反渗透保安过滤器差压高原因分析及处理措施

反渗透保安过滤器差压高原因分析及处理措施

沈晓锋1,高强生2，3,祁志福2，3

（1.平湖独山港环保能源有限公司；2.浙江省火力发电高效节能与污染物控制技术研究重点实验室 浙江杭州 311100；3.浙江浙能技术研究院有限公司 浙江杭州 311100）

摘要：针对反渗透保安过滤器差压上升快，运行周期短的情况，通过分析了保安过滤器滤芯污染物成分、水中菌落总数情况和水中颗粒物变化情况，找到污堵原因并采取相应措施，解决了保安过滤器污堵问题，提高制水系统运行安全性和经济性。

关键词： 保安过滤器 有机物 非氧杀菌

Analysis and treatment of differential pressure plateau factor of reverse osmosis security filter

Shen xiaofeng,Gao qiangsheng,Qi zhifu

(1.Pinghu dushan harbor green energy co., male, pinghu, zhejiang province, 314201;2.Zhejiang Provincial Key Laboratory of Energy Efficiency and Pollutant Control Technology for Thermal Power Generation, Hangzhou 310003;3.Zhejiang Energy Technology and Research Co., Ltd., Hangzhou 310003)

Abstract: in view of the reverse osmosis security filter differential pressure rising fast, short running period, through the analysis of the security filter core pollutant compositions, the change of the total number of colonies, the water situation and water particles, find the fouling reasons and take corresponding measures to solve the security filter fouling problem, improve the system of water system safety and economy of operation.

Key words: security filter organic non-oxygen sterilization

1. 背景

1.1系统概述

某热电联产公司除盐水系统由反渗透和离子交换两大部分组成。系统设置3套出力155m3/h出力的反渗透装置，后续除盐装置为一级除盐加混床。正常运行时，2套反渗透装置的出水作为离子交换器的进水。反渗透进水由多介质过滤器和超滤设备进行预处理，以去除净水系统中未除尽的绝大部分悬浮物及大分子有机物和胶体颗粒物，降低SDI值，从而保护反渗透膜不受污染和堵塞，多介质过滤器共五台，超滤装置共设三套，卧式布置，内压式死端过滤方式，三套同时运行；反渗透设备共三套，采用一级两段方式连接，反渗透元件采用卷式结构，三套同时运行。

超滤反渗透系统工艺流程为：

经凝聚、澄清、过滤后的清水→多介质过滤器→自清洗过滤器→超滤→超滤水箱→反渗透增压泵→ 保安过滤器→反渗透膜组件→预脱盐水箱→预脱盐水泵→至后续化学除盐系统

净水站清洗水泵来水经多介质过滤器后经过超滤系统，超滤产水进入超滤产水箱，水箱出口加阻垢剂和非氧化性杀菌剂，后通过反渗透增压泵，经过保安过滤器后分别进入一二段反渗透，最后打至反渗透预脱盐水箱。该系统于超滤进口处投加杀菌剂NaClO，加药量0.3ppm，过量的NaClO于超滤出口以NaHSO3中和，NaHSO3加药量控制在3-5ppm，反渗透进口母管上配ORP表，ORP控制在+600MV以下。

1.2滤芯压差异常情况

自2021年6月开始反渗透前保安过滤器出现压差相比原先上升加快的现象，滤芯更换频率由原先的2-3个月缩短至1-2周，最短时甚至出现新换滤芯后2天压差就上升至100kPa现象。新换滤芯后保安过滤器压差一般在20kPa以下，在50小时运行后保安过滤器压差压差即由20kPa上升至100kPa，并达到差压高报警值，上升速度非常快，污堵情况非常严重［1］。检查过滤器滤芯上面呈现淡黄色粘滑物。同时也影响到制水设备的安全运行进而影响到机组安全运行。

2. 污堵情况分析

针对该公司保安过滤器压差上升快的情况，为了解其污堵原因，一方面通过对滤芯污染物进行了成分分析

[2]，另一方面在多介质过滤器进口、超滤进口、超滤出口、超滤水箱及保安过滤器进口进行取水样，分析其菌落总数情况和水中颗粒物变化情况。

2.1 滤芯污染物元素成分分析

成分分析结果如图1所示，分析结果表明，沉积物成分主要以C、N、O为主，合计占比基本在93%以上，其余最多的为Ca，最大占比为3.28%，由此可以认为污堵的成分主要为有机物。

图1 滤芯沉积物成分分析结果

Figure 1 Analysis results of filter element sediment composition

2.2 菌落总数分析

对多介质过滤器进口、#1超滤进口、#1超滤出口、超滤水箱及#1保安过滤器进口取得水样进行微生物检测分析（参照标准： GB/T 5750.12-2006 生活饮用水标准检验方法-微生物指标），结果如图5所示：

