反渗透水处理设备的运行管理

反渗透(以下简称RO)是近20年来广泛应用的水处理技术，它对提高水资源的利用，缓解全球性水资源紧缺有实际意义。因其优越的操作性能和经济效益，也越来越多地应用于发电厂锅炉补给水处理中。

珠海发电厂，一期工程为2×600 MW燃煤发电机组，锅炉补给水处理的水源在枯水期取自珠海市斗门五山水库，水质稳定，在潮讯期则取自斗门大环河，易受海水倒灌的影响。为适应以水库水和近海河水交替作为水源，锅炉补给水处理在原水经混凝澄清过滤的预处理后，在进入除盐处理之前增加了2套美国进口的反渗透水处理设备，以确保锅炉补给水水质。

锅炉补给水处理的流程如下：原水→混凝澄清过滤→软化器→RO设备→除碳器→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→补给水进锅炉。

1 设备原理和技术参数

    反渗透是渗透的逆意，在RO设备膜的浓溶液一侧，外加一个大于其渗透压的压力，则溶剂(水)会由浓溶液侧渗透膜流向稀溶液，从而得到纯净的水。

    珠海发电厂从美国引进2套RO设备，其主要技术参数为：膜材料   芳香聚酰胺螺旋卷式膜；设备型号   FT30；**工作压力   2.1 MPa；标准流量   进水83 t/h(净水62 t/h，浓盐水21 t/h)；组装型式一段8个容器，2段4个容器组装而成。

2 RO设备运行中主要参数的控制

    珠海发电厂RO设备经调试于1999年3月投入运行。要达到经济、高效运行，就要做好运行中主要参数的控制。

2.1 原水预处理出水水质的控制

      a)原水经澄清过滤后出水浊度小于1 mg/L；

      b)软化器进口加入NaHSO3溶液，维持ORP值在70～130范围，以除去水中过大的余氯，使余氯小于0.1 mg/L，并起杀死水中微生物，保护RO设备，反渗透膜的作用；

      c)精密过滤器出水浊度值小于0.2 mg/L，SDI值小于4。

2.2 RO设备主要运行参数的控制

      a)在实际运行中，**pH值为6.5～7.5。

      b)温度对RO的透水量有较明显的影响，水温每提高1 ℃，透水量增加2.7%，但运行水温不能超过35 ℃；

      c)运行压力越大，透水量也越大(在许可范围内)，运行压力一般控制在1.3～1.4 MPa范围；

      d)运行中控制回收率为75%；

      e)运行中控制SDI值小于4。

3 RO设备的运行及注意事项

3.1 RO设备的运行

      RO设备的运行包括：预冲洗、冲洗、运行、运行后冲洗4个步骤：

      a)“预冲洗”的目的是把RO内充满水，除去膜内空气。

      b)“冲洗”是预冲洗的继续。在45 s内，RO的出水质量达到要求后自动投入运行；若在45 s内不能达到要求，或流量小于最小设定值，则RO会自动转为“运行后冲洗”阶段。

      c)“运行”是冲洗的继续。在此阶段，运行人员应根据压力、75%回收率和流量来调整RO进水门及浓盐水出水门的阀门开度。

      d)“运行后冲洗”的目的是当RO设备停止运行时，通过低压的水流冲洗反渗透膜而除去残留在膜内的盐分，直至浓盐水侧的水质与进水侧水质一样为止。时间为预设定，通常约需10 min。

3.2 运行操作中应注意的事项

      a)每次启动RO设备时，应缓慢开启进水阀，以防止反渗透膜因受瞬间的过高压力而遭到破坏。

      b)操作中应注意静背压，不允许净水侧压力高于进水及浓盐水侧的压力。

      c)不论在运行或停运时，都必须注意防止反渗透膜的脱水现象，因为反渗透膜一旦脱水，会造成不可恢复的损伤。

4 RO设备的保养

    当RO设备停运时间超过48 h的情况下，则需对反渗透膜进行保养，防止因细菌、微生物的生长对膜造成破坏。通常采用的保养液有两种：亚硫酸氢钠或甲醛溶液。

4.1 用亚硫酸氢钠溶液保养

    停运时间低于5 d时，取亚硫酸钠的质量分数为0.5%即可，直接在运行中由加药泵加入，当RO完成“运行后冲洗”步骤后关闭所有进、出水阀门；若停运时间高于5 d，则应在清洗箱中配药，亚硫酸钠的质量分数为2%～3%。配好后利用清洗泵将药液慢慢循环注满RO容器内，然后关闭所有进、出水阀门。

