反滲透係統運行故障及實例研究

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項水處理專業知識——汙水處理中反滲透係統運行故障及實例研究。

自從上世紀90年代以來，隨著工作範圍的不斷擴大，反滲透係統當中經常出現汙染狀況嚴重、化學清洗難度大等狀況。因此，對於這些故障進行全麵的分析和研究，並為之提出具體的解決意見，對於維持係統的安全穩定運行具有十分重要的意義。

一、反滲透預處理

反滲透係統穩定運行與預處理係統的設計之間具有十分密切的關係。因此預處理係統當中存在不當是造成反滲透係統不能正常工作的重要因素。從預處理當中的故障入手，對於其中的案例進行全麵的研究應該是一項具有普遍現實意義的工作。我國火電廠的反滲透預處理係統主要是為了對混凝澄清以及相關的過濾設備進行清洗，通過常規過濾、超過濾等達到處理和淨化的目的。一般的設計問題主要包括以下幾個方麵：

（一）優化設計無法保證雙膜係統的穩定運行

一般的火力發電廠都會通過各種既定措施達到節約成本的作用，在這一原則的製約下，相關單位就摒棄了一般的優化設計，從而使得跳過過濾步驟等問題經常出現，不僅造成了雙膜係統的堵塞，而且使得過濾膜斷絲等現象出現的幾率大大提高，進而對整個係統的安全穩定運行造成了很大的威脅。

（二）設計不合理造成雙膜係統運行經濟型和安全性差

部分電廠的原水采用循環水排汙水或城市中水，其預處理T藝流程為原水——混凝澄清設備——常規過濾設備——超濾UF前置過濾器——超濾UF。從這些電廠雙膜係統的實際運行情況來看，普遍存在膜元件汙堵速度快，化學清洗周期短，保安過濾器濾芯運行周期短等突出問題，造成雙膜係統運行的經濟性和安全性較差。

對於采用循環水排汙水或城市中水等水質較差的預處理係統，其預處理工藝流程是否合理對於其後續雙膜係統能否長期穩定運行至關重要，在預處理工藝流程中，混凝澄清後的水經過單一的常規過濾工序往往難以滿足後續反滲透係統長期穩定的運行要求，因而采用兩道甚至更多的常規過濾工序顯得很有必要。

二、反滲透膜當中出現的故障

反滲透係統要長期穩定的運行，需要注意幾個方麵：

一是必須重視預處理，預處理出水應滿足反滲透進水要求；

二是要重視反滲透裝置的內在質量，如膜組件（元件）及數量的合理選擇、膜組件的合理排列組合等；

三是重視反滲透係統的運行維護和管理。目前國內發電公司反滲透係統的總體運行狀況不甚理想，主要體現在以下一些方麵：

（一）預處理係統的運行及管理T作重視不夠

預處理係統的運維重視程度不夠，主要體現在以下方麵：

預處理係統未進行殺菌滅藻或者效果不佳；

澄清池加藥量未能根據水質及時調整，澄清池的排泥不及時；

過濾器未及時進行反洗或反洗效果不佳，超濾的運行、反洗及清洗未按要求進行等。

（二）脫鹽率的下降率

脫鹽率是綜合反映反滲透運行是否正常的一項重要指標。膜廠家一般承諾三年保證期內不低於96%的脫鹽率，從目前已投運的反滲透係統脫鹽率統計情況來看，反滲透係統在其剛投運時脫鹽率均能達到98%以上，隨著運行時間的延長，反滲透膜的脫鹽率也逐漸呈現不同程度的下降。從目前大多數發電公司反滲透的脫鹽率情況來看，其在長期運行中脫鹽率的下降尚屬合理（滿足或基本滿足三年保證期內不低於96%的脫鹽率），少數發電公司的反滲透膜元件由於氧化、機械損傷等原因造成其脫鹽率偏低。

（三）膜清洗周期的確定

當反滲透膜表麵受到無機鹽垢、金屬氧化物、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機物汙堵時，會導致標準化產水量和脫鹽率下降、段間壓差增加，當上述現象由於化學汙染造成的，需對反滲透係統進行化學清洗。

對於膜化學清洗時間確定，首先應定期開展反滲透係統的運行數據標準化計算，當運行數據標準化後，係統產水量比初期值下降15%以上或脫鹽率比初期值下降10%以上或段間壓差比初期值增加15%以上，就應該及時開展反滲透膜的在線清洗。

在膜的清洗周期確定問題上，很少有發電企業定期開展運行數據標準化計算並根據其結果決定是否開展反滲透膜的清洗，而比較普遍的做法是根據運行時間（三個月、半年等）或運行壓差（如一段或整段壓差達到某規定值）來確定化學清洗周期。甚至有的發電企業要等到反滲透的產水量大幅度下降並影響生產用水時才考慮進行化學清洗。這種情況下，反滲透膜的汙堵往往是較嚴重的汙堵，在線清洗的效果自然就會不佳，長期以往，會造成反滲透膜元件的重度汙染，這時在線清洗無法恢複膜的性能，即使采用離線清洗，也難以完全恢複。

三、相關故障排除措施

（一）反滲透預處理工藝的選用

反滲透裝置能否長期穩定運行，首先取決於其預處理工藝設計是否合理。對於采用地表水，尤其是采用循環水排汙水或城市中水作為水源的反滲透係統，這點顯得尤為重要。一個完善的預處理係統是保證反滲透係統安全、經濟運行的前提。對於預處理工藝存在缺陷的需通過改造徹底解決係統的先天不足因素，提高設備健康水平。

（二）反滲透係統藥品的選用

目前，國外進口藥劑在我國水處理行業占有相當的份額，有學者進行過統計和分析，發現有些藥劑並不是很適用於國內水質及係統處理工況。自從FLOCON一260因其分子量過大引發係統不適得到公認後，該藥劑廠家及其他進口藥劑廠家已經生產了很多替代產品，目前市場中還有此種類型的阻垢劑，隻是其汙染速度和程度由於可以被用戶所承受還在繼續使用。

國內也有很多模仿進口藥劑產品的出現，但是許多國產的阻垢劑存在純度低、雜質含量高的特點，上述類似藥劑因其原料及製作工藝的相近性，在反滲透係統運行過程中會造成膜元件的（嚴重）汙堵。不僅藥劑本身對膜及通道產生粘附性堵塞，更因為它的高分子量、高粘度、高吸附力等特性，而與水體中某些粒子微絮凝的趨勢，緩慢累積成為大顆粒狀或絮狀膠體物，由於此種汙染物可溶性較差，它給係統帶來的危害甚至是不可逆的，對這種汙染物的清洗也比較複雜、困難。

因此我們在選擇反滲透膜用阻垢劑的時候，盡量要以本身運行特點為出發點，針對性地進行試驗（如開展反滲透膜用阻垢劑性能評價試驗，對藥劑的阻垢性能、兼容匹配性能及長期穩定性進行評價），以確定最適合本係統運行的要求，並製定安全可行的運行方案，保證反滲透膜元件能長周期地在最佳狀態下安全平穩運行。

四、結論

反滲透膜元件汙染直接降低了反滲透係統運行的經濟性和安全性。性能下降的反滲透膜元件應根據故障原因采取針對性的措施來恢複其性能。反滲透係統的運行狀況取決於預處理係統設計的合理性及預處理係統和反滲透係統運維的有效性，完善的預處理係統、精細化的預處理及反滲透係統的運行維護和管理是反滲透係統長期穩定運行的根本保證。

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