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

關(guān)鍵詞：反滲透;保安過(guò)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(zhǎng)江上游庫(kù)區(qū)水，水處理主要設(shè)備由盤式過(guò)濾器、超濾、一級(jí)反滲透、二級(jí)反滲透、混床組成。

保安過(guò)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(guò)濾器濾芯污染的原因。

2.水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1系統(tǒng)流程

長(zhǎng)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(guò)濾升壓泵→無(wú)閥濾池→化學(xué)水泵→盤式過(guò)濾器→超濾→超濾水泵→一級(jí)反滲透→高壓泵→中間水箱→中間水泵→二級(jí)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(guò)濾器基本情況

保安過(guò)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(guó)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(chǎng)異常情況

一級(jí)、二級(jí)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(tái)機(jī)組168正式投入運(yùn)行，投產(chǎn)后一級(jí)反滲透保安過(guò)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(jí)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(guò)濾器濾芯堵塞，打開(kāi)反滲透保安過(guò)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(duì)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(guò)濾器堵塞后，伴隨著一級(jí)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(guò)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(kāi)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(yáng)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(guò)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(guò)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(jí)反滲透的二段，濃水中過(guò)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(duì)污染物樣品進(jìn)行化驗(yàn)分析

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

（1）濾芯完整，濾芯表面存在肉眼可見(jiàn)污物，濾芯過(guò)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(duì)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(zhǎng)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(shuō)明超濾系統(tǒng)有斷絲現(xiàn)象，對(duì)膠體等攔截率降低，造成進(jìn)入保安濾芯堵塞。

6.2采用長(zhǎng)江水作為水源，預(yù)處理未加入殺菌劑，只是在盤式過(guò)濾器出口管道混合器加入殺菌劑，流速過(guò)快、管道長(zhǎng)度過(guò)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(guò)濾器堵塞濾芯。

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

污染物已經(jīng)透過(guò)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(guò)濾器污堵后污染物穿透濾芯造成的;二段壓差也相對(duì)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(jí)反滲透保安過(guò)濾器入口未加裝ORP表，無(wú)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(guò)量會(huì)使系統(tǒng)中存有大量的硫酸鹽，硫酸鹽還原菌在無(wú)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(guò)濾器及反滲透膜生物污堵，鐵的來(lái)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(jí)反滲透入口加裝ORP表，控制在-150MV～+150MV。

（4）定期對(duì)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(duì)膠體懸浮物攔截率達(dá)到99.9%以上，保安過(guò)濾器沒(méi)有發(fā)生膠體堵塞。

（5）定期對(duì)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(zhǎng)期停滯滋生有機(jī)物。

（7）加強(qiáng)保安過(guò)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(guò)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(huì)及時(shí)對(duì)水箱內(nèi)部進(jìn)行清理并對(duì)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(guò)以上治理措施后，再?zèng)]有發(fā)生過(guò)濾芯污堵問(wèn)題，濾芯壓差一直維持在較低范圍內(nèi)。反滲透保安過(guò)濾器至保安過(guò)濾器濾芯的更換周期由之前的最短一周一次延長(zhǎng)至最長(zhǎng)9個(gè)月更換一次，大大降低保安過(guò)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(guò)濾器濾芯的采購(gòu)費(fèi)用和清洗藥劑的采購(gòu)費(fèi)用。

8.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析，確定保安過(guò)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(wú)ORP表進(jìn)行監(jiān)視;（3）超濾膜斷絲，造成對(duì)膠體的攔截率降低。

通過(guò)堅(jiān)持實(shí)施上述控制措施，徹底解決了保安過(guò)濾器濾芯污堵的問(wèn)題，證實(shí)了治理效果是有效可行的。但仍要堅(jiān)持對(duì)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(jiǎn)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(zhǎng)，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.