雷曦 方国青
【摘 要】YA反渗透膜用在一级除盐RO装置内部，用于去除淡水厂来水中99%以上的离子，降低后续离子交换器的负荷，降低再生频率，减少酸碱的使用量。本文简单介绍了除盐水生产系统的工艺流程、反渗透膜清洗的时间及步骤、清洗前后的效果分析，以及分析反渗透膜污染的原因和后续的建议措施等。
【关键词】反渗透；化学清洗；损伤；分析
0 前言
反渗透技术是当今较先进和有效的除盐技术，其原理是在压力作用下，水分子透过反渗透膜成为纯水，水中的杂质被反渗透膜截留被弄水带出。利用反渗透技术可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。反渗透设备系统除盐率一般为97-99%。
1 除盐水生产系统的概况
某2*650MW核电机组除盐水生产系统利用以过滤器、反渗透、离子交换的水处理技术，通过反渗透一级脱盐，除去水中盐类等物质，再通过离子交换进行深度除盐。系统配置2套RO装置，设计出力为2×100m3/h，采用美国“DOW”公司BW30-400FR型抗污染膜，一级两段，一段14支，二段7支，每根压力容器内装有6支膜元件，两套装置共使用252支反渗透膜元件。设备初始投运时间为2014年10月10日。
2 反渗透膜清洗时间及步骤
2.1 清洗时间
11月4日对1号反渗透进行抽膜检查；11月5日—11月6日冲洗1号反渗透膜壳进水端部；11月7日—11月10日对1号反渗透进行维护清洗；11月14日—11月15日对1号保安过滤器更换滤芯；11月15日—11月16日冲洗2号反渗透膜壳进水端部；11月16日—11月17日对2号反渗透进行维护清洗.
2.2 清洗步骤
1号反渗透和2号反渗透均执行以下清洗步骤：
杀菌：使用浓度为2%，溶液温度为28℃的KC-310A分段进行。
碱洗：使用浓度为2%，溶液温度为30℃的KC-502-Z、EDTA、NaOH分段进行。
酸洗：使用浓度为2%，溶液温度为28℃的KC-501-Z、HCL分段进行。
2.3 1号反渗透膜优化调整方式
清洗前后，为了判断膜元件脱盐率降低原因，对一段部分膜壳内个别膜元件进行了位置调整，其中将1号压力容器的1号膜和6号膜互换位置，13号压力容器的1号膜和14号压力容器的6号膜互换位置，排查脱盐率低膜元件的位置。
3 清洗效果分析
3.1 效果分析
1号反渗透：通过维护清洗前后数据对比分析，清洗后给水压力保持0.51MPa，一段压差0.11MPa，二段压差0.12MPa；进水电导330μs/cm；淡水流量101t/h，浓水流量34t/h，回收率约77.2%；脱盐率89.7%。与清洗前数据对比，一段压差和二段压差均降低0.01MPa，淡水流量增加3t/h，进水电导升高10μs/cm，脱盐率降低了1.5%。
1号反渗透部分膜元件位置进行了调整，调整的编号为1号，13号和14号压力容器。调整后1号、13号、14号出水电导率分别为49.9μs/cm、 29.66μs/cm、 51.55μs/cm，13号的出水电导率明显好于14号的出水电导率。在调整过程中，由于把14号的最后一支膜元件和13号的第一支膜元件进行了位置调换，调整后的13号出水水质明显优于14号出水水质，说明一段反渗透前端的膜元件脱盐率数衰减程度较严重，因为通常前端膜元件更容易受到氧化损伤和机械损伤。
2号反渗透：通过维护清洗前后数据对比分析，清洗后给水压力保持0.48MPa，一段压差0.10MPa，二段压差0.12MPa；进水电导309.6μs/cm；淡水流量102t/h，浓水流量33t/h；回收率约76.5%；脱盐率92.5%。与清洗前数据对比，一段压差和二段压差均降低0.01MPa，淡水流量增加3t/h，进水电导下降30μs/cm，脱盐率降低了1.5%。
3.2 污染成因分析
通过分析，反渗透系统存在问题主要为膜的机械损伤和膜氧化，同时也存在混合胶体等污染问题。
混合胶体污染：在拆膜检查中发现，膜元件内存在以铁胶体为主混合胶体污染。
机械损伤：通过对保安过滤器和反渗透抽膜检查，发现保安过滤器滤芯机械受损严重，且滤芯出现脱落、折损的问题，进水没有经过滤芯过滤直接进入反渗透膜元件，在拆膜检查中已经证实，反渗透一段膜元件的进水端存在大量的鐵屑、砂砾和保安过滤器滤芯的碎屑等。机械杂质在高压水流的携带下，造成膜片的磨损、变薄甚至穿透，导致膜元件发生不可恢复的机械损伤。
变价金属的催化氧化：反渗透的进水水质铁含量偏高，且膜元件内发现大量铁屑，在进水存在轻微余氯的条件下，变价金属铁会加强氧化剂的氧化趋势，同时，发现反渗透一段膜的进水侧有铁锈等物质，《陶氏技术手册》中说明，当重金属（铁）含量较高时，会增加氯对反渗透膜的氧化作用，促进膜的降解，金属氧化物（铁锈）也会对反渗透膜元件的氧化降解。另外，Fe2+遇到氧化剂会转变成Fe3+生成胶体Fe（OH）3，经过反渗透浓水段浓缩后，Fe（OH）3极易达到饱和而沉积于膜表面，不但会产生胶体污染还会造成生物污染，导致膜元件不可恢复性的损伤。
清洗前后脱盐率变化的原因：其一，反渗透膜存在氧化及机械损伤现象，但是由于存在有机物和胶体污染物，降低了膜元件的盐透过量，使得真正的透盐率被屏蔽。进行化学清洗后，污染物被清除，反渗透膜元件表现出一个真实运行状态，从而化学清洗后产水电导率出现增加现象和脱盐率轻微的降低现象。其二，进水pH小于6.0，在弱酸条件下不利于膜元件的脱盐效果，且无法脱除原水中二氧化碳等气体，造成产水电导率的偏高。其三，清洗后较清洗前回收率升高5%，也会影响膜元件的脱盐效果，导致产水电导率的偏高，脱盐率下降。
4 建议措施
（1）化学清洗期间测定氯含量变动范围较大，因此建议今后定期进行现场反渗透膜进水氯含量指标的测定，同时建议水厂投加二氧化氯时持续稳定，避免冲击式投加。
（2）保证还原剂充分溶解，正确投加，严格控制反渗透膜元件进水余氯为零，防止膜元件的氧化。
（3）处理进水流过设备的生锈问题，控制反渗透进水铁含量小于0.03ppm。
（4）调整反渗透进水pH到中性，避免弱酸条件下影响膜元件的脱盐效果。
（5）严格保证保安过滤器的运行正常，观察压差变化情况，防止滤芯折损短路，导致颗粒物进入反渗透系统，造成膜元件不可逆转的机械损伤。
5 结语
反渗透技术在电厂除盐水处理中的应用极大地节约了大量的能源，保证了除盐水生产系统的安全稳定运行，也提高了电厂的安全经济效益。因此通过对反渗透膜的化学清洗，清洗前后的效果分析，可以使得反渗透膜能够安全稳定的运行，在除盐水生产系统中为离子床提供合格的水源。
【参考文献】
[1]杨若冰.海南昌江核电厂1、2机组除盐水生产系统手册，2012.
[2]陶氏技术手册.
[责任编辑：朱丽娜]
