反渗透污堵问题的分析及措施

[摘 要]反渗透设备是原水预处理的主要设备之一，该设备的安全稳定运行是确保制出合格的锅炉补给水的前提，也是辅控运行除盐系统监督的重要工作内容，因此对反渗透设备的研究，从而减少污堵现象，对电厂的安全可靠运行具有重要意义。

[关键词]反渗透 污堵 原因 措施 预防

中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0003-02

引言

反渗透设备的污堵问题在反渗透运行故障中占有较大比重，且处理的不及时会导致膜组件出现不可恢复的损坏，如膜元件腹部破裂、端面裂缝等，造成进水压力的增加，系统段间压力差的增加，清洗频率的增加，产水流量的减少、脱盐率下降，从而影响出水水质。因此，对反渗透设备进行防污堵分析并采取可行措施，可有效减少膜元件的损坏，提供合格的除盐水，有利于机组的安全可靠运行，意义重大。

查阅资料某发电公司的反渗透设备的产水量是80 m？/h，以地下水为水源，经过自清洗过滤器、超滤装置至反渗透设备，此套设备采用聚酰胺材质膜元件，排列方式为一级两段式。

本文对此厂反渗透设备进行污堵案例原因的分析，并预定防污堵措施，从而减少污堵的概率，为机组的安全运行提供了保障。

1.反渗透污堵现象分析

查阅资料某厂反渗透装置的脱盐率为90%，回收率为89.3%，一、二段无压差，出水电导率为50.7 μs/cm，以上数据表明2号反渗透装置本体出现异常。

对#2反渗透出水进行手工测各膜组件出水电导率测定数据如下：

01-1063μs/cm， 02-453μs/cm， 03-558μs/cm，

04-45.8μs/cm， 05-1668μs/cm， 06-2210μs/cm，

07-2070μs/cm， 08-85.8μs/cm， 09-31.5μs/cm，

10-37.7μs/cm， 11-31.1μs/cm， 12-36.7μs/cm，

13-35.5μs/cm， 14-50.1μs/cm， 15-33.0μs/cm，

16-3890μs/cm， 17-51μs/cm， 18-27.6μs/cm，

19-74μs/cm， 20-37.5μs/cm， 21-32.0μs/cm.

同期#1反渗透系统数据如下：

脱盐率97.6% 回收率72.4% 各编号膜组件电导率

01-15.3μs/cm， 02-14.3μs/cm， 03-15.8μs/cm，

04-17.6μs/cm， 05-18.1μs/cm， 06-19.5μs/cm，

07-17.2μs/cm， 08-10.8μs/cm， 09-12.4μs/cm，

10-12.7μs/cm， 11-13.9μs/cm， 12-14.4μs/cm，

13-12.5μs/cm， 14-11.5μs/cm， 15-12.0μs/cm，

16-10.8μs/cm， 17-12.3μs/cm， 18-13.8μs/cm，

19-16.3μs/cm， 20-18.4μs/cm， 21-12.5 μs/cm

如01-15.3μs/cm 01表示 膜组件编号 15.3μs/cm表示01号产水电导率

经过半年此厂反渗透进行了化学清洗，清洗方式为：一段在线清洗，二段离线清洗。且换反渗透保安过滤器的滤芯：换前异常反渗透保安过滤器滤芯有个别倾斜、有一根折断。清洗前此反渗透出水进行手工测各膜组件出水电导率测定数据如下：

01-158μs/cm， 02-177.5μs/cm， 03-190μs/cm，

04-15.4μs/cm， 05-165μs/cm， 06-88μs/cm，

07-96μs/cm， 08-17.3μs/cm， 09-15.2μs/cm，

10-18.2μs/cm， 11-15.1μs/cm， 12-20.7μs/cm，

13-19.5μs/cm， 14-21.1μs/cm， 15-19μs/cm，

16-246μs/cm， 17-19.1μs/cm， 18-16.5μs/cm，

19-18.4μs/cm， 20-16.5μs/cm， 21-14.3μs/cm.

