反滲透系統(tǒng)污堵及解決措施

周 慧 鄒 華 張 潔 黃 楊

（新疆烏魯木齊特變電工新疆硅業(yè)有限公司 新疆 烏魯木齊 830011）

引言

隨著電子行業(yè)用水要求的不斷提高，鑒于反滲透系統(tǒng)的除鹽效率高、經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)，其在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用越加廣泛。但反滲透系統(tǒng)受外界因素影響較大，如系統(tǒng)水源發(fā)生變化、運(yùn)行工況溫度的波動(dòng)、藥劑投加的情況，維護(hù)管理不到位等，往往會(huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能夠正常運(yùn)行。因此，在日常維護(hù)管理上應(yīng)采取相關(guān)的措施保護(hù)反滲透系統(tǒng)。

目前，特變電工新疆硅業(yè)有限公司在純水制備項(xiàng)目中應(yīng)用一套50m3/h反滲透系統(tǒng)。本套純水制備系統(tǒng)以地下水、冷凝液（電導(dǎo)率超過(guò)20us/cm）及循環(huán)回用水為系統(tǒng)的原水。此項(xiàng)目使用2×60m3/h的超濾系統(tǒng)，采用陶氏SPF-2860的中空纖維膜元件，材質(zhì)為聚偏四氟乙烯。反滲透系統(tǒng)采用陶氏BW-440i的卷式膜元件，5-3排列方式組成，材質(zhì)為芳香族聚酰胺。

1 反滲透系統(tǒng)常見(jiàn)故障

根據(jù)污染物的不同，反滲透系統(tǒng)膜元件的污染可分為以下幾類：①結(jié)垢污堵；②膠體和顆粒污堵；③微生物污染；④有機(jī)物污染；⑤鐵和錳引起的污堵；⑥膜自身降解。其中結(jié)垢污堵易發(fā)生在膜組件的末端，而膠體和顆粒污堵及有機(jī)物污染常發(fā)生在膜組件的首端，微生物污染則常見(jiàn)發(fā)生于整個(gè)反滲透系統(tǒng)中，且以污染速度快，系統(tǒng)性能下降快為顯著特征。下面結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)反滲透系統(tǒng)污堵故障的原因進(jìn)行分析，并介紹故障的處理。

2 故障原因分析

結(jié)合公司現(xiàn)場(chǎng)故障，分析反滲透系統(tǒng)發(fā)生污賭的原因如下。

2.1 水源不穩(wěn)定，水質(zhì)變化較大，水溫不恒定

水源為低消水、冷凝液的單水源或混合水源；水質(zhì)電導(dǎo)率在18us/cm至800us/cm之間；水溫在17℃與28℃之間變化?？傊?，系統(tǒng)的水源不固定，水質(zhì)與溫度的變化明顯，與之相對(duì)應(yīng)的藥劑投加卻沒(méi)有跟隨上述因素的變化而調(diào)整，從而引起系統(tǒng)頻繁污堵。

2.2 系統(tǒng)所投加化學(xué)藥劑

預(yù)處理環(huán)節(jié)投加了陽(yáng)離子型混凝劑，RO系統(tǒng)中投加負(fù)電性的阻垢劑，因此整個(gè)系統(tǒng)中藥劑使用量不當(dāng)將會(huì)造成污堵。當(dāng)混凝劑或阻垢劑自身投加過(guò)量時(shí)，會(huì)造成藥劑殘留在膜元件的表面及的流道中，亦會(huì)引起污堵及其他的污染。

2.3 系統(tǒng)中所使用的過(guò)濾器濾芯安裝和使用周期

濾芯的使用周期以及更換時(shí)的處理方法需要進(jìn)一步調(diào)整。在前期的使用過(guò)程中，根據(jù)壓差判斷是否更換濾器濾芯，現(xiàn)在則是在使用一定時(shí)間后就進(jìn)行更換，更換后對(duì)過(guò)濾器的端蓋、封頭、濾器內(nèi)部進(jìn)行沖洗擦拭，避免二次污染，再檢查密封性，確保其發(fā)揮濾器作用。今后還需要避免細(xì)節(jié)方面污染源的引入。

2.4 異常情況的處理不及時(shí)

處理不及時(shí)導(dǎo)致膜系統(tǒng)出現(xiàn)不可恢復(fù)的損壞，如膜元件腹部破裂、端面裂縫等，造成脫鹽率下降。

3 處理措施

目前成熟的解決方式即進(jìn)行清洗處理，但需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定清洗方案。

3.1 清洗藥劑的選擇

在拆開已污堵系統(tǒng)的6支膜元件時(shí)，發(fā)現(xiàn)膜元件端板、外壁以及壓力容器中附著部分黃色黏性物質(zhì)，取出部分污物分成四份分別置于四種化學(xué)清洗劑中進(jìn)行溶解實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在其中一組清洗劑中黏性物質(zhì)得到分散，而在其余兩種清洗劑中無(wú)明顯變化，遂在清洗過(guò)程中采用對(duì)黏性物質(zhì)具有分散作用的清洗劑進(jìn)行化學(xué)清洗。

