海淡項目的多機組反滲透注意事項

王侃　陳軍

摘 要：自上世紀90年代以后，海水淡化發展的速度越來越快，我國許多沿海地區由于經濟發展十分迅猛，導致水資源短缺，不得不依賴海水淡化來滿足用水需求。

關鍵詞：多套RO機組；冬夏二種運行模式；爆破膜布管；脫硼；清洗和沖洗；合理添加阻垢劑

海水淡化就是從海水中獲取淡水的技術和過程。目前大規模商業應用的是蒸餾法和反滲透法。自上世紀90年代以后，海水淡化發展的速度越來越快，我國許多沿海地區由于經濟發展十分迅猛，導致水資源短缺，不得不依賴海水淡化來滿足用水需求。

從“節能減排，發展循環經濟”的角度出發，現在多采用超濾/微濾+反滲透的雙膜法工藝。膜法海淡的核心就是反滲透（RO），眾所周知除了海水淡化項目運作的成功與否，主要取決于能耗及產水的水質。能耗問題一般選用合適的能量回收及有效功率高適配性的水泵，即可滿足項目規定的噸水能耗比，在此就不再細說了。

大型海水淡化項目往往因考慮項目運行的安全性、產能的可變性，要求設計方提供多套RO機組，及配套的單體設備，以滿足設備的在線備用的需求。

多套RO系統設計時，需要特別注意以下問題：

1、不同的能量回收，開、停機時，對能量回收沖洗水源要求是不同的，考慮到海水淡化相對常規取水，成本較高。RO系統和能量回收系統的進水，最好通過各自獨立的供水增壓系統，包括增壓本、保安濾器、自控儀表等，以滿足二路進水在不同時期的分配比可調節。

2、我國海岸線較長，華東、華南常年水溫較為穩定，無需針對冬季設置產能擴容部分。而黃海、渤海海域，考慮到海水冬季低溫，往往設置冬夏二種運行模式。將RO膜標準產量的溫度設計值調至20-25度間，即能滿足項目后半程質保期的系統產水量，又能降低夏季工況的配置。從而有效的降低ROCIP的范圍及周期，同時易于控制冬季模式下，部分RO膜的長期停運保護。

3、單套直排的RO機組可以不設產水背壓保護單元。二套以上的多套RO系統，必須設置獨立的爆破膜單元。考慮到沿海地區容易受惡劣氣候影響，突發停電事故，設計時注意RO特殊停機時的欠壓，一般采用淡水回吸工藝，如陶氏SW系列，推薦設置回吸水箱，但諸如東麗紅膜，就不推薦停機淡水沖洗。所以RO機組數量過多時，應該根據選用RO膜組件品牌的不同，考慮支母管合理的高低落差、通氣等問題，有效處理好爆破膜單元的布管形式。

4、《生活飲用水衛生標準》中提出硼的要求，如果是間斷性缺水地區，可以不予考慮，因為水庫中水位時，海水淡化裝置已經開始制水。通過二路或多路水源的混合勾兌，完全可以滿足硼這項指標。但如果是獨立制水公司，又同時是市政給水的唯一供水源，那么可以通過調節pH的方法來滿足硼單項指標。同時水中的二氧化硅和某些TOC成分在高pH下，也更容易脫除。

表1為一海水淡化工程在夏冬兩季不同水溫、膜元件數量時，脫硼工藝的設計參數。

5、在海淡的RO系統中，化學清洗和淡水沖洗是必備單元。當設計采用冬夏二種運行模式，在做停運保護時，CIP泵輸出的保護液（一般為SBS）流量是不同的，混合輸送需要控制好pH值及停泵排放時的氣密性，以滿足膜殼的防腐性。同時需要注意的是：在少數情況下進水中存在硫還原菌（SBR），亞硫酸會成為細菌營養幫助細菌的繁殖。因硫化氫（H2S）作為SBR的代謝產物，可作對比檢測。

6、RO淡水沖洗須設獨立水箱，補給通過產水管直接注入。多套RO機組系統的一般項目，可共用一個水箱，停機時，采取循序漸進“停機——沖洗”的循環模式。但諸如核電等項目，根據考慮安全系數的不同，可增加水箱的容積或數量，或采取利用水管容積回吸的方法解決。同時可酌情，設置獨立補水源，水源可來自未處理或調節未完成的終端產水，也可以來自無余氯的自來水。

阻垢劑，顧名思義阻礙了RO進水和濃水中鹽結晶的生長。因而可以容許難溶鹽在濃水中超過飽和溶解度，但在RO機組開機變頻升壓時的過量添加，會導致在膜面上形成沉積易造成新的污堵。

如在預處理中使用陽離子（如三氯化鐵）作為混凝劑時，通常加藥量為10-30ppm。水中鐵含量較高時可能會引起膜污染。因為水中有鐵存在時，會形成硅酸鐵，硅酸的最大飽和濃度會大大降低，其他的因素還有溫度和pH值。在渤海地區，當水中Fe2+的含量小于2mg/L時，如有條件可加設常見的海綠石做除鐵過濾。當然最簡單的就是使用阻垢劑，但使用陰離子性阻垢劑時也要注意，因其易產生一種粘稠的粘性污染物，且不易清洗。

通過對數個海淡項目的總結，分析得出多機組、大產能的膜法海淡項目必將在近幾年大量涌現。跳出單機組設計模式，合理的利用機組間的互換性、兼容性，在符合GB標準的要求下，合理提高產能，從而實現膜法海淡最大商用化。