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反渗透是目前非常成熟且应用广泛的脱盐工艺技术，主要是依靠反渗透膜在压力驱动下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程，它可有效地去除水中的重金属离子、盐类、细菌等，去除率达到98%以上，该技术具有出水水质稳定、运行效率高、占地面积小及自动化程度高等优点。尽管目前大多数反渗透系统都配备了较为完善的预处理系统，能够对来水的悬浮颗粒、胶体、有机物、微生物、pH及温度等影响因素进行调控，但在运行的过程中仍会造成反渗透膜污堵，严重的甚至造成不可逆转的损害。引起反渗透污堵的污染物类型主要包括颗粒杂质、有机物、胶体、无机盐垢及微生物等，污堵形成后可通过化学清洗手段进行恢复，并结合改进预处理工艺、调整优化加药方案等措施延长膜清洗周期。

1 反渗透膜污堵污染物的类型及特点

1.1、颗粒污染物

一般粒径较大的污染物都会被反渗透前保安滤芯所截留，粒径较小的则能透过滤芯孔径；当保安滤芯质量存在问题或有破损、密封不严时，颗粒杂质可直接越过滤芯进入反渗透膜系统，堵塞膜进水端和进水流道，导致一段压差升高，甚至划伤膜表面脱盐层影响脱盐率。具体颗粒污染物质来源主要包括以下几类：①、水体里自带的泥沙等颗粒杂质；②、箱体、设备或管道残留的铁屑及机械颗粒杂质等；③、箱体、设备或管道防腐层老化脱落形成的碎屑杂质；④、前级过滤预处理的石英砂、无烟煤及活性炭等滤料碎末杂质。

1.2、有机物（油类）污染物

当水体中有机污染物浓度过高时，进入反渗透膜系统，会吸附在膜表面，影响膜通量，造成产水量下降，在第一段尤为明显。有机物污染来源主要包括：①、水体自身有机物含量高或含有溶解性矿物油形成的微油滴；②、水箱、设备及管道防腐层未充分固化即投入使用，导致防腐层内有机物释放溶解到水体中；③、设备或泵阀内漏导致水体被有机物（油类）污染。

1.3、胶体污染物

胶体污染是一种比较常见的污染型式。胶体是具有直径在1～100nm之间的分散颗粒，在水中通常携带电荷，分布均匀，稳定性好。一般胶体污染物可以很轻松地透过常规过滤装置，甚至超滤膜也无法完全阻挡。胶体污染物质主要在膜表面富集，影响膜通量，造成产水量的下降，进水压力升高。胶体污染物来源主要包括：①、水体里自带的胶体污染物质；②、管道及设备锈蚀形成的金属氢氧化物胶体；③、过量投加的混凝剂形成的胶体污染物。

1.4、无机盐结垢污染物

结垢主要是水体中难溶性的盐类在反渗膜内浓缩过程中，逐步饱和析出的固体沉淀物，主要产生在浓水侧，并逐步向进水端延伸，具体表现为末段压差升高，同时产水量明显下降。无机盐结垢来源主要是水质控制或加药不当导致，其常见的污染物类型主要包括：①、以碳酸钙、碳酸镁为主的碳酸盐结垢；②、以硫酸钙、硫酸钡、硫酸镁等为主形成的硫酸盐结垢；③、以硅酸铝、硅酸铁等形成硅酸盐结垢；④、以氟化钙为主的氟化物结垢；⑤、其他易产生结垢类物质。

1.5、微生物污染物

微生物污染是反渗透膜系统遇到的一种非常常见的污堵类型。污堵主要表现为，在适宜的环境下（主要为较高的温度、有机物浓度），水体中自带或空气中引入的微生物大量繁殖和代谢，形成生物黏泥，堵塞膜进水流道和膜表面，造成进水压力、一段压差急剧升高，通量明显下降。

2 案例概况

某电厂2×660MW锅炉补给水系统，采用的原水为地表水（河水），河水经净水站混凝沉淀预处理后，一部分作为循环冷却补给水，另外一部分进入锅炉补给水处理车间，其主要处理工艺为“非氧杀菌剂加药+PCF过滤器+超滤+阻垢剂加药+反渗透+阳床+阴床+混床”。其中反渗透装置两套，设计产水量为2套×68t/h，设计回收率75%，膜排列10:5（六芯装），共90支膜元件/套，膜元件型号为海德能PROC10。在运行过程中主要出现为进水压力升高、产水量（通量）下降明显，而一、二段段间压差小，脱盐率正常（97%以上）。具体原水水质数据如下表1所示。

表1 原水水质数据

2.1、分析与诊断

2.1.1、对预处理运行状况的分析

河水预处理是采用的工艺为“原水泵+PAC、次钠加药+折板反应+斜管沉淀”。经了解，当原水水量发生变化， PAC加药量需在中控画面手动按照比例设定加药泵频率，以达到最佳的混凝反应效果。笔者去现场技术服务当日16时，原水泵出口流量计读数显示为1200t/h，在线仪表显示浊度为7.84NTU，水温25.9℃，此时中控设定PAC计量泵给药频率为13Hz（计量泵数量2台，1用1备，流量150L/h,冲程设定为80%，PAC药液浓度为10%），经计算PAC投加浓度约为2.6mg/L；次日上午9时原水泵出口流量计降至300t/h，在线仪表显示浊度为7.62NTU，水温24.6℃，中控显示PAC计量泵给药频率仍为13Hz，经计算此时PAC实际投加浓度约为10.4mg/L，考虑水质未发生明显波动情况下，实际PAC投加量已经超量4倍。据此判断，根据水质、水量变化，通过中控手动设定PAC加药量出现严重滞后问题，极易导致加药过量或不足，对后续膜系统的稳定运行产生不利影响；

