火電廠一級反滲透膜系統的化學在線清洗

摘要：本文介紹了前灣燃機電廠化學水處理系統流程及運行狀況，分析膜系統受污染的原因，通過采用在線化學清洗的措施，使系統恢復了良好的透水和除鹽性能，保證了反滲透膜安全、穩定運行。

關鍵詞：反滲透膜；化學在線清洗

中圖分類號：TD841+.3文獻標識碼：A

深圳前灣燃機電廠3×390MW燃氣-蒸汽聯合循環機組的化學水處理系統配有2套出力為35m3/h的全膜水處理系統，主要設備見表1。全膜水處理系統主要由超濾系統、一級反滲透系統、二級反滲透系統、EDI系統及附屬系統組成。在全膜水處理系統運行過程中，一級反滲透膜不可避免地會被無機鹽垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，這些物質沉積在膜表面上，將會引起反滲透膜出力下降或脫鹽率下降，為了恢復良好的透水和除鹽性能，需要定期對一級反滲透膜進行化學在線清洗。一級反滲透系統具體流程如下：一級反滲透前過濾器管道泵→一級反滲透前保安過濾器→一級反滲透高壓泵→一級反滲透膜→一級反滲透水箱。

表1 一級反滲透系統主要設備

1 一級反滲透系統介紹

1.1 運行狀況分析

2011年3月16日，一級#1反滲透系統進水壓力比正常運行時上升了18%，一段壓差偏高，達到了0.3MPA，二段壓差升高，達到了0.2MPA，脫鹽率偏低，已低于99.5%，系統出力下降了21%，實際運行參數與設計參數見表2。該廠化學運行規程規定：進水壓力比正常運行時上升了15%，產水量下降了20%，應對反滲透進行化學清洗。

表2 實際運行參數與設計參數

1.2 污染物的確定

根據現場實際和實踐經驗，分析一級#1反滲透系統受污染的原因主要為以下四個方面：

1.2.1 從系統運行狀況來看，一級#1反滲透系統進水壓力升高，一段壓差偏高，二段壓差升高，系統的出力下降，說明一段可能存在微生物、膠體、有機物的污染，二段可能存在鈣、鎂等無機鹽垢的污染。

1.2.2 3月5日～15日，測定#1超濾產水SDI值時，測試膜上出現了一層綠色粘稠狀物質，說明超濾系統無法完全去除原水中的有機物，導致一級#1反滲透膜存在有機物污堵。

1.2.3 3月10日，拆開一級#1反滲透膜一段端蓋觀察，端蓋內表面附著一層粘稠的透明膠狀物質，并有腥臭味，說明膜主要受有機物污染為主，鈣、鎂等無機鹽垢較少。

1.2.4 2010年12月前，一級反滲透系統沒有安裝保安過濾器，一級反滲透的供水直接來自超濾水箱，水箱內滋生的微生物、膠體物質和管路中破碎雜質未經過濾直接進入一級反滲透系統，影響了一級反滲透膜正常安全運行。

2 一級反滲透系統膜的清洗

2.1 清洗方案及藥劑的選擇

根據膜的污染物類型，綜合分析各種反滲透膜清洗劑的優缺點，決定采用堿洗與酸洗相結合的在線清洗方案，堿洗使用歐美化學的反滲透膜專用堿洗藥劑CLN751，配合使用氫氧化鈉（分析純）；酸洗使用歐美化學的反滲透膜專用酸洗藥劑CLN711，配合使用濃鹽酸（分析純）。清洗順序為：先堿洗后酸洗。

2.2 在線清洗及過程控制

2.2.1 在線清洗系統清洗流程圖（見圖1）

清洗流程：清洗水箱→清洗水泵→清洗保安過濾器→一級#1反滲透清洗水進口閥→一級#1反滲透本體系統→一級#1反滲透清洗濃（產）水手動閥→清洗水箱

2.2.2 清洗前準備

a.記錄清洗前系統運行數據；b.用超濾產水沖洗系統管路；c.檢查清洗系統：清洗水箱，清洗水泵，保安過濾器，清洗閥門等，保證系統清潔，通暢。d.使用EDI產水模擬系統清洗，以保證清洗系統正常工作下盡量減少用水量。

2.2.3 清洗過程

2011年3月17日，對一級#1反滲透系統進行化學在線清洗，實施過程如下：

堿洗：

a.清洗水箱注入1.2噸EDI產水，20千克CLN751，配成PH為12，藥液濃度為1.67%的堿性清洗液。

b.第一個2h低流量循環，時刻監測清洗液PH為12左右，清洗流量約為35m3/h，出口壓力約為0.25MPA。

c.采用動態循環與靜態浸泡相結合方式，先清洗一段，同時浸泡二段；半小時后，清洗二段，浸泡一段，監測清洗液PH值為12左右，若PH值下降超過0.5，則適當加入氫氧化鈉。

d.系統浸泡12小時，浸泡過夜。

e.重復c.項的步驟，并時刻監測清洗液PH值為12左右，若PH值下降超過0.5，則適當加入氫氧化鈉。

f.最后一個2h高流量循環，時刻監測清洗液PH為12左右，清洗流量約為35m3/h，出口壓力約為0.25MPA，根據清洗液顏色的變化，酌情延長清洗時間。

g.排放堿性清洗液，啟動一級#1反滲透系統低壓沖洗系統，使沖洗時進、出水電導率、PH值一樣或接近。

酸洗：

h.清洗箱注入1.2噸EDI產水，20千克CLN711，配成PH為2，藥液濃度為1.67%的酸性清洗液。

i.酸性過程與堿洗過程相同，酸洗過程中PH值變化要適當添加濃鹽酸，重復b.～g.項，清洗系統。

j.恢復系統到運行狀態，系統正常運行后記錄相關數據。

2.2.4 清洗效果

表3 一級反滲透膜清洗前后參數對比

由表3可知，一級#1反滲透系統清洗后出力比清洗前上升了22.4%，一段壓差下降了50%，二段壓差下降了50%，脫鹽率上升為97.6%。清洗效果良好，系統恢復正常制水功能。

結論

實踐證明，采用堿洗-酸洗的復合清洗技術，同時結合靜態浸泡與動態循環交替的分段清洗方式，收到了良好的效果，有效的提高反滲透膜的使用性能，延長使用壽命。清洗過程中也取得了一些經驗，發現了一些需要改進的設計細節以及日常維護的注意事項，總結如下：a.本次清洗是在3月左右，氣溫只有22℃，清洗未能達到最佳效果。后繼實驗證明清洗液溫度在30℃～35℃時清洗效果最佳。因此建議清洗水箱加裝加熱器，便于清洗液的溫度能夠精確控制。b.清洗液的壓力和流量對于清洗效果影響較大，建議在清洗水泵出口加裝壓力表和流速計，便于準確調節。c.定期檢查保安過濾器前后壓差，一旦壓差升高超過規定值，必須及時更換過濾器濾芯。同時定期檢查超濾系統，調整凝聚劑的投加量和檢測超濾膜絲的完整性，保證一級反滲透進水SDI值小于4。d.為防止清洗液從一級#1反滲透滲漏到一級#2反滲透，影響產水水質，建議清洗一級#1反滲透期間停運一級#2反滲透。e.清洗過程可取部分清洗液，以便分析沉積在膜系統上的鈣、鎂等無機鹽垢含量。

參考文獻

[1]化學分冊.前灣燃機電廠培訓資料.

[2]前灣燃機電廠燃氣蒸汽聯合循環機組運行規程.

[3]張愛敏.電廠化學設備運行[M].北京：中國電力出版社，2005.