表1 总菌落数检测结果

Table 1 Total colony count detection results

结果表明，多介质过滤器进口含菌量为2.25×102个/mL，超滤进出口及超滤水箱含菌量均不超过30个/mL，表明经过NaClO杀菌效果较好，但保安过滤器进口含菌量达到5.15×102个/mL，含菌量远大于超滤水箱出口。超滤水箱出口投加NaHSO3以中和余氯。通过现场勘查了解到，超滤出口至反渗透进口保安过滤器管段长度约60米，加药点后的系统重新受到了细菌污染。在亚硫酸氢钠过量的情况下，在适宜的温度条件下，硫酸盐还原菌等厌氧菌容易滋长以至于最后对保安过滤器造成污堵而是压差上升。

2.3 水中颗粒物变化分析

对多介质过滤器进口、#1超滤进口、#1超滤出口、超滤水箱及#1保安过滤器进口取得水样进行颗粒物变化分析，结果如图2所示：

图2 水中颗粒物变化情况

FIG. 2 Variation of particulate matter in water

通过对比上述不同部位的颗粒物变化情况，可以发现多介质过滤器进口至超滤进口水样不同粒径范围颗粒物均大幅减少，说明多介质过滤器效果明显；而经过超滤后，不同粒径的颗粒物含量相比超滤进口处均出现增加情况，经过保安过滤器5μm以上的颗粒物出现大幅减少的情况。通过以上数据分析认为，该超滤系统前后颗粒物不降反升，表明超滤并未起到效果，说明超滤可能存在断丝情况，建议对超滤膜进行检查。

3. 处理措施

通过对滤芯污堵物质的元素分析及超滤反渗透系统前后取样分析，表明污堵物质成分主要以细菌及有机物为主；水样菌落总数检测仅在保安过滤器进口检出菌落滋生，微生物滋生主要发生在超滤出口至保安过滤器进口间管段内；超滤前后颗粒物含量明显上升，可能存在断丝情况。故采取如下处理措施：

1. 对超滤水箱出口的系统（主要是管道）及保安过滤器进行离线和在线双重杀菌处理［3］。在保安过滤器退出运行，如反渗透化学清洗时或更换滤芯时，对保安内部进行杀菌剂浸泡处理。杀菌剂最好用非氧化性杀菌剂，如果采用氧化性的杀菌剂，最后一定要用亚硫酸氢钠进行中和，确保氧化剂不进入反渗透膜。

2. 停运原氧化性杀菌剂和还原剂，在还原剂加药点临时加非氧化性杀菌剂，浓度约100ppm，选择2-3种非氧化性杀菌剂交替杀菌[4]，每天用非氧化性杀菌剂杀菌2小时，持续3-4天。在加非氧化性杀菌剂时，超滤的加强反洗也不能加次氯酸钠。

3. 观察各保安过滤器压差变化，由于大量细菌被杀死后剥落，被滤芯截留，可能会造成滤芯压差快速上升，需及时更换滤芯。待保安压差趋于稳定后，可以恢复正常运行模式。

4. 对于超滤膜进行断丝检测并处理。利用检修机会将还原剂加药点后移，尽量让氧化性杀菌剂作用到保安过滤器进口管道，以防止管段内细菌滋生。

5. 安排余氯定期检测，对ORP进行维护，进行两者对比，掌握杀菌效果变化情况，随时调整加药量。在保证杀菌效果的情况下，可酌情减少还原剂的加药量，当前还原剂加药量3-5ppm，远大于杀菌剂NaClO的量。

4. 结语

通过采取上述处理措施，尤其对超滤水箱出口的系统（主要是管道）及保安过滤器进行离线和在线双重杀菌处理后，起到很好的杀菌效果，保安过滤器运行周期很快恢复至原来水平。

参考文献

［1］ 张杰，梅武丰，刘佳 .反渗透保安过滤器污堵的原因分析及预防措施［J］.化工设计通讯，2020，46（09）：2-3+27.

[2] 王晓东, 庞桂振. 燃气轮机电厂锅炉补给水预处理反渗透装置污染问题的浅析和解决办法//中国电机工程 学会燃气轮机发电专业委员会 2014 学术年会[C].2014.

［3］ 王国锋，于海全 .一级反渗透保安过滤器滤芯污堵原因分析 与处理［J］.清洗世界，2018，34（09）：24-28.

[4] 郭新茹. 火电厂水处理生产运行典型问题诊断分析[M]. 科学出版社, 2018.

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