鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)保安過濾器濾芯頻繁污堵原因分析及治理

摘 要：為防止污染物堵塞保安過濾器濾芯以及反滲透膜，對頻繁堵塞原因進(jìn)行分析，并采取針對性的有效措施，徹底解決膜系統(tǒng)污堵問題。

關(guān)鍵詞：反滲透;保安過濾器;污堵;超濾;有機(jī)物;膠體

1 工程概況

重慶石柱發(fā)電廠新建工程鍋爐補(bǔ)給水水源為長江上游庫區(qū)水，水處理主要設(shè)備由盤式過濾器、超濾、一級反滲透、二級反滲透、混床組成。

保安過濾器濾芯頻繁污堵，化學(xué)清洗頻繁。不僅造成備件損耗大、化學(xué)藥劑使用多，也影響反滲透設(shè)備的正常運(yùn)行。因此必須盡快找出保安過濾器濾芯污染的原因。

2.水處理系統(tǒng)簡介

2.1系統(tǒng)流程

長江水→取水泵船取水泵→配水井濾網(wǎng)間→高密度沉淀池→綜合水池→過濾升壓泵→無閥濾池→化學(xué)水泵→盤式過濾器→超濾→超濾水泵→一級反滲透→高壓泵→中間水箱→中間水泵→二級反滲透→高壓泵→淡水箱→淡水泵→混床→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房凝補(bǔ)水箱。

2.2 反滲透系統(tǒng)概述

共設(shè)兩套反滲透設(shè)備，出力分別為2×57t/h、2×45t/h，反滲透膜組件采用日本旭化成公司生產(chǎn)的抗污染型聚酰胺復(fù)合膜。

2.3 保安過濾器基本情況

保安過濾器精度5μm，目的是防止水中的大顆粒物損壞反滲透膜。

2.4 系統(tǒng)加藥情況

反滲透阻垢劑采用美國亞仕蘭原裝進(jìn)口阻垢劑，加藥量為4mg/L。

反滲透還原劑采用亞硫酸氫鈉，溶藥濃度為2%，進(jìn)水ORP值設(shè)定為-150MV～+150MV。

原水投加混凝劑。

3.現(xiàn)場異常情況

一級、二級反滲透系統(tǒng)于2014年1月調(diào)試完成投入試運(yùn)行，2014年7月兩臺機(jī)組168正式投入運(yùn)行，投產(chǎn)后一級反滲透保安過濾器濾芯頻繁堵塞，更換頻率由初期的1-2個(gè)月逐漸惡化到每周更換一次，且一級反滲透膜一段壓差持續(xù)上升，系統(tǒng)制水量逐漸減少。

投產(chǎn)初期保安過濾器濾芯堵塞，打開反滲透保安過濾器端蓋檢查。濾芯顏色為深褐色且有大量鐵屑、水箱內(nèi)襯防腐等;進(jìn)入夏季后堵塞越發(fā)頻繁，濾芯表面有大量黃色、褐色、綠色的黏附物，并伴隨著刺鼻的惡臭味。對管道內(nèi)部沖洗后也發(fā)現(xiàn)大量黏附物沖出，沖洗后再次滋生黏附物。

保安過濾器堵塞后，伴隨著一級反滲透一段、二段壓差也逐漸上升，最高時(shí)一段壓差達(dá)到0.5MPa，二段達(dá)到0.3MPa.通過化學(xué)清洗后壓差有所下降，化學(xué)清洗排出的清洗液產(chǎn)生大量黃色的黏附物;化學(xué)清洗后運(yùn)行1～2月一段壓差、二段壓差又開始逐漸上升。

4 反滲透系統(tǒng)污染物種類

4.1 聚鋁等膠體污堵：在預(yù)處理中使用了陽離子混凝劑聚鋁，沉積在膜表面形成膠體污染。超濾發(fā)生斷絲造成膠體攔截率降低，進(jìn)而直接進(jìn)入保安過濾器污堵濾芯。

4.2 有機(jī)物污堵：預(yù)處理未投加殺菌劑、還原劑加入量過多，造成微生物大量滋生繁殖，粘附在膜表面形成生物粘膜。使系統(tǒng)運(yùn)行壓差升高，產(chǎn)水量下降。

4.3 鈣鎂等沉積物結(jié)垢：往往發(fā)生在一級反滲透的二段，濃水中過量的溶解鹽沉淀結(jié)垢。

4.4 固體顆粒物等堵塞：機(jī)組新系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)沖洗不徹底，系統(tǒng)管道內(nèi)泥土、鐵銹及超濾水箱殘余的防腐材料等。這些是機(jī)械性污堵，是可以預(yù)防的。

5 對污染物樣品進(jìn)行化驗(yàn)分析

將污堵保安過濾器濾芯郵寄美國3M中國有限公司過濾實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，利用SEM掃描電鏡、EDS能譜儀對來樣進(jìn)行分析：

（1）濾芯完整，濾芯表面存在肉眼可見污物，濾芯過濾層放大看，有明顯顆粒及條狀物，顏色各異。

（2）經(jīng)電鏡掃描后與空白對比樣相比，濾芯纖維內(nèi)部污物堵塞。

（3）經(jīng)EDS能譜分析，顆粒污染物構(gòu)成C，O為多，且同時(shí)含有Fe、Ca、S、Al、Si、P等成分。

6.原因分析

6.1采用長江水作為水源，預(yù)處理只加入混凝劑，混凝劑加藥量一直平穩(wěn)，出水濁度較好，保安濾芯內(nèi)部有聚鋁，說明超濾系統(tǒng)有斷絲現(xiàn)象，對膠體等攔截率降低，造成進(jìn)入保安濾芯堵塞。

