中水回用反渗透系统运行异常分析及处理探讨

摘 要：介绍了逸盛大化石化公司中水反渗透系统运行过程中的异常现象，分析了反渗透系统运行异常的原因，提出了技改措施，取得了明显的成效。

关键词：中水回用 反渗透 运行异常分析

Reclaimed water reuse Reverse osmosis Analysis and？treatment of abnormal operation

Zheng Zuye

（YiShengDaHua Petrochemical Co.， Ltd，Liaoning Dalian 116610）

Abstract：The abnormal phenomenon of Dalian Yishengdahua Petrochemical Co.， Ltd water reverse osmosis system in operation，Analysis of the causes of abnormal operation of the reverse osmosis system，And technical reconstruction measure were raised，which ob-tained significant effects.

Key words： Reclaimed water reuse； reverse osmosis； Analysis of abnormal operation

中图分类号：TQ085 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）12-0292-02

一、概述

逸盛大化石化公司一期中水系统于2008年11月调试完成交付运行，中水系统设计总产水量400m3/h，水源为经污水处理厂处理后的中水。

1.工艺流程示意图

图1 中水回用工艺流程图

2.系统主要设备及配置

高效纤维过滤器（PCF） 3×250m3/h

超滤系统（UF） 3×200 m3/h

反渗透系统（RO） 2×200 m3/h

超滤膜组件采用陶氏SFP2860型号外压式膜组件，单套超滤系统含80支膜组件，反渗透系统为一级两段式，32：16排列，每根压力容器内装6支膜元件，反渗透膜元件采用陶氏BW30-365FR型号膜元件，每套反渗透含膜元件288支。

3.系统进水水质

表1-1 中水进水水质

二、存在问题

自系统投运以来，随着运行年限的延长，反渗透系统出现如下问题：

1.保安过滤器滤芯更换频繁约15-30天换一次，正常2-3个月；（浅黄色污染物伴有腥臭味）

2.反渗透系统清洗频繁（7-15天/次）；

3.反渗透系统化学清洗后压差无明显恢复效果；

反渗透系统运行异常，给正常的生产工作带来巨大的压力，必须进行彻底解决，保证系统稳定运行。

三、原因分析

1.纤维过滤器水不稳定造成反渗透系统运行不稳定

由于纤维过滤器运行年限长，纤维丝弹性下降，制水过程中拉紧度不够，部分纤维丝断裂、腐烂失去过滤效果，造成出水水质不稳定，影响后续反渗透系统稳定运行。

2.超滤系统出水不稳定造成反渗透系统运行不稳定

超滤系统运行近6年时间，目前产水SDI检测值为4.0，SDI膜片截留可见明显小颗粒物质，超滤系统存在泄露，污堵后续反渗透进水保安过滤器及反渗透系统，影响后续反渗透系统稳定运行；

3.药剂投加不当造成反渗透系统运行不稳定

3.1阻垢剂：反渗透运行过程中，中水中绝大部分盐类被截留在浓水侧，浓水测含盐量上升，水的浓缩是反渗透结垢的主要原因，因此需要添加适当的阻垢剂来抑制浓水侧结垢的发生。阻垢剂加药过少，导致结垢或污垢的产生；阻垢剂加药过量，高分子聚合物会污堵反渗透系统；阻垢剂剂加药量过低或太高均影响反渗透系统稳定运行。

3.2还原剂（亚硫酸氢钠）：预处理部分通过添加氧化性杀菌剂次氯酸钠来防止系统产生微生物污染，在进入反渗透前通过添加还原剂中和水中的余氯，以保证反渗透膜不被氧化破坏，还原剂加药量过大会为特定的氧化还原异养菌及硫还原菌提供营养来源，加快微生物增长繁殖，污堵保安过滤器及反渗透膜，还原剂加药量过低或太高均影响反渗透系统稳定运行。

3.3中水杀菌剂（次氯酸钠）：为保证反渗透之前的工艺设备及水箱管路发生微生物污染，中水来水添加次氯酸钠进行杀菌处理，次氯酸钠加药量过低，系统易发生微生物污染，加药量过高，后续需要添加还原剂的量便会增大，会增加反渗透的污堵，次氯酸钠加药量过低或太高均影响反渗透系统稳定运行。

3.4反渗透非氧化性杀菌剂：在还原剂加药后，水中余氯被反应掉，从反渗透还原剂加药点至反渗透系统不含余氯，此部分管路中易滋生及藏匿微生物，对反渗透系统造成污堵，因此需要用非氧化性杀菌剂对反渗透系统进行杀菌，避免系统发生微生物污染。

