反滲透膜壓差迅速上升、產水率下降的原因及處理方法

魏芳芳

摘要：本文總結了黃陵煤矸石發電有限公司三期電廠在反滲透設備應用方面的經驗和教訓，闡述了反滲透系統設備的設計、安裝、調試、運行、維護、保養、清洗中應注意的事項，介紹了反滲透設備的運行管理和注意事項。

關鍵詞：發電廠；反滲透膜；污染；原因分析；采取措施

一、鍋爐補給水系統的工藝流程

1、黃陵煤矸石發電公司三期電廠為2*300WM煤矸石電廠，鍋爐補給水系統2012年建成，2013年正式投入使用，采用全膜法水處理技術，其技術工藝流程主要為：礦井疏干水處理后→電廠工業蓄水池→雙介質過濾器→超濾裝置→超濾水箱→超濾產水升壓泵→保安過濾器→一級高壓泵→一級反滲透裝置→一級淡水箱→二級RO升壓泵→保安過濾器→二級高壓泵→二級反滲透裝置→二級淡水箱→EDI淡水泵→EDI電去離子處理→除鹽箱→除鹽水泵→到達主廠房

2、全膜水處理工藝自動化程度高，無廢酸、廢堿的排放，減少了環境壓力，同時降低了職工勞動強度，5年來運行穩定，產水水質高，設備運行穩定可靠性。2018年2月根據定期工作，對一級反滲透進行了維護性清洗，清洗后各項指標合格運行正常，但在2018年4月壓差迅速上升，產水量下降，因此進行了整個系統打開、全面的檢查和分析。

二、一級反滲透膜壓差迅速上升、產水量下降的原因分析

一級反滲透于2018年2月進行了一次維護性的化學清洗，產水流量、壓差恢復正常值。3月中旬開始一段壓差出現了快速增加的情況，最高時一段壓差達到4.15公斤，同時產水流量從100下降到85m3/h左右。一級反滲透一段壓差還有繼續上升的趨勢。針對此問題，進行了現場調查。

1.1 2月份清洗后兩套RO運行數據

1.2 清洗后兩個月兩套RO運行數據

從以上數據可以看出，化學清洗后一級1#RO一段壓差為1.96公斤、一級2#RO一段壓差為1.77公斤。4月11日一級1#RO一段壓差上升到4.03公斤、一級2#RO一段壓差上升到4.15公斤，并且有進一步上漲的可能。

2、反滲透壓差異常調查

2.1 端面檢查

從上圖看出，膜元件進水側有大量的濾芯碎片并伴有微生物滋生的問題，第一支膜元件重量在25公斤左右（膜元件型號為BW30-400，正常膜元件控水后重量在15公斤左右，膜元件增重明顯）。濾芯碎片堵塞了鹽水通道，反滲透進水受阻，再加上微生物的問題，導致一段壓差上漲迅速。濾芯碎片建議通過沖洗、人工夾出的方式進行清理。

2.2 余氯檢測

打開一段進水側端面10分鐘左右，能聞到明顯的腥味，懷疑預處理余氯含量不夠。分別檢測了超濾進水、超濾產水、反滲透進水的余氯，結果均為0.0mg/l，余氯投加明顯不足。

2.3 SDI檢測

T0=15.04秒，T15=16.87秒，SDI=0.72

3.調查結果

3.1三期一級反滲透進水 SDI<1.0，如此低的檢測結果不代表系統就沒有微生物滋生的問題。

3.2施工過程沖洗還不干凈，有少量雜物細小的碎片，絕大部分被截留在一段第一支膜元件的進水側。

3.3系統殺菌劑加藥不足，微生物滋生嚴重問題后導致了壓差上漲迅速。

3.4壓差迅速上漲后，保安過濾器采用的大孔型濾芯，破裂后將濾芯纖維沖到的入口端膜表面。

4.處理方法

4.1采用人工方法將入口端膜表面的雜物、濾芯纖維清理干凈。

4.2余氯投加

確保預處理次氯酸鈉正常投加，保證在還原點之前系統中余氯含量≥0.1mg/l。超濾進水余氯含量建議維持在 0.2-0.5mg/l。

4.3化學清洗恢復

通過現場確認，一段第一支膜元件增重明顯，第二支膜元件進水側端面保持干凈（增重不明顯）。建議將一段第一支膜元件裝到最后面，其他五支膜元件按順序向前平移，同時調轉原第一支膜元件的方面（調轉鹽水密封圈即可）。這樣有利于污染物通過最短的路徑排出系統。

兩套RO分段清洗后的運行參數。

5、運行管理

5.1定期檢查、及時更換保安過濾器濾芯，防止濾芯因安裝或質量問題發生泄漏所引起的反滲透膜的顆粒污染。當保安過濾器進口壓差大于 0.15MPa 時，應更換濾芯。一般應每月檢查一次，濾芯使用時間不宜超過6個月，運行時還應經常檢查保安過濾器內是否有氣體，不能讓空氣帶入。

5.2反滲透膜元件的檢查

一般每隔半年（需要時可縮短時間），要對每套反滲透的一段、二段膜元件進行檢查。打開壓力容器端蓋（使用專用工具，并由技術熟練的技工操作）。

檢查進水段有無機械雜質、金屬氧化物沉積，有無細菌微生物滋生，膜元件顏色有無變化，檢查膜有無結垢。

如果需要還可以抽出膜元件進行細致檢查，在抽進水端膜元件時，一定不能直接抽，要把按水流方向它從壓力容器推出，安裝時同樣。

每次檢查完要做詳細記錄，以便進行對比。

5.3各表計定期校驗，保證儀表準確可靠。

定期對反滲透設備運行數據分析統計。操作壓力、回收率（或濃水排放量）、進水的 SDI、pH、余氯和溫度是反滲透裝置的主要運行控制參數；脫鹽率、產水量和壓差是三個主要監視性能參數。在運行管理中必須嚴格遵守，絕不能隨意改變操作條件。特別要防止提高回收率來增加產水量，SDI 值超標的情況下繼續運行，導致反滲透膜的堵塞；要防止在允許最大壓差以上繼續工作而造成膜元件的損壞。