楊高亮(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516000)

0 引言

本除鹽水系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)模為1000m3/h，其中反滲透裝置設(shè)計規(guī)模為1100m3/h。一級除鹽系統(tǒng)采用“超濾+反滲透”的雙膜法工藝，形式為一級兩段。工藝流程為：原水先經(jīng)進口的盤式過濾器進行粗過濾，再通過超濾進行深度的降濁度、除懸浮物及有機物后，最后進入反滲透進行一級除鹽。

超濾與反滲透共用一套化學清洗裝置，包括1臺容積為10m3的化學清洗水箱，2臺額定流量為130m3/h 的清洗水泵，2臺額定負荷為130m3/h 的保安過濾器。反滲透采用DOW 公司高脫鹽率、抗污染復合膜組件，具體表現(xiàn)為對原水變化的適應(yīng)性強、更低的操作壓力、更低的段間壓差、更長的使用壽命，單支膜性能參數(shù)如表1所示。

表1 單支反滲透膜技術(shù)參數(shù)表

1 存在的問題

反滲透進水水質(zhì)化驗結(jié)果：溫度=24 ℃，pH=7.9，濁度=0.13NTU，余氯=0.01mg/L，電導率=256μs/cm，ORP=208，SDI15=3.65，COD=10mg/L，二氧化硅=16.7mg/L，鐵離子=0.001mg/L，鋁離子=0.005mg/L，錳離子=0.004mg/L。反滲透周期制水量約為25萬～30萬m3,在額定產(chǎn)水量Q=220m3/h，其他進水條件不變的情況下，記錄化學清洗前數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 反滲透化學清洗前數(shù)據(jù)記錄

由上表可知，周期制水量大幅衰減，在進水水質(zhì)不變的情況下對反滲透產(chǎn)水量標準化，系統(tǒng)壓降大幅增大。如果繼續(xù)運行，有可能造成產(chǎn)水端爆膜，而且持續(xù)升高的進水壓力增加產(chǎn)水能耗，也不利于節(jié)能降本增效。

2 原因分析

進水壓力上漲過快，一段壓差達0.298MPa,二段壓差為0.067MPa，說明前端膜元件可能污染嚴重。分析可能造成一段進水壓力快速上漲的原因有：

(1)固體顆粒物污堵。一般情況下，較大的固體顆粒物已被超濾和反滲透前端精度為5μm 的保安過濾器截留，除非超濾出現(xiàn)短路狀況。觀察預處理超濾裝置的流量、進水壓力、壓降、產(chǎn)水濁度正常，保安過濾器壓降也正常，進水SDI15=3.65，固體顆粒物污堵的可能性小?？紤]到該套反滲透化學清洗裝置的設(shè)備老化問題，故對D 套反滲透一段進水拆除端蓋，并用一級除鹽水進行物理沖洗，如圖1、圖2所示。

圖1 反滲透D套一段進水端沖洗前

圖2 反滲透D套一段進水端沖洗后

(2)金屬氧化物的污染。金屬垢的產(chǎn)生可能是裝置短路、容器的腐蝕產(chǎn)物或被空氣氧化的金屬離子。進水化驗中鐵離子=0.001mg/L，鋁離子=0.005mg/L，錳離子=0.004mg/L，說明金屬氧化物的污染程度較小，但不排除整個制水周期在膜表面被其他污染物截留后累積的可能。

(3)阻垢劑污染。在經(jīng)過預處理后的原水進入反滲透前加入高效率的專用阻垢劑，防止反滲透濃水測結(jié)垢。正常按照2-4ppm 投加，但當反滲透總進水量減小時卻未及時調(diào)整阻垢劑的投加量時，反滲透消耗所需的阻垢劑后，多余的阻垢劑會吸附于膜表面，與其他污染物混雜，堵塞膜孔，使產(chǎn)水量下降，進水壓力升高。

(4)膜的氧化損壞。監(jiān)測反滲透進水余氯持續(xù)在0.01mg/L左右，給水壓力不降反升，所以排除可能性。

(5)有機物污染。有機物在膜表面截留后，容易成為細菌繁殖的營養(yǎng)源，影響系統(tǒng)水通量。化驗進水COD=10mg/L，SDI15=3.65，有機物污染程度可能比較輕微。

(6)生物污染。生物污染的特征之一是濃水中的總細菌數(shù)迅速增加，原因可能是進水預處理不良、水溫高、SDI 高、有機和無機營養(yǎng)物濃度高且殘存大量細菌。任何系統(tǒng)都會發(fā)生生物污染，即使系統(tǒng)中的殘留細菌數(shù)量很微小，也會隨著制水過程不斷繁殖直至爆發(fā)式增長。

(7)膠體污染。膠體是懸浮在水中的無機物或有機物與無機物混合的顆粒，不會隨自身重力而沉降，通常為混合型污染。由于污染物沉積，加之與截留的微生物、金屬氧化物、藥劑、細菌等混合，為微生物及其代謝產(chǎn)物提供營養(yǎng)液，加重微生物污染，造成膜通量迅速減小，進水壓力持續(xù)快速升高。

3 問題的解決

根據(jù)以上分析，制定相應(yīng)的化學清洗方案：

(1)酸洗。投加鹽酸10kg、草酸100kg 配制酸性清洗液，溫度33～35℃，不控制pH，大流量低速循環(huán)清洗一段膜，清洗膜表面的金屬氧化物、阻垢劑垢等污染物。

(2)堿洗。投加30%濃度液堿50kg、EDTA50kg、十二烷基苯磺酸鈉1kg，配制堿性清洗液，控制pH=12.2～12.4，溫度30～31℃，一段、二段、串洗循環(huán)清洗，擴張膜孔，清除膜表面的膠體、微生物膜等污染物。

(3)酸洗。投加鹽酸10kg、檸檬酸150kg 配制酸性清洗液，控制pH=1.9～2.0，溫度33～35℃，一段、二段、串洗循環(huán)清洗，進一步清洗掉金屬污染物、無機鹽垢等污染物，并收縮膜孔，保證脫鹽率。

4 結(jié)語

化學清洗后48h 標定數(shù)據(jù)如表3所示：

表3 反滲透化學清洗后數(shù)據(jù)記錄

由上表可知，反滲透系統(tǒng)壓降、一段壓降均大幅減小，進水壓力明顯降低。脫鹽率微有下降，是由于擴張膜孔尚未完全收縮，待制水量增加時脫鹽率可恢復。

同時對化學清洗管線、彎頭進行拆檢，更換襯膠破損的管線。