李佳琦

（寧夏大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏青銅峽 751600）

1 概述

寧夏大唐國際大壩發(fā)電有限責(zé)任公司鍋爐除鹽水制備系統(tǒng)水源為黃河地表水，日供水量約9 600t，青銅峽市城市中水作為備用水源。預(yù)處理使用纖維過濾器，預(yù)脫鹽采用超濾裝置加反滲透裝置，脫鹽率可達99%，反滲透產(chǎn)水經(jīng)除碳器除碳后，經(jīng)二級除鹽制出合格的除鹽水，制水量120t/h。

補給水處理工藝流程

黃河水→綜合水泵房生產(chǎn)水池→混合式加熱器→生水箱→生水泵→纖維過濾器→清水箱→清水泵→自清洗過濾器→超濾裝置→超濾水箱→超濾水泵→保安過濾器→高壓泵→反滲透裝置→除碳器→淡水箱→淡水泵→陽離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。

化學(xué)反滲透系統(tǒng)設(shè)計2套80m3/h 反滲透裝置，系統(tǒng)設(shè)計為2個系列單元，每系列都能單獨運行，也可同時運行。每套反滲透由20支壓力容器組成，分為2段，第一段13支，第二段7支。每支壓力容器內(nèi)裝6只膜元件，共有240只膜元件。反滲透膜元件采用DW30-400FR 卷式復(fù)合膜，使用壽命為3～5a，根據(jù)膜使用情況，如運行三年脫鹽率大于97%，回收率75%，可以繼續(xù)使用。

2 反滲透系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)分析

反滲透運行數(shù)據(jù)見表1。

表1 反滲透系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)

產(chǎn)水量流量計顯示65m3/h 左右，顯示不準，實際測量產(chǎn)水水量均在80m3/h 左右。同時測量了兩套反滲透系統(tǒng)所有單支壓力容器的電導(dǎo)率，如表2、表3所示。

表2 反滲透1#系統(tǒng)單支壓力容器電導(dǎo)率（單位μS/cm）

表3 反滲透2#系統(tǒng)單支壓力容器電導(dǎo)率（單位 us/cm）

根據(jù)實際運行工況采用美國陶氏化學(xué) ROSA 軟件對水壓、電導(dǎo)率進行模擬，如表4所示。

表4 水壓、電導(dǎo)率模擬數(shù)據(jù)

表5 ROSA 軟件對反滲透水壓、電導(dǎo)率模擬結(jié)果

軟件模擬顯示，膜元件正常的反滲透系統(tǒng)進水壓力約11.49bar，一段產(chǎn)水TDS（溶解性固定總量）約12.06mg/L（電導(dǎo)率約20μS/cm），二段產(chǎn)水TDS 約41.77mg/L（電導(dǎo)率約70μS/cm）。與 ROSA 軟件計算結(jié)果相比，兩套系統(tǒng)的實際進水壓力均大幅降低，產(chǎn)水電導(dǎo)率均大幅上升。進水壓力下降（即產(chǎn)水量上升），產(chǎn)水電導(dǎo)率上升（即系統(tǒng)脫鹽率下降）的原因一般是膜被氧化或發(fā)生物理泄漏如劃傷等，為進一步確認系統(tǒng)脫鹽率下降原因，對1#、2#反滲透裝置各抽取一支反滲透膜元件取樣進行檢測。

3 反滲透膜元件性能檢測數(shù)據(jù)分析

將取樣的兩支反滲透膜元件（一段首支和二段末支各一支）外送到美國陶氏化學(xué)上海實驗室進行單支膜元件性能測試。測試結(jié)果：編號F2581978膜元件實際產(chǎn)水量為27853GPD， 是其標準性能產(chǎn)水量10 500GPD 的265%，產(chǎn)水量大幅升高；實際脫鹽率為98.54%，脫鹽率有所衰減。編號F6465981膜元件實際產(chǎn)水量為48 993GPD，是其標準性能產(chǎn)水量10 500GPD的467%，產(chǎn)水量大幅升高，實際脫鹽率為93.09%，脫鹽率大幅衰減。產(chǎn)水量明顯變大并且脫鹽率變差原因一般是膜元件被氧化。同時取樣膜片樣品進行Fujiwara 實驗，對比樣品膜片與新膜片，實驗結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1 對比樣品膜片與新膜膜片結(jié)果：

圖2 對比樣品膜片與新膜膜片結(jié)果：

Fujiwara 實驗表明：兩支膜元件的膜片測試溶液均呈現(xiàn)出粉紅色，證明兩支膜元件均被氧化性污染。單支膜元件性能檢測結(jié)果與現(xiàn)場實際運行數(shù)據(jù)分析結(jié)果相符，進一步說明膜元件被氧化性污染。

4 反滲透保護措施

針對反滲透膜元件被氧化性污染，無法通過物理、化學(xué)清洗等方式進行恢復(fù)問題，在日常運行中需采取以下措施對反滲透膜元件進行保護。

1）嚴格控制產(chǎn)水量、控制濃水回收率，并按照設(shè)計要求運行。在操作方式上，盡量提高進水水溫，使得分子運行加快，降低黏度，使得膜內(nèi)表面邊界層減薄，降低膜表面的濃差極化，同時及時進行沖洗，盡量消除膜表面的濃差極化，降低產(chǎn)水的能耗和膜的性能產(chǎn)水量，提高系統(tǒng)的脫鹽率。

2）控制操作進水壓力、濃水回收率等運行操作條件，避免濃縮鹽分超過溶度積。

3）加強超濾裝置出水水質(zhì)，盡量去除顆粒物和結(jié)垢性成分，使反滲透入口水質(zhì)滿足運行要求。

4）對反滲透進水中結(jié)垢性物質(zhì)、余氯等通過預(yù)處理、加阻垢劑、加還原劑、加酸等進行穩(wěn)定處理，降低相關(guān)物質(zhì)數(shù)量，減少污染物的總量。