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反渗透产水率下降原因分析及改进措施

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2020年4月19日
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徐州华鑫发电有限公司反渗透系统产水率
下降原因分析及改进措施
王才庆 顾明
(徐州华鑫发电有限公司)

【摘要】 12月进入供热季，徐州华鑫发电有限公司#1-6反渗透设备连续出现进水压力升高，产水量严重下降情况，影响系统安全稳定运行和机组供热。经对清洗液和反渗透入口水样等分析，原因为絮凝剂铝胶体污染。经过采取针对性措施，解决了上述问题。
【关键词】压差 产水率 化学清洗 反渗透膜通量 标准化脱盐率 凝聚剂 铝胶体污染
1概述
徐州华鑫发电有限公司化学水处理共计6套反渗透设备，一期工程建设两套75t/h反渗透设备，于 投运，设计10:5排列；一期供热改造工程建设两套90t/h反渗透设备，设计13:6排列，于 投运；二期供热改造建设两套120t/h反渗透设备，设计16:9排列，于 投运。 12月份设备#5、6设备出现进水压力升高，产水量降低等情况，经现场常规化学清洗（酸洗）效果明显，数据迅速恢复，酸洗过程中基本不消耗酸，清洗液清澈透明。至 3月供热期期间，这种情况在#1-6反渗透重复出现。
2现场检查情况
为彻底查明原因， 2月16日和17日反渗透阻垢剂厂家技术人员到现场处理#6反渗透系统和#3反渗透系统问题，现场拆反渗透膜元件，拆膜控水30min之后称重，重量如下：

现场拆膜称重，二段膜和一段膜膜外观干净，一段膜进水端存在机械杂质污染。重量均为14.8kg左右，端板、适配器等外观十分干净，根据重量和外观分析没有结垢、污染等情况。
现场拆膜图片如下：
2.1 #3反渗透拆膜，膜元件图片：
一段第一只膜，进水端存在一些机械杂质

二段最后一只膜，外观干净，没有任何问题。

2.2 #4系统拆膜，二段膜元件情况图片

3反渗透化学清洗情况
在反渗透膜出现压差大、产水率降低情况后，均对系统进行了化学清洗，清洗方案根据化学运行规程，选用的是盐酸清洗+缓蚀剂方案，清洗步骤执行化学运行规程要求。清洗由反渗透厂家现场指导实施，同时对清洗液分别进行了取样。清洗后反渗透产水率和压差恢复正常。
2月18日现场取样分析#3和#6反渗透酸洗的清洗液，送清华大学理化中心检测分析，结果如下：
从清洗液检测能够比较清晰的看到，系统存在明显的铝胶体污染（清洗液中铝含量高）。
4反渗透运行数据标准分析
根据系统运行情况，反渗透阻垢剂厂家技术人员取系统12月份运行数据做标准化分析：
数据取样为： 12月1日——12月26日，#3反渗透和#5反渗透数据。
4.1 #3反渗透12月运行数据标准化：
4.1.1#3系统原始数据：

4.1.2 标准化后的通量

4.1.3标准化后的脱盐率

4.1.4 标准化后的系统运行压差

从上述标准化后的数据能够看出：
3号系统在 12月1日——22日期间，标准化后的通量成逐渐下降趋势；
系统脱盐率在前15天基本稳定，16-22天期间脱盐率出现一定程度的降低；
标准化后的系统运行压差基本稳定，后期与前期比较，呈现出总压差降低的趋势；
系统进水压力出现升高趋势；
根据上述数据分析，系统标准化后的数据指向为系统有存在胶体污染的可能性，需结合其它水质分析确定。
4.2 #5反渗透系统12月运行数据标准化：
4.2.1 #5系统原始数据

4.2.2 标准化后通量

4.2.3 标准化后脱盐率

4.2.4标准化后的系统运行压差

从上述标准化后的数据能够看出：
5号系统在 12月1日——26日期间，标准化后的通量成逐渐下降趋势，后期通量降低比较明显；
系统脱盐率基本稳定；
标准化后的系统运行压差前期基本稳定，后期总压差较前期低，出现压差缩小的情况；
系统进水压力出现升高趋势；
5 反渗透运行产水率降低原因分析
根据上述数据分析，系统标准化后的数据指向为系统有存在胶体污染的可能性。
根据上述清洗液分析结果、膜元件拆膜称重、外观观察、同时结合运行数据标准化后的对比分析，能够初步判断导致系统产生降低、压力升高、清洗频繁的主要原因是铝胶体污染。
为进一步的确认上述判断，现场取澄清池进出水、超滤出水做分析，确认进水各个工艺阶段的铝含量。
经送清华大学理化中心分析，进水各工艺段的水质分析铝含量如下（单位（ppm）：

铝
钙

钡
总铁
硫酸根
碳酸氢根
PH
澄清池进水
0.56
——
——
——
——
——
——
澄清池出水
0.17
——
——
——
——
——
——
RO进水
0.068
159.95
0.069
0.0046
303.27
322.38
7.37
从预处理各个工艺段的进水水质能够明确看到，进水铝含量很高，经过预处理、超滤过滤后，反渗透进水铝含量为0.068ppm。远高于系统正常进水水质指标中铝含量的要求，导致系统产生铝胶体污染，引起系统进水压力升高、产生量降低等。
根据上述情况，能够确定造成系统进水压力升高、产水降低、清洗频繁的原因是铝胶体的污染。
分析进水铝含量高的原因:
1) 水源有变化,运河水原水在 12月月底至 1月中旬，导电度升高明显；
2) 澄清池投加聚合氯化铝（PAC）效果不好，投加量过高或过低都会影响絮凝效果，造成铝的二次污染；同时温度的高低变化，温度对PAC的絮凝、沉降等影响很大，水温过低会明显影响PAC的凝聚效果和沉降速度等，因为水温过低造成部分PAC没有完全反应从而进入到后续工艺中，造成反渗透等的污染，这种情况在很多系统中常见；
6 系统运行方式优化措施
根据上述情况，系统运行方式进行了如下优化：
6.1 根据水温、来水浊度等及时调整絮凝剂(PAC)的投加剂量，尽量避免PAC的过量或不足造成的系统问题；
6.2 反渗透设备停机时，加大冲洗力度，适当提高冲洗压力，延长冲洗时间；
6.3 反渗透设备尽量满负荷运行，不要在低负荷、低进水压力和进水量的情况下运行，低负荷、低压力运行会使铝胶体、悬浮物等更容易积聚在反渗透膜上面；
7 结束
3月份以后，随着水温明显上升，同时采用了加强了对絮凝剂投加量的调整，在反渗透停运后加强冲洗，停运较长时间采用了亚硫酸氢钠保护液保养等方式，截止 5月底，我公司反渗透运行情况基本良好，未再出现上述问题。

参考文献：
[1] 陶氏化学FILMTEC产品与技术手册（ ）
[2] 徐州华鑫发电有限公司化学运行规程（ ）

作者简介：
王才庆 华润电力江苏分公司徐州华鑫发电有限公司发电部化学专业工程师
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顾明 华润电力江苏分公司徐州华鑫发电有限公司技术支持部化学环保主任工程师
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