6.2采用長江水作為水源，預(yù)處理未加入殺菌劑，只是在盤式過濾器出口管道混合器加入殺菌劑，流速過快、管道長度過短，造成殺菌劑殺菌效果較差，造成微生物滋生較快，造成有機(jī)物進(jìn)入保安過濾器堵塞濾芯。

6.3反滲透一段壓差升高發(fā)生在保安過濾器污堵之后，而且隨著運(yùn)行時(shí)間的延長呈持續(xù)上升趨勢，反映出有機(jī)物污堵嚴(yán)重，從污染物化驗(yàn)結(jié)果來看，污染物的主要成分為有機(jī)物質(zhì)，無機(jī)組分主要是鐵。

污染物已經(jīng)透過濾芯進(jìn)入反滲透一段端口，可以判斷反滲透污染的原因是保安過濾器污堵后污染物穿透濾芯造成的;二段壓差也相對較高，反映Ca、Mg等離子進(jìn)入，反映出超濾膜有斷絲現(xiàn)象。

6.4 一級反滲透保安過濾器入口未加裝ORP表，無法判斷還原劑加入量是否合理。反滲透設(shè)備運(yùn)行中加入還原劑主要是為了除去設(shè)備殘余的氧化性殺菌劑，防止反滲透膜被氧化，還能把系統(tǒng)中的高價(jià)鐵還原成亞鐵。但還原劑投入過量會使系統(tǒng)中存有大量的硫酸鹽，硫酸鹽還原菌在無氧或缺氧的狀態(tài)下，利用硫酸鹽中的氧，進(jìn)行氧化反應(yīng)而得到了能量，形成了細(xì)菌群，硫酸鹽還原菌造成保安過濾器及反滲透膜生物污堵，鐵的來源可能與水箱或管道防腐有關(guān)。

7.處理措施

（1）在原水預(yù)處理高密度沉淀池新加裝殺菌劑加藥系統(tǒng)1套，采用次氯酸鈉，從源頭控制原水中的有機(jī)物滋生，保證水體適當(dāng)?shù)挠嗦戎怠?/p>

（2）停止投加助凝劑聚丙烯酰胺，避免堵塞膜系統(tǒng)，增加膜系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。

（3）一級反滲透入口加裝ORP表，控制在-150MV～+150MV。

（4）定期對超濾膜進(jìn)行斷絲的氣密性試驗(yàn)，共檢查出3支超濾膜不同程度地?cái)嘟z，更換后超濾出水濁度控制在0.2NTU范圍內(nèi)，且對膠體懸浮物攔截率達(dá)到99.9%以上，保安過濾器沒有發(fā)生膠體堵塞。

（5）定期對反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗工藝是酸洗→堿洗→非氧殺菌→再堿洗，清洗后一段壓差和出力基本恢復(fù)到洗前水平。

（6）超濾水箱每周定期沖擊投加非氧化性殺菌劑，提高殺菌效果，防止水箱內(nèi)的水長期停滯滋生有機(jī)物。

（7）加強(qiáng)保安過濾器濾芯的驗(yàn)收，采用質(zhì)量和精度有保證的產(chǎn)品，運(yùn)行過程中差壓達(dá)到0.15MPa及時(shí)更換。

（8）利用機(jī)組大小修的機(jī)會及時(shí)對水箱內(nèi)部進(jìn)行清理并對水箱防腐進(jìn)行檢查。

（9）確保阻垢劑藥品的品質(zhì)，提高阻垢效果，定期沖洗、清理藥箱。

（10）機(jī)組停備期間，每天定期進(jìn)行低壓沖洗一次，沖洗時(shí)間為10min。

經(jīng)過以上治理措施后，再沒有發(fā)生過濾芯污堵問題，濾芯壓差一直維持在較低范圍內(nèi)。反滲透保安過濾器至保安過濾器濾芯的更換周期由之前的最短一周一次延長至最長9個(gè)月更換一次，大大降低保安過濾器濾芯的更換數(shù)量和膜系統(tǒng)化學(xué)清洗的頻率，節(jié)省保安過濾器濾芯的采購費(fèi)用和清洗藥劑的采購費(fèi)用。

8.結(jié)語

通過上述分析，確定保安過濾器濾芯污堵和反滲透一段污染的主要原因是：（1）預(yù)處理水質(zhì)控制不好，未加裝殺菌劑加藥系統(tǒng);（2）還原劑加藥量大造成硫酸鹽還原菌，且無ORP表進(jìn)行監(jiān)視;（3）超濾膜斷絲，造成對膠體的攔截率降低。

通過堅(jiān)持實(shí)施上述控制措施，徹底解決了保安過濾器濾芯污堵的問題，證實(shí)了治理效果是有效可行的。但仍要堅(jiān)持對反滲透設(shè)備加強(qiáng)監(jiān)督和維護(hù)，提高運(yùn)行人員的責(zé)任心，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，從而保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。

作者簡介：

云程（1985-），性別：男，民族：漢，籍貫：湖北省黃石市，當(dāng)前職務(wù)：設(shè)備部點(diǎn)檢長，當(dāng)前職稱：工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：電廠水處理設(shè)備及管理.