4.2 用甲醛溶液保养

    一般地，取甲醛溶液的质量分数为0.5%～3.0%。甲醛的杀菌效果比亚硫酸氢钠佳，且不易被氧气分解，但操作应特别小心(怀疑甲醛有致癌作用)，在实际中用亚硫酸氢钠更为方便些。

4.3 保养时应注意的事项

      a)保养期间应每周检测一次溶液的pH值，当pH≤3时，应更换溶液；

      b)每月至少应更换一次溶液；

      c)温度不能超过45 ℃。

5 RO设备的清洗

5.1 RO设备的清洗条件

    当反渗透膜被污染后，会造成透水量降低及进水侧与浓盐水侧的压降增加。当达到下列条件之一时，就应对RO设备进行清洗：

      a)透水量下降10%；

      b)出水中盐浓度增加10%；

      c)进水侧与浓盐水侧的压力差增加15%(与参考值相比，参考值是指开始运行的24～48 h内的压降值)。

5.2 确定污染物类型

    在清洗前，必须先确定污染物(或垢)的类型，这是清洗的关键。不同类型的污染物应用不同类型的化学药品进行清洗。在实际中可根据下列要点分析污染物的类型：

      a)分析进水水质及浓盐水中各种离子成分；

      b)分析运行数据；

      c)与上次清洗的原因进行比较；

      d)用SDI值判断膜上的沉积物；

      e)分析精密过滤器的沉积物；

      f)检查容器的内壁，若发现红褐色，则可能是铁锈。

5.3 清洗液配方

5.3.1 A配方

    柠檬酸(质量分数2.0%)、磷酸(质量分数0.5%)或草酸(质量分数1.0%)。这种溶液用于去除溶于酸的无机盐，如CaCO3、CaSO4、BaSO4等。

5.3.2 B配方

      Na2S2O4(质量分数1.0%)或磷酸(质量分数0.5%)。这种溶液用于去除金属氧化物(如氧化铁等)。

5.3.3 C配方

    磷酸三钠或三聚磷酸钠(质量分数2.0%)、EDTA钠盐(质量分数0.8%)。这种溶液适用于去除有机污染物。

5.3.4 D配方

      EDTA钠盐(质量分数1.5%)或六偏磷酸钠(质量分数1.0%)。这种溶液适用于去除硬度类垢。

6 杀菌处理反渗透膜若被细菌或微生物污染后，则应在清洗后进行消毒。

6.1 刹菌剂通常使用较多的杀菌剂为质量分数0.5%～3.0%的甲醛、乙醛溶液或质量分数不超过0.2%的过氧化氢溶液(膜连续浸泡在高于此质量分数的溶液下易被破坏)。使用过氧化氢时，pH值应小于4，在实践中，我们认为pH值为3较为合适。必须注意的是：若碱洗后进行杀菌处理，则必须对净水侧进行冲洗干净后再进行杀菌(可通过检测pH值进行确定)，否则膜会被氧化。

6.2 影响杀菌效果的两个因素

6.2.1 温度的影响

    杀菌液温度不能超过25 ℃。试验表明：质量分数为0.2%过氧化氢溶液在34 ℃杀菌后几小时，则发生浓盐水侧积盐现象；而在24 ℃杀菌96 h，仍然非常理想。

6.2.2 含有金属元素杂质的影响金属(铁及其它金属)会对膜的降解起催化作用。

    试验表明，质量分数0.15%含铁的过氧化氢溶液杀菌150 h后，膜上的盐明显增加。因此，杀菌剂不允许含有金属元素杂质。

7 结束语

    反渗透设备的运行、维护简单，但不能疏忽。只有在日常的运行、维护等方面措施得当，管理严格，才能更好地发挥其应有的优点。