反滲透系統性能下降的原因分析及預防措施

孫硅 申軍鋒

摘 要：某超超臨界活力發電廠采用全膜水處理系統生產除鹽水，運行六年后出現模塊污染，處理下降等問題，其中以反滲透最為嚴重，通過檢查模塊，結合運行中出現的參數變化及數據綜合分析，其原因為反滲透膜元件受到了有機物及其他污染物的混合污染，其中生物污染是造成反滲透系統處理下降最重要的原因，對系統清洗后有所好轉。對此，建議進行加強進水水質監測、及時進行化學清洗等措施。

關鍵詞：超超臨界機組；全膜水處理；反滲透；水處理

1 存在問題

某超超臨界機組鍋爐補給水系統采用全膜水處理系統，即自清洗過濾器（AF）、超濾（UF）、反滲透（RO）及連續電除鹽系統（CEDI）系統結合，逐級除去原水中雜質及鹽分的除鹽系統。具體工藝流程如下：

江水→凈水站→清水箱→清水泵→自清洗過濾器（AF）→超濾（UF）裝置→超濾水箱→超濾水泵→一級保安過濾器→一級高壓泵→一級反滲透（RO）裝置→一級淡水箱→一級淡水泵→二級保安過濾器→二級反滲透（RO）裝置→二級淡水箱→二級淡水泵→連續電除鹽（CEDI）系統→除鹽水箱→除鹽水泵→各除鹽水用水點。

在全膜系統調試完成后試運行，發現其水質及水量均能達到設計要求，甚至出水水質遠遠高于設計要求，隨著正式投產正式運行時間增加，反滲透系統出現脫鹽率下降，處理量降低，水質不達標等情況，期間聯系設備廠家對反滲透膜元件進行了化學清洗，清洗后再次投運情況有所好轉，但再次投運后出力仍逐漸降低。

2 原因分析及預防措施

2.1 一級反滲透入口壓力變化不大的情況下，因為長期運行濃水側逐漸積鹽，一段壓降、二段壓降逐漸增大， 2列總壓降明顯大于1列總壓降，出水量基本相同，出現這種情況有兩種可能：一是1列一級反滲透膜有一定的降解或者輕微破裂，二是2列一級反滲透積鹽結垢比較嚴重，詳細參數見表1。

2.2 保安過濾器壓差高，濾芯更換頻繁，其主要雜質來源可能為次氯酸鈉、還原劑及阻垢劑加藥系統在配藥過程中帶入的雜質或者加藥管道、法蘭、閥門等被藥劑腐蝕后帶入系統的腐蝕產物，建議嚴格控制配藥過程，防止不必要雜質帶入藥箱，并檢查確認加藥系統腐蝕狀況，更換相應腐蝕元件，及時改善反滲透運行環境。

2.3 反滲透的化學清洗周期為半年到一年，目的是清除膜表面的結垢、積鹽及正常沖洗不能除掉的污物，恢復膜的除鹽性能，前幾次清洗化學清洗系統各設備正常，清洗效果良好，恢復了膜的性能，對膜損傷不大。建議以正常運行中控制好系統參數及加藥量為主，化學清洗為輔，盡量減少清洗次數以防止不必要的膜損傷。

2.4 二級反滲透的回收率基本保持不變，脫鹽率均逐漸下降但仍滿足要求，兩列出水電導率都略微升高，與入口電導率逐漸升高對應，可能由氫氧化鈉加藥量過剩所造成，詳細參數見表2。但同時二級反滲透入口PH基本不變，數據異常，可能為PH表不準或所取水樣代表性差等原因。

2.5 二級反滲透整體運行中存在的問題：二級反滲透系統啟動后加堿泵同時啟動，但需要很長時間堿液才能進入系統提高入口PH，在進藥前系統出水水質差，而且在堿液進入系統后會產生一個峰值，對系統造成沖擊。系統停運之后，PH表又會慢慢升高到上限，為管道中殘余堿液在設備停運后逐漸流入系統內所致，長期運行將使膜處于可承受PH范圍之外，從而縮短膜的壽命。分析產生原因為2號加堿管道或法蘭處有與大氣相通的點，泵停運后，藥液流入系統，泵啟動則需藥液重新填充管道。

3 解決方案

3.1 全膜水處理系統進水必須控制在一定范圍內，尤其是濁度及微生物。出水水質不在控制范圍內或者惡化時，及時調整凈水站加藥量，保證其出水濁度合格，若在高溫季節或者江水TOC含量較高時，則應適當在進水口加定量的次氯酸鈉除去水中的微生物，保證清水箱及超濾系統不受微生物污染。

3.2 反滲透系統出現壓差上升及達到清晰條件時，要進行化學清洗，確保反滲透系統在污染較輕的情況下得到及時處理，使模塊能保持良好的運行狀態。

3.3 反滲透系統在投運及停運時必須嚴格按照操作程序執行，防止急啟急停壓力沖擊，運行過程中保證加入的還原劑、阻垢劑以及堿量達標，否則長時間在非正常介質環境下運行會對膜本身造成不可逆轉損傷。