影响超滤反渗透系统长期稳定运行因素分析

王明浩　安长伟　侯世红

【摘 要】 本文对通辽发电厂化学水系统超滤反渗透水处理系统运行维护分析总结，以利于系统长期稳定运行。

【关键词】 超滤反渗透，运行，维护，延长膜寿命

1 概述

通辽第二发电厂三期工程采用超滤反渗透工艺作为一级除盐系统，大大提高系统自动化水平和操作强度，减少传统离子交换法酸碱消耗量。双膜法水处理部件为进口产品，操作维护保证系统长期稳定运行至关重要，通过运行维护情况，总结探讨一套切实可行方法使系统更加稳定完善，原水水质见（表1）所示。

2 超滤系统

根据原水性状选择高效运行方式，开发有效反冲洗和化学洗涤方法等成为膜分离技术能否实用化关键所在。针对原水水质特点，水源是地下水，水质比较稳定，水中铁离子和胶体硅是造成超滤系统主要污染物。采取提高膜适用性，延长膜使用寿命方式。采用PVDF材质超滤膜，外压式泉流过滤工艺具有产水流量大，出水水质稳定，反洗彻底优点。

2.1 提高膜抗污染性能方法

2.1.1 严格控制进水水质

系统进水水质要求在概要部分已经详细给出，为避免杂质含量过高而对膜组件造成严重不可逆膜污染。控制进水是保证系统稳定前提条件。在项目中主要控制进水铁和微生物含量，通过超滤系统总进水浊度仪进行检测，如果超过报警值需要系统停车进行处理。

2.1.2 膜污染形式

膜污染主要有膜表面覆盖污染和膜孔内阻塞污染两种形式。松散层尚不足以表现出对膜性能产生影响，在水流剪切力作用下冲洗掉，膜表面上细腻层则对膜性能正常发挥产生较大影响。污染层存在有大量膜孔被覆盖且该层内微粒及其他杂质间长时间相互作用极易凝胶成滤饼，增加透水阻力。需要对滤膜进行化学清洗.通过化学药剂浸泡、冲洗、气洗等手段使其恢复活性。

2.1.3 透水率对膜压差的影响

透水率设定值通量为是67L/m2.h，此阶段膜表面流速为0.08m/s，膜两侧压差剧增，化学洗涤次数明显增多，由于透水率值设定过高，冬季原水粘性系数增大，流速过小引起胶体以及高分子物质向膜表面沉降速度增大原因造成。后期对操作参数进行修正，将膜表面流速设定为0.14m/s，在低温季节透水率设定为67L/m2.h，得到相对较稳定运行效果，膜两侧压力变化平稳，化学洗涤次数明显减少。在超滤膜操作过程中根据季节、水温变化调节透水率和膜表面流速能使膜处理能力得到最大限度发挥，做到经济、平稳地运行。

2.2 化学洗涤次数影响

试验前期化学洗涤次数远多于后期，膜两侧压力变化及透水率稳定。膜两侧压差迅速上升，用化学洗涤没有得到预期效果。后期化学洗涤次数减少，附着物逐渐累积并长时间地压缩形成致密压缩滤饼，化学洗涤难以发挥作用，最终引起膜通量下降，压差升高。透過率和反冲过程处于平衡状态时虽然膜表面大颗粒、高分子物质没有大量沉积，低分子物质仍在膜孔内逐渐附着积累导致膜孔内长期附着污染，无论膜两侧压力有无明显变化，根据原水水质定期进行药物洗涤完全必要，由于系统进水铁含量超标，化学清洗前需要对超滤膜进行高频气洗及浸泡保证超滤膜表面截留物，不板结，有利于提高系统清洗效果。

3 反渗透系统

反渗透系统是化学水系统除盐的关键，提高反渗透膜的抗污染性决定系统长期稳定运行的关键。

3.1 反渗透系统污染形式

反渗透膜系统污染主要有有机物污染，碳酸盐硫酸盐硅酸盐污染，消除减缓反渗透膜污染主要手段是通过化学加药系统，包括加NaHSO3、加酸和阻垢剂三个系统，主要作用是保证RO组件长期保持较高脱盐及产水能力.在反渗透给水中加入阻垢剂，能够有效防止CaCO3、MgCO3 、MgSO4、CaSO4等垢类在反渗透膜上形成，延长反渗透使用寿命，保护反渗透系统正常运行.针对系统原水二氧化硅含量较高，采用高硅阻垢剂以延缓及防止在浓水侧结垢，以延长清洗周期，延长膜的使用寿命。在反渗透前处理中为防止反渗透发生微生物污染，在超滤预处理系统水中加入了NaCl，而复合膜要求进水中必须除去残余氯，在反渗透入口水中加入一定量还原剂NaHSO3使水发生脱氯反应，除去其中残余氯防止膜系统被氧化，通过以上手段有针对性控制进水各种污染物质提高反渗透膜使用率。

3.2 采用机械方法保证反渗透膜性能

反渗透进口保安过滤器，内设5μPP熔喷滤芯，作用是截留来自原水产水中大于5μ颗粒进入反渗透系统，颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐情况，同时划伤高压泵叶轮。为有效保证保安过滤器有效过滤精度，需要对滤芯定期更换，更换周期最好控制在3个月以内，具体可根据保安过滤器进出口压差做相应调整，系统停运后对反渗透进行冲洗十分必要，通过产品水对反渗透浓水侧冲洗，防止反渗透膜浓水侧高浓离子水在膜上结垢延长反渗透膜使用寿命，延长反渗透清洗周期。反渗透膜每次化学性清洗都会一定程度增加反渗透膜的透盐率，因而系统运行中要尽量控制系统清洗周期。通过近几年运行来看，清洗周期控制在6-8个月是比较经济合理的。

3.3 合理操作维护

通过运行人员合理操作维护使系统启动达到慢开，减缓高压泵对反渗透膜的冲击，控制合理回收率和产水流量，及时监测水进出口压差以确定系统产水，有效运行手段对系统长期稳定运行起着至关重要作用。基本保证反渗透系统在一个长期稳定状态下运行，系统脱盐率一直在98%以上，有效保证化学水系统连续稳定运行。

4 结论

用寿命主要从运行维护方面加以控制完全可以实现。通过加强操作监管，药剂投加控制，清洗周期控制等方式实现。超滤反渗透除盐系统是一个高度自动化综合系统，通过PLC及上位机实现对其系统整体控制，是保证系统长期稳定运行重要因素，再通过运行人员合理操作维护有效，最大程度延缓超滤、反渗透膜污染问题。大大提高系统处理效率，延长膜使用寿命。

参考文献

[1] 膜科学与技，2000，20（3）：9-13

[2] 反渗透水处理系统工程 冯逸仙编著，中国电力出版社

[3] DL/T 5068 火力发电厂化学设计技术规程

[4] 超滤反渗透系统操作手册