浅谈膜设备常见故障的预防处理方法

孙奇斌

（山西京能吕临发电有限公司，山西 吕梁 033200）

一、火电厂除盐水制备不同工艺下的不同膜设备类型

火电厂常用的膜设备主要有超滤（纳滤）、反渗透、EDI。

超滤主要用于过滤预处理后水中的少量悬浮物，为下游的反渗透安全运行提供必要条件。反渗透一般分为一级/二级反渗透，采用不同的水处理工艺，超滤、反渗透的工艺不同，采用阴阳床及混床制备除盐水的工艺主要采用超滤+一级反渗透的模式，采用EDI 除盐的工艺主要采用超滤+一级反渗透+二级反渗透的模式。

二、膜设备应用中易出现的各类故障

1.超滤在对预处理后的水质进行深度过滤时，易出现堵塞、产水浊度偏高、产水淤泥污染指数高的现象。超滤的堵塞主要以高含量的有机物和悬浮物堵塞为主。

2.反渗透在运行过程中，一级反渗透易出现结垢、有机物堵塞和产水电导率高、脱盐率偏低的现象。二级反渗透不易出现堵塞情况，但易随着一级反渗透产水水质的变化和加药量的调整，出现产水盐分含量波动较大的现象。

3.反渗透膜的表面污堵现象：反渗透在日常运行过程中，除一段有机物污堵、二段结垢污堵，导致一段二段压差上升，产水量下降外，还存在表面污堵现象。表面污堵的主要特征为进水压力上升，进水流量下降，段间压差下降，产水量下降，反渗透段间压差下降的主要原因为进水流量下降引起。

因此在判断膜系统是否污堵时，需要结合其进水流量、压力、段间压差、产水量、回收率等指标综合判断，得出最终结论，以采取合理有效的清洗手段。

4.EDI 在日常运行过程中，若因二级反渗透产水水质不合格和运行参数调整不当，易出现EDI 模块失效，产水水质不合格的情况。

三、各类故障的原因分析及对策

1.超滤出现堵塞的主要原因是预处理出水水质变差。一般的预处理工艺都是以混凝、沉淀、过滤为主。影响混凝沉淀效果的因素较多，主要因素是进水浊度、加药浓度、进水流量、水温、流速、药剂选型、反应时间。通过人为干预和调整的因素主要为进水流量和加药浓度以及药品的选择。因此对于不同水源，选择对应的混凝剂对预处理的效果影响较为重要。在日常的操作调整中，应逐步总结经验，跟随进水水质的变化情况，及时调整加药、排泥，确保系统始终处于良好的混凝反应状态。如：机械加速澄清池投运初期，未形成足量的有效活性污泥，需投加黏土，并增大加药量以尽快形成足量的活性污泥，用于建立泥渣循环，以达到较好的混凝沉淀效果，机械加速澄清池投运初期，产水水品质较差，在下游的过滤设备无法保障产水品质能满足感锅炉补给水过滤系统所需水质时，应将机加池的初期产水回收至系统入口进行再次混凝沉淀处理，以确保不会造成下游超滤系统堵塞。相对于机械加速澄清池，斜板沉淀池运行相对较易调整，保证适宜进水流量增减和适宜的加药量、排泥周期和排泥量，即可保证产水品质优良。

2.另外，超滤系统出现产水水质变差也是常见现象之一。因进水水质变差、超滤膜出现断丝等情况，均会造成超滤产水水质不合格的现象。在出现超滤产水水质不合格的情况下，首先需排查进水浊度是否有明显上升，另外及时排查超滤系统是否存在断丝情况，并及时进行反洗、清洗等操作，以提高超滤的过滤效率。

常见的超滤从进水流向上分为内压式、外压式，从过滤方式分为死段过滤和错流过滤。超滤污堵的主要原因为进水指标严重变差、反洗周期设置不合理、反洗方式不科学、反洗强度偏低等因素。反洗强度是超滤严重污堵的一个重要原因，如出现超滤反洗强度持续偏低，每次反洗后超滤产水指标、产水量、段间压差等指标均有好转，但未彻底恢复，经过长周期的反洗—运行-反洗周期后，超滤会呈现产水逐步下降、压差逐步升高，最终导致彻底堵塞的现象。此时必须通过高强度的化学清洗来恢复超性能。超滤反洗强度的印象因素主要由反洗水泵出力不够、反洗保安过滤器堵塞等原因引起。其中如果使用水源为高碱度、高硬度水质，在超滤碱洗环节、极易出超滤反洗保安过滤堵塞的情况，此时如果由于运行人员发现不及时，未及时采取有效的处理措施，经过长时间的日积月累，导致超滤严重堵塞，因此超滤的正常运行，除了必须加强正常运行期间的进水流量、进水压力、跨膜压差、产水指标的监督外，还需加强超滤反洗指标的监督，如反洗流量、反洗压力、反洗药品浓度、pH 等。

3.反渗透系统易出现堵塞和脱盐率不合格的情况。由于一级反渗透是对原水进行预脱盐的第一站，在原水处理、过滤、超滤系统出现水质不合格的情况下，极易造成反渗透膜的污堵。反渗透在出现堵塞现象时，及时分析堵塞原因。反渗透一段压差高，即表明一段发生堵塞，一段堵塞主要以有机物堵塞为主，二段堵塞主要以结垢堵塞为主。通过分析判断，若为有机物污堵，则需检查原水预处理杀菌情况、超滤的产水水质、反渗透进水的淤泥污染指数、反渗透保安过滤器滤芯运行数据，找到污染源。若为二段污堵，则需检查反渗透的回收率是否正常，阻垢剂加药量是否合适，药剂是否失效，来水水质（碱度、硬度等指标）是否发生明显变化。在找到反渗透堵塞的根本原因后，根据不同原因采取对应的处理措施，如：若为有机物污堵，则需调整原水的混凝沉淀及杀菌剂的投加，并采取针对性的碱性清洗，若为结垢堵塞，则考虑对原水进行软化，反渗透入口调整加酸量、阻垢剂加药量，核查阻垢剂性能是否满足水质需求，并进行酸性清洗。

