延石化反渗透运行常见问题及处理

雷新星，呼建栋

（延安石油化工厂，陕西延安 727406）

1 除盐水系统概况及反渗透系统工艺流程

延安石油化工厂除盐水装置以拓家河水库和南沟门水库为水源，采用超滤+反渗透+阴阳离子交换器+混合离子交换器作为处理工艺，除盐水设计产水量为400 m3/h，主要负责锅炉装置的除盐水供给。

本系统中最重要的脱盐装置是反渗透装置，反渗透装置的脱除率90%以上，对中性的二氧化硅和相对分子质量300以上的微量有机物具有较高的脱除率，并可去除绝大部分的胶体、有机物、微生物等杂质，回收率可达到75%左右。所以反渗透运行正常与否直接影响到后续工况的阴阳床及混床的正常运行，对反渗透装置良好的运行管理，为保证我厂除盐水的正常供给提供了先决条件。

1.1 反渗透系统工艺流程（见图1）

图1

1.2 反渗透工作原理（见图2）

图2

1.3 现状（如图3）

图3

反渗透技术在应用过程中存一定风险，最主要的是反渗透膜在运行过程中的堵塞及膜的氧化。缓解此类问题，必须在原水预处理上和日常运行管理上作工作。我们通过采取控制反渗透系统进水pH在6.8～7.2、加强反渗透进水余氯检测、根据不同污染物调整清洗方案等措施，减少浓水排放，优化反渗透系统运行参数等，使五套反渗透综合脱盐率达到90%左右，为我厂节能降耗做出了积极贡献。

2 常见问题

2.1 原水水质的影响（见表1）

表1 拓家河水库与仙鸡河原水水质分析对比表

上述三个水源，2011年底前以拓家河、沮河混合使用，2011年底～2016年以拓家河为主、沮河为辅，2016年7月至今以南沟门为主。除盐水预处理系统很大程度的去除原水中带来的微生物、有机物、胶体等，但并不能全部去除，过滤器对溶解态的胶体、粒子态的盐类不具有脱除能力。三种生产方案不同，由于水源不同，反渗透进水水质差别较大，受到的污染和结垢、运行周期、产水质量都不同。

2.2 反渗透膜被氧化

反渗透系统进水温度在25℃左右，反渗透装置内水流速度舒缓，很适合微生物和细菌的生长繁殖。为了除去细菌和微生物，在预处理系统中一般都要加入过量的氧化性杀菌剂（NaClO），以彻底除去细菌和微生物。不过带有游离氯的水与反渗透膜元件接触，会使膜元件氧化使其性能下降而且无法恢复，所以必须在反渗透进水进入过滤器前加入适量还原剂Na2HSO3，以去除游离的氯，但是在实际运行中由于在线仪表显示出现偏差、加药泵故障造成加药量不稳等因素，造成余氯进入反渗透系统，氧化膜元件，致使脱盐率降低，膜的使用寿命明显降低,膜被氧化。

2.3 反渗透膜污染、结垢

反渗透膜在运行过程中，浓水一侧会不断累积胶体、细菌、大分子、水垢等物质，如果不及时清除就会引起系统脱盐率降低，产水量下降等问题。严重时会造成严重的膜污染而难以恢复，甚至膜报废。

2.3.1 无机物结垢

例：2017年12月底我车间反渗透系统进水的pH值、碳酸盐浓度分析数据见表2。

表2 反渗透进水水质与设计值对比表

从表2可知：现阶段反渗透进水pH值、碳酸盐浓度较设计值高,属于结垢型水质，碳酸钙沉淀易对反渗透膜造成了污堵。

2.3.2 胶体、颗粒沉积

预处理系统长时间运行，溶解性硅的过饱和态及聚合物产生硅凝胶层垢后，并与金属氢氧化物缔合或有机物缔合污垢，造成反渗透系统胶体、颗粒物的污染。

2.3.3 微生物污染

反渗透控制余氯来抑制微生物的滋生，但是余氯有较强的氧化性，要求余氯≤0.1，这给微生物的生存繁殖提供了有利的环境。微生物生长及排泄出的酸性粘泥会堵塞膜的微孔，使压差上升；反渗透系统长期使用氧化型杀菌剂，致使微生物产生抗药性，出现微生物污染。

3 采取措施

3.1 原水水质的影响

原水水质的差别，直接对反渗透运行周期、产水质量、产水率等构成影响。我厂对此高度重视，先后三次调整除盐水生产方案，后改为用水库供水，停止水源泵房从河道取水进一步优化原水水质，提高了生产、消防用水水质，降低了用水设备的腐蚀，为装置长周期运行提供了保障。

3.2 反渗透膜被氧化

1）对还原剂加药泵加药剂量进行定期标定，若加药泵故障，应及时修理；对余氯在线仪表校正，确保其准确性；保证化验结果的准确性；调整化验频次。

2）严格按照各药剂比例配制清洗液，控制要求pH值。在pH值调节中，使用氨水来提高pH，使用盐酸来降低pH值。

3.3 反渗透膜的污染与结垢处理

3.3.1 控制反渗透进水pH值在6.7～7.3，原反渗透进水pH值在8.87左右，碳酸盐含量高，属于结垢型水质。目前经改造投用原水加酸系统，在原水进机滤前加注盐酸，使原水pH值控制在6.7～7.3之间，抑制了CaCO3的析出，降低了碳酸钙结垢的风险（见表3）。

表3

生水加酸装置投用后反渗透段间压差降低，膜堵情况得到缓解，使化学清洗频次降低，化学清洗所用酸碱消耗降低，反渗透膜的使用寿命延长，生产成本逐渐下降。

3.3.2 大多数反渗透膜的污染物质都可通过化学清洗去除，但是在进行化学清洗时，必须对污染物的种类进行清晰判定，才可以根据污染物选择合适的清洗配方和清洗工艺[1]。

3.3.3 清除微生物污染的解决措施为间歇式投加非氧化性杀菌剂，非氧化性杀菌剂与氧化性杀菌剂恰恰相反，是以致毒作用于微生物的特殊部位。我车间采用氧化性杀菌剂作为连续投加药剂，间歇投加非氧化性杀菌剂以杀除那些产生抗药性的微生物。

4 结束语

本文对反渗透装置长时间运行中出现过的问题及解决问题过程中采取的更换水源、生水加酸、间歇式投加非氧化性杀菌剂等方法进行总结，对今后装置的长周期运行及其它同类装置的运行具有一定的指导及参考借鉴作用。