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摘要：近年来，我国的对电能的需求不断增加，电厂建设越来越多。电厂水处理要求也越来越高。作为电厂水处理的重要工艺--反渗透也得到广泛应用，本文系统地分析反渗透污堵的原因，并提出相应的改进措施。经过改变反渗透化学清洗模式、优化反渗透杀菌方式，对超滤膜堵丝、定期对溶药箱进行清洗和调整加药量等举措有效地降低了反渗透运行中的污堵现象。
关键词：热电厂；反渗透；微生物滋生；系统污堵
引言
反渗透膜分离技术是一项新型的高效分离、浓缩、提纯的净化水技术，在过去的30年中，它发展迅速，已经广泛应用于海水淡化和废水处理等领域。而在实际运行中，膜元件会受到无机盐垢或有机沉积物的污染，从而导致系统进出口压差增大，产水量减少，脱盐率下降。
1微生物污染原因分析
苏淮高新区2×40MW背压机组工程锅炉补给水系统应用反渗透工艺，运行一段时间后，系统有堵塞现象，对进调节池两路水源的处理设施进行观察，发现河水侧斜板澄清池和无阀滤池里长有大量青苔，藻类生物滋生严重。对次氯酸钠投加装置进行检查，发现设备老化，计量泵腐蚀严重，Y型过滤器堵塞大量杂质，未进行清理，无法出药。另外，吸水井进化水装置原水箱的管线为DN300mm碳钢管，长达800m左右。河水中存在一定量的细菌、藻类等微生物，春夏季节微生物会大量繁殖。由于吸水井距离化水装置管线较长，在前端预处理系统不进行杀生处理或杀生不彻底的情况下，来水进入化水处理系统，必然会导致系统发生有机物和微生物的污染。
2主要工艺流程
地表水→高效混凝沉淀池（只投加次氯酸钠）→空气擦洗滤池→活性炭过滤器→UF→UF水箱→UF水泵→（阻垢剂/还原剂/非氧化性杀菌剂）→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→紫外线杀菌器（未使用）→反渗透产水箱→RO水泵→阳床→除碳器/中间水箱→中间水泵→阴床→混床→去用水点。
3加药对微生物影响
3.1预处理阶段杀菌处理不足。反渗透膜受到氧化的风险较高，协议规定反渗透进水余氯应控制在0.1mg/L以内，现场实际测得为0.3mg/L，大幅超过规定值，建议尽快调整前段次氯酸钠投加量或反渗透前还原剂投加量。因测得原水水质变化不规律，总氯含量较高，故2019年6月起暂停投加次氯酸钠。在这之后，系统内对微生物的杀菌仅依靠超滤药洗添加次氯酸钠，导致原水的余氯量偏低，随着余氯逐渐衰减，水体灭活作用消失，活性微生物极易在水体中繁殖。
3.2由季节引起的环境温度影响。2019年6月暂停次氯酸钠溶液投加后保安过滤器压差上升速度一直在正常范围内，自2020年6月起，淮安地区温度明显升温，6月4日当地最高温度达37℃。环境温度上升，外加水中没有足够的余氯量，导致水体中微生物大量滋生、繁殖。微生物的生长速率包含细胞质量和微生物生长产量，当处于合适的温度时，水中的微生物所需要养分（氧量）以及微生物都会呈指数增长。可以利用Arrhenius公式来表示v=Se-E*R/T，其中v代表微生物生长速率，T为绝对温度。在最高温度以内，生长速率随着温度上升而加快。
3.3系统停运助长微生物滋生。由于夏季长时间单机组运行，除盐水用水量较少，三套反渗透系统经常处于单套运行两套停运状态。在前端预处理灭菌能力不足的情况下，水流静止状态下为微生物聚集滋生繁殖提供了良好环境，在保安过滤器这样5μm易截留污染物的地方在停运期间显然更容易快速生长繁殖、滋生。微生物新陈代谢产生粘膜，几乎不受水流的影响，正常的冲洗很难彻底进行清除。保安过滤器滤芯过滤精度较高，内部极易容易被微生物滋生所产生的生物粘膜所附着，导致水通量降低，表现为压差在短时间内快速上涨。
