延石化反滲透運行常見問題及處理

雷新星，呼建棟

（延安石油化工廠，陜西延安 727406）

1 除鹽水系統概況及反滲透系統工藝流程

延安石油化工廠除鹽水裝置以拓家河水庫和南溝門水庫為水源，采用超濾+反滲透+陰陽離子交換器+混合離子交換器作為處理工藝，除鹽水設計產水量為400 m3/h，主要負責鍋爐裝置的除鹽水供給。

本系統中最重要的脫鹽裝置是反滲透裝置，反滲透裝置的脫除率90%以上，對中性的二氧化硅和相對分子質量300以上的微量有機物具有較高的脫除率，并可去除絕大部分的膠體、有機物、微生物等雜質，回收率可達到75%左右。所以反滲透運行正常與否直接影響到后續工況的陰陽床及混床的正常運行，對反滲透裝置良好的運行管理，為保證我廠除鹽水的正常供給提供了先決條件。

1.1 反滲透系統工藝流程（見圖1）

圖1

1.2 反滲透工作原理（見圖2）

圖2

1.3 現狀（如圖3）

圖3

反滲透技術在應用過程中存一定風險，最主要的是反滲透膜在運行過程中的堵塞及膜的氧化。緩解此類問題，必須在原水預處理上和日常運行管理上作工作。我們通過采取控制反滲透系統進水pH在6.8～7.2、加強反滲透進水余氯檢測、根據不同污染物調整清洗方案等措施，減少濃水排放，優化反滲透系統運行參數等，使五套反滲透綜合脫鹽率達到90%左右，為我廠節能降耗做出了積極貢獻。

2 常見問題

2.1 原水水質的影響（見表1）

表1 拓家河水庫與仙雞河原水水質分析對比表

上述三個水源，2011年底前以拓家河、沮河混合使用，2011年底～2016年以拓家河為主、沮河為輔，2016年7月至今以南溝門為主。除鹽水預處理系統很大程度的去除原水中帶來的微生物、有機物、膠體等，但并不能全部去除，過濾器對溶解態的膠體、粒子態的鹽類不具有脫除能力。三種生產方案不同，由于水源不同，反滲透進水水質差別較大，受到的污染和結垢、運行周期、產水質量都不同。

2.2 反滲透膜被氧化

反滲透系統進水溫度在25℃左右，反滲透裝置內水流速度舒緩，很適合微生物和細菌的生長繁殖。為了除去細菌和微生物，在預處理系統中一般都要加入過量的氧化性殺菌劑（NaClO），以徹底除去細菌和微生物。不過帶有游離氯的水與反滲透膜元件接觸，會使膜元件氧化使其性能下降而且無法恢復，所以必須在反滲透進水進入過濾器前加入適量還原劑Na2HSO3，以去除游離的氯，但是在實際運行中由于在線儀表顯示出現偏差、加藥泵故障造成加藥量不穩等因素，造成余氯進入反滲透系統，氧化膜元件，致使脫鹽率降低，膜的使用壽命明顯降低,膜被氧化。

2.3 反滲透膜污染、結垢

反滲透膜在運行過程中，濃水一側會不斷累積膠體、細菌、大分子、水垢等物質，如果不及時清除就會引起系統脫鹽率降低，產水量下降等問題。嚴重時會造成嚴重的膜污染而難以恢復，甚至膜報廢。

2.3.1 無機物結垢

例：2017年12月底我車間反滲透系統進水的pH值、碳酸鹽濃度分析數據見表2。

表2 反滲透進水水質與設計值對比表

從表2可知：現階段反滲透進水pH值、碳酸鹽濃度較設計值高,屬于結垢型水質，碳酸鈣沉淀易對反滲透膜造成了污堵。

2.3.2 膠體、顆粒沉積

預處理系統長時間運行，溶解性硅的過飽和態及聚合物產生硅凝膠層垢后，并與金屬氫氧化物締合或有機物締合污垢，造成反滲透系統膠體、顆粒物的污染。

2.3.3 微生物污染

反滲透控制余氯來抑制微生物的滋生，但是余氯有較強的氧化性，要求余氯≤0.1，這給微生物的生存繁殖提供了有利的環境。微生物生長及排泄出的酸性粘泥會堵塞膜的微孔，使壓差上升；反滲透系統長期使用氧化型殺菌劑，致使微生物產生抗藥性，出現微生物污染。

3 采取措施

3.1 原水水質的影響

原水水質的差別，直接對反滲透運行周期、產水質量、產水率等構成影響。我廠對此高度重視，先后三次調整除鹽水生產方案，后改為用水庫供水，停止水源泵房從河道取水進一步優化原水水質，提高了生產、消防用水水質，降低了用水設備的腐蝕，為裝置長周期運行提供了保障。

3.2 反滲透膜被氧化

1）對還原劑加藥泵加藥劑量進行定期標定，若加藥泵故障，應及時修理；對余氯在線儀表校正，確保其準確性；保證化驗結果的準確性；調整化驗頻次。

2）嚴格按照各藥劑比例配制清洗液，控制要求pH值。在pH值調節中，使用氨水來提高pH，使用鹽酸來降低pH值。

3.3 反滲透膜的污染與結垢處理

3.3.1 控制反滲透進水pH值在6.7～7.3，原反滲透進水pH值在8.87左右，碳酸鹽含量高，屬于結垢型水質。目前經改造投用原水加酸系統，在原水進機濾前加注鹽酸，使原水pH值控制在6.7～7.3之間，抑制了CaCO3的析出，降低了碳酸鈣結垢的風險（見表3）。

表3

生水加酸裝置投用后反滲透段間壓差降低，膜堵情況得到緩解，使化學清洗頻次降低，化學清洗所用酸堿消耗降低，反滲透膜的使用壽命延長，生產成本逐漸下降。

3.3.2 大多數反滲透膜的污染物質都可通過化學清洗去除，但是在進行化學清洗時，必須對污染物的種類進行清晰判定，才可以根據污染物選擇合適的清洗配方和清洗工藝[1]。

3.3.3 清除微生物污染的解決措施為間歇式投加非氧化性殺菌劑，非氧化性殺菌劑與氧化性殺菌劑恰恰相反，是以致毒作用于微生物的特殊部位。我車間采用氧化性殺菌劑作為連續投加藥劑，間歇投加非氧化性殺菌劑以殺除那些產生抗藥性的微生物。

4 結束語

本文對反滲透裝置長時間運行中出現過的問題及解決問題過程中采取的更換水源、生水加酸、間歇式投加非氧化性殺菌劑等方法進行總結，對今后裝置的長周期運行及其它同類裝置的運行具有一定的指導及參考借鑒作用。