高效反渗透用于电厂循环水排污水处理后膜污堵原因分析及解决方法

高效反渗透用于电厂循环水排污水处理后膜污堵原因分析及解决方法

宋涛

（华能莱芜发电有限公司山东省莱芜市271100）

摘要：目前北方地区缺水形式越来越严重，为缓解用水紧张和推进节水工作进行，将原本需要排出的循环水排污水进行深度处理，再次作为回用水用于电厂的循环冷却水，同时亦可作为电厂锅炉补给水处理的水源。由于电厂循环冷却水水质特殊，因此采用高效反渗透技术进行水质处理。但是反渗透处理工艺在运行过程中会出现膜污堵、频繁清洗、产水量下降等问题，为保证该工艺稳定持续运行，本文结合本单位的相关工艺情况，对反渗透运行中出现的常见问题及处理措施进行探讨，以期为相关的实践提供参考。

关键词：高效反渗透；膜堵塞；循环水排污水

1概述

随着电厂大容积、大参数的机组不断投入和运行，电厂对于水资源的需求量也日益增加。为进一步节约水资源和降低企业成本，部分电厂采用了循环水排污水作为企业回用水。但在使用过程中，由于进水水质和工艺路线等原因，反渗透膜容易产生一些问题：膜污堵、频繁清洗、产水量下降等，严重影响循环水排污水处理设备的正常稳定运行。

2电厂循环水水源组成、水质指标

为充分利用城市中水资源，华能莱芜电厂2×1000MW“上大压小”扩建工程循环冷却水系统水源采用城市中水与地表水联合供水。

本期工程水源主要有莱芜市污水处理厂城市中水、牟汶河拦河闸水库水、雪野水库水。城市中水水源采用莱芜市百乐污水厂一厂、二厂城市中水，经深度处理系统处理，牟汶河拦河闸水库为中水备用水源；雪野水库水和牟汶河拦河闸水库水进入净水站进行处理。循环冷却水水源采用一定比例混合的中水（45%）和水库水（55%）经循环蒸发浓缩约3.7倍后的水。

莱芜市百乐污水厂一厂、二厂采用德国百乐克工艺，该工艺是一种采用低负荷活性污泥工艺的新型高效生物延时曝气系统进行深度处理的工艺。污水厂处理后的中水含有机物、微生物、悬浮物、细菌、氨氮和重金属等，部分指标符合环境排放一级B标准，不能满足电厂循环冷却水的生化指标要求，且该水的硬度、含盐量均较高。但经污水厂处理后的城市中水送至电厂后，经过电厂先进的慢速脱碳处理工艺二次处理后的产水，各生化指标、硬度、碱度完全符合循环冷却水补水要求。

雪野水库水COD、BOD5、氨氮、悬浮物、总磷以及各类重金属等指标均符合国家地表水环境质量标准GB3838-2002规定的二类水质标准（Ⅱ类）。

牟汶河拦河闸水库水COD、BOD5、氨氮、总磷以及各类重金属等指标均符合国家地表水环境质量标准GB3838-2002规定的三类水质标准（Ⅲ类），但硬度、含盐量等指标较高。

根据实验报告，由经过深度处理后的城市中水、牟汶河拦河闸水、雪野水库水按一定比例混合后组成的电厂循环冷却水，其水质在保证凝结器不会产生腐蚀、结垢的情况下，其水质标准及在实际运行过程中，循环冷却水水质化验数据如下：

3电厂循环水排污水处理工艺流程概述

电厂循环水排污处理系统设计最大出力为4*160吨/小时，工艺流程如下：

循环水排污水→缓冲水箱→排污水升压泵→自清洗过滤→浸没式超滤（4×210t/h）→超滤水箱→反渗透给水泵→反渗透装置（4×160t/h）→淡水箱→循环冷却水（设旁路去锅炉补给水处理系统一级淡水箱）

整个系统由自清洗过滤、浸没式超滤及其辅助设施、清水分配、反渗透及其辅助设施、废水收集和排放设施等组成。

浸没式超滤技术是压力式超滤技术的改进，整个超滤装置是由多根中空纤维膜组成1个膜柱；并根据制水量的不同，由多个膜柱组成1套膜过滤装置。整个装置浸没在要处理的原水或废水中，产品水的出口通过管道与水泵相接，由水泵的抽吸作用使中空纤维膜中心内部形成负压。

反渗透处理装置共4套，采用低压抗污染复合膜，每套出力为160m3/h。反渗透系统及辅助系统为全自动运行。

4反渗透膜污堵原因分析

通过对保安过滤器滤芯、内壁上粘泥物质进行分析：大部分溶于盐酸，不溶于碱，与氯化钡无反应。由于循环水中的有机物、藻类的存在，成分判断为碳酸盐垢、非硫酸盐垢、有机物、藻类等混合物。

将污堵反渗透膜送回膜生产厂家后，对膜进行了电感耦合等离子体发射光谱测试，测试结果表明：在经过化学清洗后，反渗透膜片上检测到硅含量依然较高，残留的污染物主要是硅垢污染。

循环水电导率高、含盐量高、硬度大，有胶体、有机物等的存在，循环水采用添加水质稳定剂处理，经过该系统，水质稳定剂效果下降，在保安过滤器滤芯上出现盐类沉积。经过反渗透后浓缩4倍，达到了盐类析出条件，因而出现膜组件的结垢。由于保安过滤器、膜组件的污堵，造成系统出力降低。

5反渗透膜污堵解决方法

（1）根据情况完善循环水排污水处理系统，在机组凉水塔之间适当位置增加石灰处理系统和杀菌系统，降低循环水含盐量和有机物、藻类。另外，更换阻垢剂，减缓反渗透膜结垢的生成。

（2）在不影响排污水系统的设备正常寿命的情况下，暂时将中水处理后的水引管道进入排污水系统进行处理。经过中水处理系统后，补入循环水的水质含盐量下降75%左右，可以实现节约水源，系统稳定运行的目的。

（3）在反渗透保安过滤器前增加一路加酸管路，以降低反渗透进水PH值。

（4）为防止固体还原剂溶解不充分，在运行中堵塞保安过滤器滤芯，将还原剂加药点前移，以增加药剂混合溶解时间。

（5）为进一步防止反渗透膜污堵，在保安过滤器滤芯进出口压差接近0.1MPa时，及时更换保安过滤器污堵滤芯；为节约运行成本，将更换下来的保安过滤器滤芯进行收集，送至有资质滤芯清洗厂家进行清洗，进行二次利用。

6运行管理

（1）当循环水硬度大于20mmol/L时，启动双套循环水排污水系统运行。当循环水硬度小于15mmol/L时，维持单套循环水排污水系统运行。

（2）当循环水硬度大于25mmol/L时，循环水排污水系统运行水源采用中水和循环水混合水源。当混合水源硬度大于25mmol/L时，禁止系统运行。

（3）循环水排污水系统在入口压力1.2Mpa工况下运行，当产水量比清洗完毕初次投运下降20%后，根据情况进行化学清洗。

（4）4套循环水排污水运行应每天切换或者冲洗一次，防止系统内藻类滋生。

（5）循环水日常添加次氯酸钠杀菌剂。冲击性添加氧化性和非氧化性杀菌剂应间隔逐次进行。

参考文献

[1]闫玉.高效反渗透技术处理电厂循环水排污水研究[D].北京化工大学,2014.

[2]焦会良,吴海峰,左静,等.循环水排污水处理系统污堵问题分析与处理[J].河北电力技术,2012(5):31-33.