4反渗透系统的运行
4.1系统检查
（1）保安过滤器滤芯骨架、保安过滤器内壁有少许生物黏泥，微生物污染看起来并不是很严重。保安过滤器进水口挡板可以发现黄色泥状物质（自来水混凝沉淀PAC投加存在过量问题）。（2）反渗透压力损失主要集中在一段，二、三段反渗透压差很低，因此我们针对一段膜元件进行了拆检，打开进水端压力容器端盖后检查膜元件进水侧及压力容器内壁，没有发现明显的污染物（与先前化学清洗有关）。（3）检查反渗透一段压力容器端盖及止推环，在晾干情况下发现有薄薄一层白色粉末状物质均匀附着，用手抹擦容易脱落（无晶体颗粒感），用1mmol/L的稀盐酸滴在样垢处没有气泡出现，滴加稀盐酸后用去离子水将压力容器端盖及止推环冲洗干净重新晾干，发现样垢完全被盐酸溶解。结合进水水质指标、定性实验及大量的经验，分析压力容器端盖及止推环附着的白色污染物为铝（氢氧化铝）。当氢氧化铝附着在膜表面时会造成系统整体压力升高，产水量下降（压差没有明显变化），这与目前反渗透系统出现的污堵特征基本一致。
4.2增加临时规定
长期停运反渗透系统每天进行低压冲洗，反渗透停运低压冲洗时，人员就地打开保安过滤器中部排水门排水10分钟后关闭。尽量避免停运期间微生物滋生。
4.3采用阻垢剂控制无机物结垢速度
阻垢剂是在反渗透超滤膜分离碳酸钙等水中无机盐时，避免无机盐结晶结垢的主要手段。在应用阻垢剂时，要注意以下两点。第一，选用的阻垢剂规格和成分要与反渗透超滤膜的型号相匹配。比如选用CPA3膜时，可以根据过滤膜供应商的推荐阻垢剂类型，采用Argo公司的HYPERSPERSEMDC220和AF l50UL两种类型的阻垢剂。通过阻垢剂酸碱性、浓度等测试，选择更加适合过滤膜型号以及原水无机物成分的阻垢剂。第二，要控制加药量。要按照反渗透装置满负荷运作条件下的水盐含量，计算阻垢剂加药量，同时定期检查加药箱箱底的液位，确保加药箱装置能够正常运作。阻垢剂正常添加，降低内部结垢速度，能有效控制反渗透的堵塞问题。
4.4清洗操作
对不同的污染物采用的清洗药剂不尽相同，使用中应考虑尽量采用经济有效的清洗药剂和清洗方法。反渗透系统大都分两段，为防止一段污染物进入二段造成二段污染，在碱洗时一般分段运行，先清洗二段再清洗一段，酸洗、杀菌时可以采用分段运行也可以两段一起运行。定时清洗，能及时清除反渗透内部污染物，降低污堵的可能。
4.5规范设备操作技术
针对超滤系统在实际运行中可能出现的不当操作，应该集中对操作人员进行技术培训。集中以下几点常见操作不当问题，提前打好预防针。第一，当设备刚启动时，如果升压过快，可能到导致设备气体没有排尽就开始了升压运行，导致设备运行初期压力不稳。第二，设备停运以后降压不彻底，或降压没有彻底完成的情况下，对设备进行了冲洗维护，导致冲洗维护效果大打折扣。第三，在设备停运或日常冲洗维护时，采用投加过阻垢剂的预处理水冲洗过滤器，导致过滤器被过多的无机物污染。第四，浓排门没开到位的情况下就进行了快速升压操作，导致快速升压对过滤器内部元器件造成损害，在一定程度上造成系统的污堵。规范操作能降低系统污堵的可能性。
结语
综上所述，反渗透技术日趋成熟，使用领域日益广泛。在日常使用维护过程中，强化预处理效果，尽量减少反渗透膜的污堵；发生污堵后，采用合理的方法，适当的清洗配方进行清洗，完全可以使膜恢复各项性能，延长膜的使用寿命。
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