纯水超滤装置压差升高运行分析

纯水超滤装置压差升高运行分析

李鑫

国能孟津热电有限公司  河南洛阳

【摘要】：2020年11月，纯水直供水系统超滤D/E差压异常升高，产水量持续降低，专业对超滤装置压差异常升高问题进行分析，认为其主要原因为：使用循环水系统产水，特别是直供水开展不加药后（即前段不加碳酸钠、液碱，包含为保护RO膜控制一级反渗透入口余氯，停止二氧化氯加药）后，造成前段无任何杀菌处理，使超滤装置入口水微生物含量增加，导致微生物在超滤膜表面加速繁殖而形成污堵。采取相应措施后使问题得以解决，超滤装置的压差在较短的时间内恢复至正常值。

【关键词】：超滤差压反洗杀菌

1引言

直供水除盐水制水系统水源采用循环水，循环水通过机加池A旁路系统，设计为先进入机加池A经添加氢氧化钠和碳酸钠絮凝沉淀去除部分有机物和硬度、硅，然后经过杀菌和ph调节后进入砂滤池E进行过滤，产水收集至清水池，作为除盐水制水的水源。

直供水系统加药主要分为两大部分，即循环水预处理加药和纯水制水系统加药。循环水预处理采用投加氢氧化钠和碳酸钠（双碱法）来去除循环水水钙镁硬度以及硅酸根；纯水制水系统加药主要为一级反渗透系统阻垢剂、还原剂以延缓膜系统结垢倾向以及防止水中氧化剂对膜造成氧化。

两部分系统加药设计加药量以及用量如下表：

后续针对循环水水钙镁硬度以及硅酸根等重点指标采用逐个控制的策略，采用高硅阻垢剂、一级反渗透入口增设非氧化杀菌剂的方式，停止前段氢氧化钠和碳酸钠（双碱法）加药，观察运行系统各项参数正常。

2019年9月15日投产，2020年10月超滤D/E均出现压差异常升高现象，进水压力由0.12MPa上升至0.23MPa，浓水压力由0.12MPa上升至0.22MPa，产水压力维持在0.07MPa，产水量持续降低，不能满足后续反渗透的进水量要求，直接影响了制水能力，给机组正常运行带来了很大隐患。

2原因分析

2.1超滤D/E根据已运行时间2500s反洗1次，反洗30次加二氧化氯、液碱进行加药清洗一次，正常运行中采用的全流过滤超滤系统示意，水的流动方向和膜的压力方向相同，水中的固体悬浮物沉降在膜的内表面，这部分固体通常被称为污垢，只要水中含有固体悬浮物，就必然会有污垢产生。为保证膜的产水量不变，膜过滤压力会不断增加，因此运行一段时间后需要从与过滤相反的方向对膜进行清洗（反洗），使沉积在膜内表面的固体被清洗排出，从而使膜的性能得以恢复。

2.2虽然反洗能够去除膜表面的污垢，但因为许多有机物或微生物及胶态物质黏附在膜表面，经过较长时间的运行，仅通过水反洗无法将这部分物质有效去除，仍会堵塞膜孔，造成产水量下降。因此，需要更有效的办法如化学CIP清洗法对膜面的这类物质进行彻底清除。

2.3在超滤过滤过程中，需要保证的关键指标是膜通量和膜过滤压力，若降低反洗和化学加强反洗频率，将影响膜的通量。为降低化学加强反洗频率，反洗应尽可能充分。对于化学CIP清洗，其仅在水反洗后膜两端的过滤压降仍然高于限定值后，或在预先设定的反洗次数间隔后进行。通过查看运行数据可以发现，超滤在经历压差上升后通过反洗过程能使压差保持或轻微下降，但一般来说并不能恢复到最佳的压差值，即随运行时间的推移，尽管不断进行反洗，但压差仍会不断升高，必须通过CIP清洗来恢复膜的性能。

2.5由于澄清池停加氢氧化钠和碳酸钠（双碱法）及二氧化氯加药，导致超滤原水中微生物、钙镁离子含量增加，加速了超滤膜的污堵。

3解决措施

3.1按照表2.供给水的限制条件，加强各项指标的监测力度，并根据超滤入口浊度，一级反渗透进口余氯、ORP、温度等在线指标和手测指标进行调整，消除因调整控制不合理带来的不利影响。

3.2调整超滤运行和反洗顺序中各步骤所用时间，通过减少“制水＋水反洗”的循环次数，增加碱和二氧化氯的时间至500S，延长化学清洗药液浸泡的时间至2500s以上。

3.3化学反洗过程中，加强对加药泵出力的监视，特别是二氧化氯加药泵的出力。另外，还要加强对反洗流量的监测。

3.4根据超滤压差变化，按照表5.化学清洗的标准，定期用柠檬水或次氯酸钠进行化学清洗，以清除膜表面有机物和无机物，恢复膜的性能。

4总结

加碱、加二氧化氯反洗对超滤系统正常运行至关重要，且原水的杀菌处理也应重视。运行经验表明，为使超滤系统平稳运行，平时不但要密切监测压差、浊度、流量等指标，还要注意查看超滤反洗水泵出口流量的历史曲线，一旦发现异常要及时查找原因并采取有效措施予以改善。