电厂化学水处理反渗透系统清洗方案探讨

电厂化学水处理反渗透系统清洗方案探讨

宁文超

陕西有色榆林新材料集团有限责任公司发电分公司 陕西 榆林 719099

摘要：电厂用水水质的质量要求促进了反渗透技术在电厂运行中的应用规模，在反渗透操作中，保持膜的通透率和脱盐率是重中之重，本文通过对反渗透的工作原理进行分析，从而系统阐述膜污染现象的成因及影响，进而对清洗方法进行介绍，旨在为此类水质处理过程中出现的问题提供技术参考。

关键词：电厂；化学水处理；反渗透；清洗方案；探讨

1 反渗透技术概述

1.1技术原理

反渗透技术应用中反渗透膜属于核心所在，反渗透膜本身属于一种高分子材料制造的半透膜。反渗透主要是以压力差作为动力来实现水溶液中溶剂的分离，在水过滤中应用效果良好。

1.2技术优点

反渗透膜技术设备布局紧凑，因此实际应用中占地面积小，且运行中存在低能耗且高效的优势。在技术水平不断提升的形势下，反渗透膜质量也在不断提升，为反渗透技术的应用奠定了前提条件。

2 异常现象及问题

反渗透系统从改造完毕后投运6年多以来，一直稳定运行，其中反渗透膜一段运行压差变化在40～200kPa之间，运行周期在6个月左右，安排化学清洗后运行压差可以恢复。反渗透膜初始脱盐率在98．3%左右，一年后在96．5%～98%之间稳定运行，反渗透系统出力也保持稳定。保安过滤器运行压差在20～100kPa之间，保安过滤器滤芯压差一般在40kPa以下，运行至100kPa左右失效更换，更换周期在1个月。

2021年某段时间系统运行中，出现了反渗透一段和保安过滤器运行压差逐步上升，且上升周期越来越快的现象。

原保安过滤器滤芯失效时间为1个月，近期缩短至1-2周，甚至新换滤芯运行2天多压差就上升至100kPa。上升速度非常快，表明污堵情况非常严重。

反渗透一段运行压差从清洗后初始压差40kPa快速上升到200kPa，在最严重时甚至80多个小时就达到了200kPa，脱盐率指标正常，不得不安排停机进行化学清洗，严重影响了整个化学系统的制水，同时由于压差高，保持额定出力需要提高运行压力，高压泵电流同比上升明显。

3 影响反渗透膜性能的因素

脱盐率和产水率是反渗透膜的两个主要性能指标，脱盐率的高低主要取决于膜元件表面的脱盐层的致密度，同一压力下，脱盐层越致密，脱盐率越高，产水率降低；溶液中物质的结构和分子量、反渗透膜使用磨损情况、化学清洗方法、进水pH值对反渗透膜的脱盐率也有较大的影响；膜对不同的物质有不同的脱盐率，使用时间越长，化学清洗方法不对，都会对膜不同程度的损坏，降低脱盐率；当进水pH值在6.8-7.2之间，ORP值在200mv以内时，脱盐率基本达到最高。影响膜产水率的主要因素是脱盐层的致密度、进水压力、进水温度和膜污染，同一致密度下，随着进水侧反渗透压力的升高，膜两侧压差增大，使得产水量加大，但是盐透过量几乎不变，但是当压差超过一定值时，又会导致盐透过量增加，脱盐率不再增加，这些都是由膜本身的特性决定的；反渗透膜随着水温的增加，水通量也会线性的增加，进水水温每升高1℃，通水量就增加2.5%-3.0%；（以25℃为标准）；膜污染产生的霉菌会降低反渗透膜的产水性量，因此在运行中严格控制水中游离余氯的含量不得高于0.1mg/L，化学清洗、杀菌、保养都不得使用强氧化性介质，比如次氯酸钠、过氧化氢等，杀菌剂只能使用非氧化性杀菌剂，同时考虑生物降解，比如：卡松等。减少使用还原剂，防止膜生长细菌。

4 电厂化学水处理反渗透系统清洗方案

4.1清洗方案

根据膜污染的特点，结合厂家清洗建议，综合考虑经济性和安全性，决定采用杀菌剂清洗+碱洗的化学清洗方案，以去除微生物污染和胶体污堵，金属氧化物污染可在下个清洗周期采用酸洗的方式去除。化学清洗前先进行反渗透冲洗。

杀菌剂清洗：采用PWT公司生产的非氧化性杀菌剂（Bio Guard ACS）对反渗透系统进行循环清洗。在清洗箱内配制质量浓度为1500mg/L的杀菌剂清洗液，在清洗泵与清洗箱间循环使药液充分混合。打开反渗透二段清洗回水阀、反渗透一段清洗进水阀，关闭清洗泵再循环阀，对反渗透一段、二段进行串联清洗。控制清洗流量为额定流量110m3/h，清洗泵出口压力<0.3MPa，清洗温度为常温，清洗时间为2-3h。清洗完成后，利用冲洗水泵将反渗透系统中的清洗液冲洗干净。

碱洗：利用碱洗药品（Lavaso7）对反渗透进行循环清洗，配制质量分数为2%的碱洗液，循环充分混合后进行串联清洗。控制清洗液流量、出口压力不变，温度调整至33-35℃，循环清洗4-6h。清洗完成后利用冲洗水泵将清洗液冲洗干净。清洗过程中必须控制好以下要点：应以高流速、低压力的方式进行清洗，流速控制在正常流速的1.2倍以内，进水压力控制在<0.4MPa。清洗液的流动方向与正常运行时应一致，避免反渗透膜出现“望远镜现象”。

4.2清洗效果

按照上述清洗方案，对该电厂锅炉补给水处理系统四套反渗透装置进行了化学清洗，清洗前，反渗透进水流量最高仅85m

3/h，较设计值110m3/h下降了约23%，产水流量同样较设计值82.5m3/h下降明显。在较高进水流量工况下运行时，一段压差高达0.15MPa，较标准值0.1MPa上升了50%；即使运行在较低流量工况下（85.0m3/h），压差也达到0.08MPa，可见一段污堵较为严重；而二段压差基本保持在0.03-0.05MPa，属正常范围。清洗后一段压差恢复至0.04-0.1MPa，进水流量和产水流量同样恢复明显，分别平均提高约23%和25.5%。其余反渗透清洗数据同样符合以上规律。清洗过程中清洗液颜色呈褐绿色，印证了反渗透膜组件存在微生物污染和胶体污染。

5 结语

总之，反渗透在运行中要时刻做好水质监督，出现异常时及时分析原因并调整预处理。反渗透装置的膜材料有很多种类，对于酸碱性的耐受度和抗氧化性都有不同的适应度，因此在清洗中必须要根据生产厂家的意见进行选择,才能保障清洗效果。

参考文献

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