通过对反渗透污堵现观象察，此次污染为结垢污染，且为硅垢污染（白色粒状垢样不溶于盐酸，溶于氢氟酸），硅垢污染易发生在膜组件的末端，此厂是一级两段式排列方式，则容易发生在二段，从上面数据中可以看到，尤其是1、2、3、5、6、7、16号膜组件电导超标明显，且1-7号膜组件为二段。

2.反渗透设备污堵原因分析

通过对此厂反渗透污堵分析及查阅相关资料，根据污染物的不同，反渗透设备膜元件的污染可以分为以下几类：①结垢污染；②胶体和颗粒污堵；③微生物污染；④有机物污染；⑤铁和锰引起的污堵；⑥膜自身降解。

各类污染易发生部位为：结垢污堵易发生在膜组件的末端，而胶体和颗粒污堵及有机物污染常发生在膜组件的首端，微生物污染则常见发生于整个反渗透系统中，且以污染速度快，系统性能下降快为显著特征。

结合此厂数据和查阅资料，分析膜元件污堵原因如下：

1.水温 膜元件对进水温度的变化非常敏感，随着水温的增加，水通量几乎几乎线性地增大，这主要因为穿过膜的水分子的扩散能力随水温增高而增强，增加水温会导致脱盐率的降低，温度每增加1℃，产水量增加2.7%～3%，产水含盐量增加3%，进水压力下降0.03Mpa，随着，产水量的增加应该适当调整相应的药剂投加量，所以夏季和冬季相应的药剂投加也应做出相应的调整，以免污堵。

2.回收率 通过对进水施加压力，实现反渗透过程，如果回收率增加（进水压力恒定），浓水中的盐浓度增大，渗透压不断增加，直至与施加的压力相同，这将抵消进水压力的推动作用，减慢或停止反渗透过程，使渗透通量减低或停止，即产水量下降，过高的回收率将产生高的盐透过率即脱盐率下降，导致膜的污染或浓水中的溶解盐沉积，产生膜的结垢。

3.浓差极化 进水在膜表面形成边界层，当原水浓缩到一定程度时，将会造成边界层中的盐浓度高于主流体的盐浓度，这种现象就是膜的浓差极化，它会增加盐的过饱和度，导致在膜表面产生凝胶层或析出沉淀，甚至结垢，增加透过阻力，污染膜表面。

4.阻垢剂选择 阻垢剂可以用于控制碳酸盐垢、硫酸盐垢、氯化钙垢和硅垢，通常有三类阻垢剂：六偏磷酸钠、有机磷酸盐和多聚丙烯酸盐。六偏磷酸钠能少量吸附于微晶体的表面，阻止结垢的晶体的进一步生长和沉淀，但是最大的缺点是不稳定，在水中易发生水解，降低了阻垢效率。聚合有机阻垢剂是目前在火电厂反渗透系统使用最广泛的阻垢剂，在不加酸的情况下能够在LSI较高的条件下有效地控制碳酸钙结垢，能有效控制CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、Fe（OH）3、 Al（OH）3、SiO2的结垢，且不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物，不造成环境污染，现在广泛使用KY-150型阻垢分散剂。

5.过滤器滤芯的安装和使用周期 根据保安过滤器进出口压差来判定是否更换过滤器滤芯，更换后对过滤器的端盖封头滤器内部进行冲洗擦拭，避免二次污染，再检查密封性，确保其发挥滤器作用今后还需要避免细节方面污染源的引入。

3.反渗透设备防污堵的具体措施

1. 稳定系统水源 由于反渗透系统采用聚酰胺材质的膜元件，其对温度与水源等外界因素较为敏感，所以，应确保温度恒定，水源单一性，如有条件可对进水安装温度调节器，以便将温度控制在15～25℃。

2. 适宜的加药量 为了保证反渗透设备正常运行，投加适宜的保护药剂，如阻垢剂、还原剂，根据用水要求，如有必要则再添加一定的氢氧化钠，保证水质的PH，且各种药剂的加入量应当适当。

3. 定期维护 对反渗透系统的保护过滤器的滤芯进行定期更换，更换时对滤器容器及附属进行清洗，对SDI值进行监测，保证预处理合格的水进入反渗透设备。

4. 日常维护 每次运行初始与结束时对组件进行低压水力冲洗，防止浓水在组件中富集，滋生微生物及结垢污堵，以利于设备性能的稳定。

5. 及时处理 若运行过程中出现异常情况，应及时汇报、及时处理，避免在高压差运行条件下，膜组件一旦发生物理性的破坏，不可修复。

4.结束语

反渗透系统防污堵工作是一项非常重要的工作，对于为机组提供合格的除盐水至关重要，严格控制反渗透系统的回收率是防污堵的重要措施，同时要加强监督，加强运行维护，提高运行人员的责任心，加强技术培训，需要根据现场实际，做出认真的分析，采取有效地防污堵措施，从而保证机组的安全可靠运行。

参考文献

〔1〕 王正江等.电力系统水处理培训教材.北京. 2008：72-105

〔2〕 夏媛.孙宇.张晓良等.2×300MW机组辅控运行规程.河北唐山.2009：8-27