物。3.3細(xì)菌污染檢測為探究水中微生物的來源，在超濾進(jìn)水口、超濾出水口、超濾水箱及反滲透保安過濾器進(jìn)水口取水樣進(jìn)行菌落總數(shù)培養(yǎng)檢測。檢測結(jié)果如表4所示，超濾進(jìn)出口及超濾水箱菌落總數(shù)均未檢出，保安過濾器進(jìn)口菌落總數(shù)達(dá)到2000CFU/mL。該結(jié)果表明，超濾水箱出口至保安過濾器進(jìn)口段受到細(xì)菌污染。超濾水箱及之前系統(tǒng)中的溶液帶有一定濃度NaClO殺菌劑，能夠有效防止微生物的過度滋長。超濾水箱后的管路中設(shè)置了還原劑加藥點(diǎn)，通過投加NaHSO4反滲透化學(xué)清洗工藝優(yōu)化(1)對反滲透保安過濾器進(jìn)行離線和在線殺菌處理。在保安過濾器退出運(yùn)行，如反滲透化學(xué)清洗時或?yàn)V芯更換時，對過濾器內(nèi)部進(jìn)行非氧化性殺菌劑浸泡處理。將更換下來的保安過濾器濾芯，通過堿洗、次氯酸鈉洗、酸洗等不同方法深度清洗，延長保安過濾器使用壽命。(2)對反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)行殺菌和清洗，除去已有污染物，并調(diào)整反滲透化學(xué)清洗方案中的用藥量及用藥種類，能夠按需實(shí)現(xiàn)附著微生物的殺滅和剝離。(3)對超濾水箱出口管道進(jìn)行殺菌處理。反滲透進(jìn)口有一段是公用母管，制水設(shè)備不能停運(yùn)，只能進(jìn)行在線殺菌處理，對管道的殺菌操作比較復(fù)雜。停運(yùn)氧化性殺菌劑和還原劑，在還原劑加藥點(diǎn)投加100mL/m(4)將還原劑加藥點(diǎn)改造至反滲透保安過濾器進(jìn)口處，使一級反滲透母管內(nèi)的水帶有次氯酸鈉，提升次氯酸鈉的殺菌效果。值得注意的是，這種改造將導(dǎo)致次氯酸鈉與還原劑的反應(yīng)時間大幅縮短，可能會使一級反滲透進(jìn)水帶有余氯，應(yīng)設(shè)置進(jìn)水ORP表實(shí)時監(jiān)測進(jìn)水氧化性。(5)將在線清洗管路從反滲透膜進(jìn)口前移至反滲透保安過濾器進(jìn)口管段，以匹配還原劑加藥點(diǎn)后移的改造，降低保安過濾器清洗和保安過濾器濾芯更換頻率。(6)在反滲透系統(tǒng)進(jìn)水母管設(shè)置紫外殺菌裝置，對添加還原劑之后的反滲透進(jìn)水進(jìn)行深度殺菌處理，減緩反滲透膜的微生物污染速率。5優(yōu)化措施的效果在采取上述優(yōu)化措施后，反滲透系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，平均化學(xué)清洗周期達(dá)到15～18d,平均周期制水量達(dá)18.6t(圖3)。進(jìn)水SDI6反滲透污堵問題對火電廠反滲透系統(tǒng)污堵原因進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：由于還原劑加藥點(diǎn)設(shè)置不合理、原有在線清洗未著重考慮微生物污染，使夏季地表水中的微生物在反滲透保安過濾器、膜元件及配套管路大量滋生，并導(dǎo)致了反滲透系統(tǒng)的異常運(yùn)行，嚴(yán)重影響了制水效率。通過改變還原劑加藥點(diǎn)及采用在線清洗管路，增設(shè)了進(jìn)水母管紫外殺菌裝置，并對反滲透系統(tǒng)進(jìn)行了徹底的殺菌處理，使得系統(tǒng)平均化學(xué)清洗周期增大至15～18d,保安過濾器壓差穩(wěn)定在20kPa,進(jìn)水SDI反滲透污堵頻繁發(fā)生于生產(chǎn)生活中的各類反滲透系統(tǒng)，應(yīng)首先分析