反滲透系統污堵及解決措施

周 慧 鄒 華 張 潔 黃 楊

（新疆烏魯木齊特變電工新疆硅業有限公司 新疆 烏魯木齊 830011）

引言

隨著電子行業用水要求的不斷提高，鑒于反滲透系統的除鹽效率高、經濟適用性強，其在水處理領域的應用越加廣泛。但反滲透系統受外界因素影響較大，如系統水源發生變化、運行工況溫度的波動、藥劑投加的情況，維護管理不到位等，往往會使系統出現故障，不能夠正常運行。因此，在日常維護管理上應采取相關的措施保護反滲透系統。

目前，特變電工新疆硅業有限公司在純水制備項目中應用一套50m3/h反滲透系統。本套純水制備系統以地下水、冷凝液（電導率超過20us/cm）及循環回用水為系統的原水。此項目使用2×60m3/h的超濾系統，采用陶氏SPF-2860的中空纖維膜元件，材質為聚偏四氟乙烯。反滲透系統采用陶氏BW-440i的卷式膜元件，5-3排列方式組成，材質為芳香族聚酰胺。

1 反滲透系統常見故障

根據污染物的不同，反滲透系統膜元件的污染可分為以下幾類：①結垢污堵；②膠體和顆粒污堵；③微生物污染；④有機物污染；⑤鐵和錳引起的污堵；⑥膜自身降解。其中結垢污堵易發生在膜組件的末端，而膠體和顆粒污堵及有機物污染常發生在膜組件的首端，微生物污染則常見發生于整個反滲透系統中，且以污染速度快，系統性能下降快為顯著特征。下面結合現場情況對反滲透系統污堵故障的原因進行分析，并介紹故障的處理。

2 故障原因分析

結合公司現場故障，分析反滲透系統發生污賭的原因如下。

2.1 水源不穩定，水質變化較大，水溫不恒定

水源為低消水、冷凝液的單水源或混合水源；水質電導率在18us/cm至800us/cm之間；水溫在17℃與28℃之間變化。總之，系統的水源不固定，水質與溫度的變化明顯，與之相對應的藥劑投加卻沒有跟隨上述因素的變化而調整，從而引起系統頻繁污堵。

2.2 系統所投加化學藥劑

預處理環節投加了陽離子型混凝劑，RO系統中投加負電性的阻垢劑，因此整個系統中藥劑使用量不當將會造成污堵。當混凝劑或阻垢劑自身投加過量時，會造成藥劑殘留在膜元件的表面及的流道中，亦會引起污堵及其他的污染。

2.3 系統中所使用的過濾器濾芯安裝和使用周期

濾芯的使用周期以及更換時的處理方法需要進一步調整。在前期的使用過程中，根據壓差判斷是否更換濾器濾芯，現在則是在使用一定時間后就進行更換，更換后對過濾器的端蓋、封頭、濾器內部進行沖洗擦拭，避免二次污染，再檢查密封性，確保其發揮濾器作用。今后還需要避免細節方面污染源的引入。

2.4 異常情況的處理不及時

處理不及時導致膜系統出現不可恢復的損壞，如膜元件腹部破裂、端面裂縫等，造成脫鹽率下降。

3 處理措施

目前成熟的解決方式即進行清洗處理，但需結合現場的實際情況確定清洗方案。

3.1 清洗藥劑的選擇

在拆開已污堵系統的6支膜元件時，發現膜元件端板、外壁以及壓力容器中附著部分黃色黏性物質，取出部分污物分成四份分別置于四種化學清洗劑中進行溶解實驗，發現在其中一組清洗劑中黏性物質得到分散，而在其余兩種清洗劑中無明顯變化，遂在清洗過程中采用對黏性物質具有分散作用的清洗劑進行化學清洗。

3.2 清洗過程控制方案

（1）清洗過程中采取動靜態的復合清洗即以“循環清洗—浸泡1小時—循環清洗”的方式分別用酸性清洗劑與堿性清洗劑進行清洗，其中每次循環清洗是按“2.5m3/h的低流量循環，10 min—4 m3/h的中流量循環，10 min—5.5m3/h～6 m3/h的大流量循環 20 min”的步驟進行的。此外，清洗時將膜元件逆向安裝，即進行逆流清洗（清洗液與運行時水流方向相反的清洗方式）。逆洗時其分散溶解的污物隨水流流出的距離比順洗時短得多，沖出的速度快，因而采取了了逆洗。

（2）清洗過程中，嚴格控制清洗液進液流量、進水壓力、清洗液的PH及循環清洗的時間以保證清洗效果。

（3）清洗過程中發現當采用酸性清洗劑時清洗液顏色變化不明顯，而當采用堿性清洗劑清洗時清洗液顏色泛黃并附帶大量的泡沫，此外，斷裂的膜元件清洗流量較大。

4 處理結果對比

4.1 兩種清洗方式清洗效果的評價

從上表（2）可以看出，經過清洗后段間壓差有所下降，產水流量有所上升，但未達到設計值，通過提高高壓泵變頻器頻率后一段壓力上升，總進水量有上升，但仍未達到設計值，這可能與目前水溫較低有關。此外，清洗后產水電導有所提高，可能與膜元件的完整性有關。

4.2 在線清洗與離線清洗效果的評價

當反滲透系統重度污染后，在線的化學清洗很難使系統恢復到從前的運行狀態，由于離線清洗可以避免清洗過程中的交叉污染，更便于控制清洗過程中清洗液的流量、壓力，因而離線清洗比在線清洗更能恢復反滲透系統的性能。采取兩種不同清洗方式后清洗效果詳見表3，從表中的數據明顯可看出離線清洗的效果更好。

4.3 在線清洗與離線清洗特點進行對比

在線清洗與離線清洗特點對比如表4所示。

5 預防措施

5.1 穩定系統水源

由于反滲透系統采用芳香族聚酰胺材質的膜元件，其對溫度與水源等外界因素較為敏感，所以，應確保溫度恒定，水源單一性，如有條件可對進水安裝溫度調節器，以便恒定溫度。

表1 在線清洗后清洗效果的評價

表2 離線清洗后清洗效果的評價

表3 在線與離線化學清洗效果對比表

表4 在線清洗與離線清洗特點對比

5.2 適宜的加藥量

為了保證運行過程反滲透設備，投加適宜的保護藥劑，如阻垢劑、還原劑，根據用水要求，如有必要則再添加一定的氫氧化鈉，保證水質的PH。

5.3 定期維護

對反滲透系統的保護過濾器的濾芯進行定期更換，更換時對濾器容器及附屬進行清洗，對SDI值進行監測，保證預處理合格的水進入反滲透設備。

5.4 日常維護

每次運行初始與結束時對組件進行低壓水力沖洗，防止濃水在組件中富集，滋生微生物及結垢污賭，以利于設備性能的穩定。

5.5 及時處理

若運行過程中出現異常情況，應及時處理，避免在高壓差運行條件下，膜組件發生物理性的破壞，不可修復。

6 結語

筆者對所在單位—特變電工新疆硅業公司純水制備中，反滲透系統出現故障的原因進行了分析，并結合現場實際采取了相應的處理措施，對比了在線與離線化學清洗兩種處理方式對反滲透污堵故障的處理效果，以期為反滲透系統的日常維護提供參考。陜西水利

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