四、处理措施

1.提高纤维过滤器出水水质

将纤维过滤器的纤维丝取出，进行人工清洗，更换掉已断裂或损坏的纤维束，重新进行安装。安装完成后，调整运行过程中纤维束的拉紧度，保证系统出水水质。

2.提高超滤系统出水水质

对超滤系统进行检漏堵漏处理，修补泄露的中空纤维膜丝，以提高超滤系统的出水水质。

3.反渗透系统加药调整

表4-1 污染物元素分析结果

根据污染物元素分析结果可知，污染物主要为有机物及微生物类。通过调整反渗透加药量控制有机及微生物污染的滋生。

3.1降低中水杀菌剂投加量

中水来水杀菌剂次氯酸钠的投加量由3mg/L降至0.5-1mg/L。

3.2降低还原剂（亚硫酸氢钠）投加量

还原剂亚硫酸氢钠加药量由5mg/L降至1.5mg/L。

3.3增加非氧化性杀菌剂投加量

非氧化性杀菌剂投加量由5 mg/L增加至10mg/L。

4.反渗透进水管路冲洗

由于系统存在严重微生物污染，微生物不彻底去除，极易快速滋生，再次污堵反渗透系统。反渗透进水管路内壁粘附的微生物粘泥用2000 mg/L次氯酸钠溶液进行冲洗，彻底去除进水管路中的微生物。

5.优化反渗透化学清洗方案

优化前的清洗方案： 碱洗（0.1%NaOH） + 酸洗（0.2%HCl）

优化后的清洗方案：碱洗（0.1%NaOH+0.025%SDBS） + 杀菌（1%非氧化性杀菌剂） + 碱洗（0.1%NaOH+0.025%SDBS） + 酸洗（0.2%HCl）

碱洗时间由2h增加至6h。

五、处理后的运行状况

1.PCF处理前后出水浊度对比

图5-1 PCF处理前出水浊度

图5-2 PCF处理后出水浊度

2.超滤膜丝修补前后出水SDI值对比

图5-3 超滤膜丝修补前产水SDI测试记录

图5-4 超滤膜丝修补后产水SDI测试记录

3.反渗透加药量调整前后运行情况对比

中水次氯酸钠加药量由4mg/L降至2mg/L后，还原剂亚硫酸氢钠加药量降至3mg/L时，反渗透进水检测余氯为0，此时反渗透系统运行情况：

图5-5 RO标准化一段压差曲线

反渗透加药调整前后标准化一段压差增长的情况看，调整前的涨幅明显大于调整后的涨幅，调整后一段压差仍存在缓慢增长的情况。按此方向继续调整加药量，中水次氯酸钠加药量由2mg/L降至1mg/L，还原剂亚硫酸氢钠加药量降至1.5mg/L时，反渗透进水检测余氯为0，此时反渗透系统运行情况：

图5-6 RO标准化一段压差曲线

对反渗透系统加药继续调整后，反渗透系统运行趋于稳定。

4.反渗透化学清洗方案优化前后清洗结果对比

化学清洗方案优化前清洗后一段压差均仅能将至0.3MPa左右，化学清洗方案优化后清洗后一段压差均将至0.2MPa以内，清洗效果大大改善。

六、结论

1.反渗透系统的稳定运行依赖于预处理系统的稳定运行及系统合适的加药，预处理及系统加药出现异常，会导致反渗透系统运行不稳定；

2.还原剂（亚硫酸氢钠）加药过量会造成反渗透系统污堵，理论上1.47ppm还原剂（亚硫酸氢钠）能够还原1.0ppm的余氯，过量的还原剂污堵保安过滤器滤芯及反渗透系统，也给微生物的繁殖提供了温床，造成微生物的大量滋生。

3.系统存在生物污染的，需要对整个系统进行彻底处理才能消除，仅仅对反渗透膜元件进行化学清洗解决不了根本问题，微生物很快会再次污堵膜元件。

4.污堵严重的反渗透膜元件，需要使用不同药剂分步分段清洗，必要时在膜元件耐受许可范围内，将清洗条件控制在高位，如提高清洗温度，延长清洗时间等，对膜元件的性能恢复比较有效。

参考文献

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[2]郑书忠等，双膜法水处理运行故障与诊断[M].北京：化学工业出版社，2011：124-159.

[3] 李倩等.超滤-反渗透双膜法用于中水回用的中试研究[J].膜科学与技术，2013，33（3）：？89-91.

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