淺談膜設備常見故障的預防處理方法

孫奇斌

（山西京能呂臨發電有限公司，山西 呂梁 033200）

一、火電廠除鹽水制備不同工藝下的不同膜設備類型

火電廠常用的膜設備主要有超濾（納濾）、反滲透、EDI。

超濾主要用于過濾預處理后水中的少量懸浮物，為下游的反滲透安全運行提供必要條件。反滲透一般分為一級/二級反滲透，采用不同的水處理工藝，超濾、反滲透的工藝不同，采用陰陽床及混床制備除鹽水的工藝主要采用超濾+一級反滲透的模式，采用EDI 除鹽的工藝主要采用超濾+一級反滲透+二級反滲透的模式。

二、膜設備應用中易出現的各類故障

1.超濾在對預處理后的水質進行深度過濾時，易出現堵塞、產水濁度偏高、產水淤泥污染指數高的現象。超濾的堵塞主要以高含量的有機物和懸浮物堵塞為主。

2.反滲透在運行過程中，一級反滲透易出現結垢、有機物堵塞和產水電導率高、脫鹽率偏低的現象。二級反滲透不易出現堵塞情況，但易隨著一級反滲透產水水質的變化和加藥量的調整，出現產水鹽分含量波動較大的現象。

3.反滲透膜的表面污堵現象：反滲透在日常運行過程中，除一段有機物污堵、二段結垢污堵，導致一段二段壓差上升，產水量下降外，還存在表面污堵現象。表面污堵的主要特征為進水壓力上升，進水流量下降，段間壓差下降，產水量下降，反滲透段間壓差下降的主要原因為進水流量下降引起。

因此在判斷膜系統是否污堵時，需要結合其進水流量、壓力、段間壓差、產水量、回收率等指標綜合判斷，得出最終結論，以采取合理有效的清洗手段。

4.EDI 在日常運行過程中，若因二級反滲透產水水質不合格和運行參數調整不當，易出現EDI 模塊失效，產水水質不合格的情況。

三、各類故障的原因分析及對策

1.超濾出現堵塞的主要原因是預處理出水水質變差。一般的預處理工藝都是以混凝、沉淀、過濾為主。影響混凝沉淀效果的因素較多，主要因素是進水濁度、加藥濃度、進水流量、水溫、流速、藥劑選型、反應時間。通過人為干預和調整的因素主要為進水流量和加藥濃度以及藥品的選擇。因此對于不同水源，選擇對應的混凝劑對預處理的效果影響較為重要。在日常的操作調整中，應逐步總結經驗，跟隨進水水質的變化情況，及時調整加藥、排泥，確保系統始終處于良好的混凝反應狀態。如：機械加速澄清池投運初期，未形成足量的有效活性污泥，需投加黏土，并增大加藥量以盡快形成足量的活性污泥，用于建立泥渣循環，以達到較好的混凝沉淀效果，機械加速澄清池投運初期，產水水品質較差，在下游的過濾設備無法保障產水品質能滿足感鍋爐補給水過濾系統所需水質時，應將機加池的初期產水回收至系統入口進行再次混凝沉淀處理，以確保不會造成下游超濾系統堵塞。相對于機械加速澄清池，斜板沉淀池運行相對較易調整，保證適宜進水流量增減和適宜的加藥量、排泥周期和排泥量，即可保證產水品質優良。

2.另外，超濾系統出現產水水質變差也是常見現象之一。因進水水質變差、超濾膜出現斷絲等情況，均會造成超濾產水水質不合格的現象。在出現超濾產水水質不合格的情況下，首先需排查進水濁度是否有明顯上升，另外及時排查超濾系統是否存在斷絲情況，并及時進行反洗、清洗等操作，以提高超濾的過濾效率。

常見的超濾從進水流向上分為內壓式、外壓式，從過濾方式分為死段過濾和錯流過濾。超濾污堵的主要原因為進水指標嚴重變差、反洗周期設置不合理、反洗方式不科學、反洗強度偏低等因素。反洗強度是超濾嚴重污堵的一個重要原因，如出現超濾反洗強度持續偏低，每次反洗后超濾產水指標、產水量、段間壓差等指標均有好轉，但未徹底恢復，經過長周期的反洗—運行-反洗周期后，超濾會呈現產水逐步下降、壓差逐步升高，最終導致徹底堵塞的現象。此時必須通過高強度的化學清洗來恢復超性能。超濾反洗強度的印象因素主要由反洗水泵出力不夠、反洗保安過濾器堵塞等原因引起。其中如果使用水源為高堿度、高硬度水質，在超濾堿洗環節、極易出超濾反洗保安過濾堵塞的情況，此時如果由于運行人員發現不及時，未及時采取有效的處理措施，經過長時間的日積月累，導致超濾嚴重堵塞，因此超濾的正常運行，除了必須加強正常運行期間的進水流量、進水壓力、跨膜壓差、產水指標的監督外，還需加強超濾反洗指標的監督，如反洗流量、反洗壓力、反洗藥品濃度、pH 等。

3.反滲透系統易出現堵塞和脫鹽率不合格的情況。由于一級反滲透是對原水進行預脫鹽的第一站，在原水處理、過濾、超濾系統出現水質不合格的情況下，極易造成反滲透膜的污堵。反滲透在出現堵塞現象時，及時分析堵塞原因。反滲透一段壓差高，即表明一段發生堵塞，一段堵塞主要以有機物堵塞為主，二段堵塞主要以結垢堵塞為主。通過分析判斷，若為有機物污堵，則需檢查原水預處理殺菌情況、超濾的產水水質、反滲透進水的淤泥污染指數、反滲透保安過濾器濾芯運行數據，找到污染源。若為二段污堵，則需檢查反滲透的回收率是否正常，阻垢劑加藥量是否合適，藥劑是否失效，來水水質（堿度、硬度等指標）是否發生明顯變化。在找到反滲透堵塞的根本原因后，根據不同原因采取對應的處理措施，如：若為有機物污堵，則需調整原水的混凝沉淀及殺菌劑的投加，并采取針對性的堿性清洗，若為結垢堵塞，則考慮對原水進行軟化，反滲透入口調整加酸量、阻垢劑加藥量，核查阻垢劑性能是否滿足水質需求，并進行酸性清洗。