3.2 清洗過(guò)程控制方案

（1）清洗過(guò)程中采取動(dòng)靜態(tài)的復(fù)合清洗即以“循環(huán)清洗—浸泡1小時(shí)—循環(huán)清洗”的方式分別用酸性清洗劑與堿性清洗劑進(jìn)行清洗，其中每次循環(huán)清洗是按“2.5m3/h的低流量循環(huán)，10 min—4 m3/h的中流量循環(huán)，10 min—5.5m3/h～6 m3/h的大流量循環(huán) 20 min”的步驟進(jìn)行的。此外，清洗時(shí)將膜元件逆向安裝，即進(jìn)行逆流清洗（清洗液與運(yùn)行時(shí)水流方向相反的清洗方式）。逆洗時(shí)其分散溶解的污物隨水流流出的距離比順洗時(shí)短得多，沖出的速度快，因而采取了了逆洗。

（2）清洗過(guò)程中，嚴(yán)格控制清洗液進(jìn)液流量、進(jìn)水壓力、清洗液的PH及循環(huán)清洗的時(shí)間以保證清洗效果。

（3）清洗過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用酸性清洗劑時(shí)清洗液顏色變化不明顯，而當(dāng)采用堿性清洗劑清洗時(shí)清洗液顏色泛黃并附帶大量的泡沫，此外，斷裂的膜元件清洗流量較大。

4 處理結(jié)果對(duì)比

4.1 兩種清洗方式清洗效果的評(píng)價(jià)

從上表（2）可以看出，經(jīng)過(guò)清洗后段間壓差有所下降，產(chǎn)水流量有所上升，但未達(dá)到設(shè)計(jì)值，通過(guò)提高高壓泵變頻器頻率后一段壓力上升，總進(jìn)水量有上升，但仍未達(dá)到設(shè)計(jì)值，這可能與目前水溫較低有關(guān)。此外，清洗后產(chǎn)水電導(dǎo)有所提高，可能與膜元件的完整性有關(guān)。

4.2 在線清洗與離線清洗效果的評(píng)價(jià)

當(dāng)反滲透系統(tǒng)重度污染后，在線的化學(xué)清洗很難使系統(tǒng)恢復(fù)到從前的運(yùn)行狀態(tài)，由于離線清洗可以避免清洗過(guò)程中的交叉污染，更便于控制清洗過(guò)程中清洗液的流量、壓力，因而離線清洗比在線清洗更能恢復(fù)反滲透系統(tǒng)的性能。采取兩種不同清洗方式后清洗效果詳見(jiàn)表3，從表中的數(shù)據(jù)明顯可看出離線清洗的效果更好。

4.3 在線清洗與離線清洗特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比

在線清洗與離線清洗特點(diǎn)對(duì)比如表4所示。

5 預(yù)防措施

5.1 穩(wěn)定系統(tǒng)水源

由于反滲透系統(tǒng)采用芳香族聚酰胺材質(zhì)的膜元件，其對(duì)溫度與水源等外界因素較為敏感，所以，應(yīng)確保溫度恒定，水源單一性，如有條件可對(duì)進(jìn)水安裝溫度調(diào)節(jié)器，以便恒定溫度。

表1 在線清洗后清洗效果的評(píng)價(jià)

表2 離線清洗后清洗效果的評(píng)價(jià)

表3 在線與離線化學(xué)清洗效果對(duì)比表

表4 在線清洗與離線清洗特點(diǎn)對(duì)比

5.2 適宜的加藥量

為了保證運(yùn)行過(guò)程反滲透設(shè)備，投加適宜的保護(hù)藥劑，如阻垢劑、還原劑，根據(jù)用水要求，如有必要?jiǎng)t再添加一定的氫氧化鈉，保證水質(zhì)的PH。

5.3 定期維護(hù)

對(duì)反滲透系統(tǒng)的保護(hù)過(guò)濾器的濾芯進(jìn)行定期更換，更換時(shí)對(duì)濾器容器及附屬進(jìn)行清洗，對(duì)SDI值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證預(yù)處理合格的水進(jìn)入反滲透設(shè)備。

5.4 日常維護(hù)

每次運(yùn)行初始與結(jié)束時(shí)對(duì)組件進(jìn)行低壓水力沖洗，防止?jié)馑诮M件中富集，滋生微生物及結(jié)垢污賭，以利于設(shè)備性能的穩(wěn)定。

5.5 及時(shí)處理

若運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)處理，避免在高壓差運(yùn)行條件下，膜組件發(fā)生物理性的破壞，不可修復(fù)。

6 結(jié)語(yǔ)

筆者對(duì)所在單位—特變電工新疆硅業(yè)公司純水制備中，反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行了分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采取了相應(yīng)的處理措施，對(duì)比了在線與離線化學(xué)清洗兩種處理方式對(duì)反滲透污堵故障的處理效果，以期為反滲透系統(tǒng)的日常維護(hù)提供參考。陜西水利

[1]竇照英，張烽，徐平等.反滲透水處理技術(shù)應(yīng)用問(wèn)答 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：209-221.

[2]寧良榮.反滲透系統(tǒng)故障分析及處理[J].工業(yè)水處理，2009（11）：90-92.

[3]馮逸仙，楊世純.反滲透水處理工程[M].北京：中國(guó)電力出版社，2000：249-258.

[4]何建軍.反滲透系統(tǒng)的污染及清洗[J].水處理技術(shù)，2002，28(5)：299—301.

[5]周正立.反滲透水處理應(yīng)用技術(shù)及膜水處理劑[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[6]陶氏化學(xué)水處理事業(yè)部.反滲透和納濾膜元件產(chǎn)品與技術(shù)手冊(cè)[M].陶氏化學(xué)水處理事業(yè)部.2008.

[7]靖大為，王春燕，梁全民.反滲透系統(tǒng)給水電導(dǎo)率與pH的系統(tǒng)影響[J].工業(yè)水處理，2006，26(3).