4.经过超滤、一级、二级反渗透的过滤、除盐处理，EDI 运行不易出现堵塞，出现堵塞则以结垢堵塞和维护不当、微生物滋生堵塞为主。定期对EDI 进行保养维护冲洗，即可保持EDI 良好的运行状态。在EDI 出现产水量下降、产水指标不合格时，需及时调整模块电压，浓水、极水流量，以实现对EDI 模块的充分再生后，方可投入正常运行，如果出现产水指标长时间不合格，则需检查个别模块是否存在故障漏水情况。另外EDI 运行中严禁断水，出现断水情况，极易对模块造成不可逆的损坏。

四、膜清洗常用清洗剂的选择及条件控制

1.超滤膜堵塞一般以有机物堵塞为主，碱性清洗宜选择氢氧化钠、次氯酸钠进行清洗，酸性清洗宜选择盐酸或者柠檬酸进行清洗。药剂浓度易配置为0.1%氢氧化钠和0.2%次氯酸钠进行碱性清洗，配置0.2%的盐酸或2%的柠檬酸进行酸性清洗，酸性清洗温度控制30～35℃为宜，碱性清洗控制清洗液温度35～40℃为宜。

2.反渗透的堵塞较为常见，一般以一级反渗透一段有机物污堵、二段结垢污堵为主，在反渗透发生污堵时，初步的清洗可选用常见的盐酸、柠檬酸、氢氧化钠、EDTA 等酸碱药剂进行清洗。由于反渗透容易出现铁、钙、有机物等污染物的堵塞，清洗剂易选择有络合能力的有机清洗剂进行清洗，在普通的清洗剂清洗后无法达到预期效果时，则需选择专用的清洗剂并增大清洗强度，如延长清洗循环时间和浸泡周期，并在清洗过程中根据清洗液浓度变化的情况适时更换清洗液。

膜处理工艺在水处理行业已得到广泛应用，为确保水处理系统的正常运行，减少设备损耗和投资费用，膜设备的正常使用和日常维护尤为重要，做好膜设备的正确使用和合理维护是保障水处理系统安全稳定运行的必要条件。

五、助凝剂（聚丙烯稀酰胺）对膜系统正常运行的影响与预防

1.在原水预处理过程中，往往通过投加混凝剂、助凝剂等药剂，以除去水中悬浮物和部分有机物，为下游过滤、预除盐设备创造良好条件。

2.在原水预处理混凝沉淀效果不好、药剂投加量控制不当，导致部分未完全沉淀的小分子残余助凝剂（聚丙烯酰胺）进入下游系统，对膜系统造成污堵，由于反渗透膜材料的特性，与助凝剂结合，造成膜系统的严重污堵，阳离子助凝剂对膜系统的影响尤为严重，对膜系统易造成不可逆的损坏。

3.在原水预处理过程中，在非必须情况下，尽量不投加助凝剂。如果在不投加助凝剂（聚丙烯酰胺）的情况，原水预处理出水水质无法满足要求，则可少量投加助凝剂，且投加助凝剂为阴离子型。水中残余聚丙烯酰胺可通过分光光度法进行粗略检测，为防止残余量过多，在原水预处理过程中投加助凝剂（聚丙烯酰胺）的前提下，对原水出水水质进行聚丙酰胺残余量检测，出水残余大量聚丙酰胺时，应停止此类水源进入膜系统。

4.原水预处理过程中投加聚丙烯酰胺时，在膜系统运行过程中，应加强系统运行参数的监视，对进水压力、产水水质、超滤跨膜压差、反渗透段间压差等指标重点监视，发现数据异常时，及时停机检查。通过打开膜元件检查膜原件堵塞情况，如果检查发现膜元件表面或端头有明显粘稠状物质，则以有机物无堵塞为主，超滤系统发生有机物污堵时，则以次氯酸钠及碱清洗为主，反渗透系统发生有机物污堵，以非氧化性杀菌和碱洗为主，通过清洗恢复膜系统至正常状态。

总之，膜系统日常运行中，造成系统出水指标下降、污堵的情况的因素较多，应根据原水水质合理调整原水预处理运行方式，保证良好的预处理效果，以减少因水质不合格对膜系统造成损坏，同时对膜系统运行的参数做好根据记录，发现数据异常及时分析排查，并通过查询历史数据判断造成膜系统异常的原因，进而采取有效解决措施。

六、结束语

膜设备的应用已普及，并逐步深入生活的每个角落，诸如小区内的直饮水系统、家中安装的净水器系统，均是一系列膜设备的过滤、软化过程。通过超滤、反渗透的过滤出去水悬浮物和大部分杂质离子，在进行矿化、杀菌，以达到饮用水的标准。在该类系统膜设备出现堵塞、产水指标下降时，往往采用直接更换的模式，此法会造成一定的资源浪费，在采取合理的手段对膜元件进行清洗后，可进行再利用，已减少资源浪费。

对膜设备性能的了解是确保膜系统设备安全稳定运行基础，该文章是通过日常运行经验积累，总结出膜设备常见的各类问题的分析、判断和解决思路，以供参考。