4.經過超濾、一級、二級反滲透的過濾、除鹽處理，EDI 運行不易出現堵塞，出現堵塞則以結垢堵塞和維護不當、微生物滋生堵塞為主。定期對EDI 進行保養維護沖洗，即可保持EDI 良好的運行狀態。在EDI 出現產水量下降、產水指標不合格時，需及時調整模塊電壓，濃水、極水流量，以實現對EDI 模塊的充分再生后，方可投入正常運行，如果出現產水指標長時間不合格，則需檢查個別模塊是否存在故障漏水情況。另外EDI 運行中嚴禁斷水，出現斷水情況，極易對模塊造成不可逆的損壞。

四、膜清洗常用清洗劑的選擇及條件控制

1.超濾膜堵塞一般以有機物堵塞為主，堿性清洗宜選擇氫氧化鈉、次氯酸鈉進行清洗，酸性清洗宜選擇鹽酸或者檸檬酸進行清洗。藥劑濃度易配置為0.1%氫氧化鈉和0.2%次氯酸鈉進行堿性清洗，配置0.2%的鹽酸或2%的檸檬酸進行酸性清洗，酸性清洗溫度控制30～35℃為宜，堿性清洗控制清洗液溫度35～40℃為宜。

2.反滲透的堵塞較為常見，一般以一級反滲透一段有機物污堵、二段結垢污堵為主，在反滲透發生污堵時，初步的清洗可選用常見的鹽酸、檸檬酸、氫氧化鈉、EDTA 等酸堿藥劑進行清洗。由于反滲透容易出現鐵、鈣、有機物等污染物的堵塞，清洗劑易選擇有絡合能力的有機清洗劑進行清洗，在普通的清洗劑清洗后無法達到預期效果時，則需選擇專用的清洗劑并增大清洗強度，如延長清洗循環時間和浸泡周期，并在清洗過程中根據清洗液濃度變化的情況適時更換清洗液。

膜處理工藝在水處理行業已得到廣泛應用，為確保水處理系統的正常運行，減少設備損耗和投資費用，膜設備的正常使用和日常維護尤為重要，做好膜設備的正確使用和合理維護是保障水處理系統安全穩定運行的必要條件。

五、助凝劑（聚丙烯稀酰胺）對膜系統正常運行的影響與預防

1.在原水預處理過程中，往往通過投加混凝劑、助凝劑等藥劑，以除去水中懸浮物和部分有機物，為下游過濾、預除鹽設備創造良好條件。

2.在原水預處理混凝沉淀效果不好、藥劑投加量控制不當，導致部分未完全沉淀的小分子殘余助凝劑（聚丙烯酰胺）進入下游系統，對膜系統造成污堵，由于反滲透膜材料的特性，與助凝劑結合，造成膜系統的嚴重污堵，陽離子助凝劑對膜系統的影響尤為嚴重，對膜系統易造成不可逆的損壞。

3.在原水預處理過程中，在非必須情況下，盡量不投加助凝劑。如果在不投加助凝劑（聚丙烯酰胺）的情況，原水預處理出水水質無法滿足要求，則可少量投加助凝劑，且投加助凝劑為陰離子型。水中殘余聚丙烯酰胺可通過分光光度法進行粗略檢測，為防止殘余量過多，在原水預處理過程中投加助凝劑（聚丙烯酰胺）的前提下，對原水出水水質進行聚丙酰胺殘余量檢測，出水殘余大量聚丙酰胺時，應停止此類水源進入膜系統。

4.原水預處理過程中投加聚丙烯酰胺時，在膜系統運行過程中，應加強系統運行參數的監視，對進水壓力、產水水質、超濾跨膜壓差、反滲透段間壓差等指標重點監視，發現數據異常時，及時停機檢查。通過打開膜元件檢查膜原件堵塞情況，如果檢查發現膜元件表面或端頭有明顯粘稠狀物質，則以有機物無堵塞為主，超濾系統發生有機物污堵時，則以次氯酸鈉及堿清洗為主，反滲透系統發生有機物污堵，以非氧化性殺菌和堿洗為主，通過清洗恢復膜系統至正常狀態。

總之，膜系統日常運行中，造成系統出水指標下降、污堵的情況的因素較多，應根據原水水質合理調整原水預處理運行方式，保證良好的預處理效果，以減少因水質不合格對膜系統造成損壞，同時對膜系統運行的參數做好根據記錄，發現數據異常及時分析排查，并通過查詢歷史數據判斷造成膜系統異常的原因，進而采取有效解決措施。

六、結束語

膜設備的應用已普及，并逐步深入生活的每個角落，諸如小區內的直飲水系統、家中安裝的凈水器系統，均是一系列膜設備的過濾、軟化過程。通過超濾、反滲透的過濾出去水懸浮物和大部分雜質離子，在進行礦化、殺菌，以達到飲用水的標準。在該類系統膜設備出現堵塞、產水指標下降時，往往采用直接更換的模式，此法會造成一定的資源浪費，在采取合理的手段對膜元件進行清洗后，可進行再利用，已減少資源浪費。

對膜設備性能的了解是確保膜系統設備安全穩定運行基礎，該文章是通過日常運行經驗積累，總結出膜設備常見的各類問題的分析、判斷和解決思路，以供參考。