2.1.2、对保安过滤器的拆检分析

经现场了解，反渗透前保安滤芯更换周期在3个月以上。拆检其中一套保安过滤器发现：滤芯表面干净，白色，无明显腥臭味；经刮取过滤器内壁发现有灰白色粘稠物附着（图1），无明显气味。取部分经风干后，手捏呈粉末状（图2）。取少量附着污染物质进行烧杯溶解实验发现：在盐酸溶液中完全溶解，呈无色透明状（图3）；在氢氧化钠和次氯酸钠溶液中溶解性较差，呈白色浑浊状（图4）。根据拆检情况结合上述预处理运行状况分析，初步推断该污染物质主要为过量投加的PAC形成的胶体污染物。

2.2 应对措施

2.2.1、在线化学清洗

2.2.1.1、清洗药液的配置

将除盐水与BioGuard SHOCK（PWT）、Lavasol 1（PWT）和盐酸、Lavasol 7（PWT）和氢氧化钠按照一定的比例混合，配置成所需的杀菌清洗液、酸性清洗液和碱性清洗液。具体各清洗液配比浓度如下表2所示：

表2 清洗液配比浓度

2.2.1.2、清洗过程

（1）、循环杀菌清洗

按比例配置好杀菌清洗液，开启清洗循环泵，调节循环泵出口回流阀门来控制合适的循环流量及清洗压力。循环杀菌清洗60分钟后，排放杀菌清洗液，并彻底冲洗管路及系统。

（2）、碱性清洗液循环清洗

按比例配置好碱性清洗液，控制pH在12～13，开启清洗循环泵，调节循环泵出口回流阀门来控制合适的循环流量及清洗压力，原则是先低流量循环清洗，再浸泡，最后大流量循环清洗。根据膜实际污染程度，选择清洗和浸泡时长，有条件可浸泡过夜；清洗过程分段进行，先清洗二段，再清洗一段；清洗过程中，根据清洗液颜色、pH及循环流量和压力变化情况，及时补充清洗药剂或重新配置清洗液。

（3）、酸清洗液循环清洗

按比例配置好酸清洗液，控制pH在2～3，开启清洗循环泵，调节循环泵出口回流阀门来控制合适的循环流量及清洗压力，原则是先低流量循环清洗，再浸泡，最后大流量循环清洗。根据膜实际污染程度，选择清洗和浸泡时长；清洗过程分段进行，先清洗一段，再清洗二段；清洗过程中，根据清洗液颜色、pH及循环流量和压力变化情况，及时补充清洗药剂或重新配置清洗液。

（4）、清洗后系统恢复

在线化学清洗结束后，需对管路及系统本体进行彻底冲洗。冲洗用水采用除盐水或超滤产水，保证冲洗时间不低于30分钟，同时监测冲洗排放水pH或电导率，当与冲洗用水数值基本一致时，可停止冲洗，开始恢复系统投运。

表3 清洗过程参数控制表

2.2.1.3、清洗效果分析

结合现场保安过滤器的拆检和对预处理运行状况的分析，确定污堵类型，现场采用“杀菌+碱洗+酸洗”的清洗方案，清洗过程采用“低流量循环清洗+静止浸泡+大流量循环清洗”动静相结合的清洗方式。该反渗透膜系统清洗前后运行参数对比如下表4所示。

表4 反渗透膜清洗前后运行参数对比

对比两套反渗透清洗前后运行参数，1#反渗透产水量由46.8t/h恢复到64.3t/h，回收率由72.4%上升到74.5%，进水压力由10.8Bar降低至8.1Bar；2#反渗透产水量由48.3t/h恢复到65.7t/h，回收率由68.7%上升到75.1%，进水压力由10.3Bar降低至7.9Bar。经在线化学清洗后，产水量大幅提升，清洗压力降低明显，清洗效果显著。

2.2.2、其他调整措施

2.2.2.1、PAC加药调整

在预处理PAC加药量控制中，很难通过手动方法，及时根据原水水质、水量变化作出相应的调整，导致PAC实际投加量过多或不足；通过智能动态控制系统，根据在线监测原水水量、浊度数据，实时反馈给中控，再由中控根据编程设定，自动调整PAC加药泵频率，确保不因药剂投加过量或不足而对后续工艺设施产生负面影响，保障后续膜处理系统长期稳定运行；

2.2.2.2、非氧杀菌剂加药调整

根据气温的变化及系统内微生物污染情况，及时调整非氧杀菌剂用量。随着夏季温度的升高，系统内微生物滋生加快，适当增加非氧杀菌剂的投加量，可有效遏制微生物快速生长；当冬季气温较低，微生物新陈代谢减慢或停止时，可降低非氧杀菌剂投加量，或采用冲击性投加方式，保障系统运行稳定的同时，显著降低运行费用。

3 结束语

造成反渗透污堵的原因多种多样，需根据具体情况分析污堵类型，制定科学有效的清洗方案是保障反渗透膜化学清洗效果的关键；同时为保障反渗透膜系统的稳定、可靠运行，需合理配置前段预处理工艺和实时优化调整加药方案。