电厂水处理反渗透系统的化学清洗研究

电厂水处理反渗透系统的化学清洗研究

李秋霞

深圳市龙供供电服务有限公司  广东深圳  518000

摘要：反渗透科学技术这项现代化的高科技，最近几十年才在中国得到了广泛的应用。反渗透是指在对溶质产生一个高于其渗透性的压力的情况下，水将透过特别制造的半透膜，进一步被分离。反渗透膜有助于阻止水体内的无机污染、粘稠物、细菌和金属氧化物的进入。本文将对电厂水处理流程中的反渗透化学净化问题进行详细探讨，并对反渗透技术进行详细剖析，以便让读者能够更好地了解反渗透物质的运作机制。

关键词：电厂；水处理；反渗透系统；化学清洗

引言

反渗透装置针对的是分离溶液中的离子范围，其无相变过程，也不需要进行加热处理，相对于以往使用的方法而言，能源消耗比较低。反渗透装置操作方法较为简单，体积小，适用性强，运作安全性高。用反渗透装置处理工业用水比较一般的离子交换树脂除盐设备而言，不会对环境产生第二次污染，也无需消耗很多酸碱，运行支出的经济性强，因此发展速度较快，应用也比较广泛。

电厂水处理反渗透系统在长期应用之后，会产生一定的污染，比如：增大运行压力、降低产水量、增大膜压差等。如果污染比较严重的化，系统的稳定运作会受到一定的影响，一般化学清洗方法无法使得产水量提升，也无法使得压差降低，在不得已的情况下，需要额外支出人工检修、购买备品、更换元件等方面的支出。因此，要结合具体情况，对污染物进行分析，制定科学的清洗计划，确保能够将顽固附在膜上的污垢彻底处理干净，延长膜的寿命，促进周期制水量提升。

1.反渗透污染分析

（1）反渗透污染原因

反渗透的基本概念源于水的渗透过程，通过对高压泵产生的压力，可以引导淡水的流动路径产生逆向渗透，从而更好地产出我们所需的淡水（纯净水）。目前，我国的大部分电厂已经开始使用反渗透技术来处理水资源，并且在实践过程中，水的反渗透率可以达到97%。在进行水处理的过程中，水中的悬浮颗粒和溶解性物质的数量将逐渐增加，其中大多数将停留在半透膜上。如果溶质的饱和度超过了特定的阈值，就会在半透膜上沉积并形成污垢。另外，由于补给水、空气污染和工业泄露等原因，工业用水中的溶解性营养物、微生物、霉菌和藻类等生物群体持续繁衍，并与水中的沙子、灰尘等混合，形成了软泥状的污染物，这些污染物会使水质变差，并附着在半透明膜上，导致跨膜压力差异扩大、产水量减少、运行压力升高等问题，甚至可能对系统的性能造成破坏。膜污染的主要原因包括：①新的管道内部混杂着油脂，焊接过程中遗留的残余物，还有在涂层之前没有完全清除的尘埃；②预处理装置设计不合理；③操作中添加的化学物质的数量出现问题，或者是设备出现了问题；④认为是操作失误；⑤在停运期间未进行清洗或者清洗控制不当；⑥更换了给水水源或水质。

（2）反渗透污染物分析

要想设计出有效的反渗透膜清洁策略，必须掌握反渗透供水设备的操作状态，并且要对反渗透膜上的阻塞物质进行组成分析。确认方法包括化学分析、仪器分析和外部检定等。按照行业的共识，通常电厂的反渗透膜的污染物主要包括：主要成分包括硫酸钙、微生物污垢、碳酸盐污垢、硅酸盐污垢、铁等金属氧化物、煤尘、粉煤灰以及工地扬尘等。当膜被污染时，通常会采取物理和化学的清洁手段来修复膜部件的功能。其中，化学清洁是利用特定的化学溶剂，调整污染物的构造或特性，以恢复膜部件的功能。

2.电厂化学清洗

（1）化学清洗标准

运行过程中出现如下情况：水的产出量下降了10～15%、进水和浓水之间压差提高了15%，产水质量下降10～15%，经过物理清洗后，反渗透膜的性能无法得到改善，因此需要进行化学清洁。

（2）清洗方案确定

为了优化化学清洁的效果，在清洁前必须对污染情况进行评估，掌握半渗透膜污染物的主要构成，以便针对性地施用。根据半透膜的污染物组成特性，以及半透膜的材质，参照生产商的清洁指南设计了一个膜的化学清洁计划，针对本反渗透系统的全面清洁步骤包括：“水冲洗+酸洗+碱洗+酸洗+杀菌”。通常，首先应用碱性洗涤剂清洁油脂和微生物污染物，然后再用酸性洗涤剂清洁无机污垢或金属氧化物。依据实际状况，有时候也会先进行酸洗，然后再进行碱洗，或者只使用一种清洁剂。总的来说，根据污染物的特性来确定清洁方法，能更具针对性，并能有效地解决问题。在清洁过程中添加ECTA等吸附剂，可以优化对胶质、有机质、微生物以及硫酸盐的处理效果。制定的化学清洁计划必须遵循技术规定的标准，如果选择的清洁剂不适当或者清洁步骤不合适，可能会导致膜的污染情况加剧。

（3）清洗剂选择

①采用HCI（pH值约为2左右）或1.5%柠檬酸（pH值约为3.5左右）+1.5%EDTA，制作成酸性清洗剂；这类酸性清洗剂可以针对无机盐垢（如碳酸钙、硫酸钙等）、金属氧化物或氢氧化物（如铁、锰、铜等）和无机胶体这几类污垢进行较为彻底的清除，实践证明清理效果良好。

②采用Na2CO3（浓度约为2.5%）及EDTA-4Na（浓度约为2%）或0.5%NaOH+0.5%Na－EDTA，制作成碱性清洗剂。利用这种药液针对自然有机污染、无机/有机混合的污染以及微生物（如菌类、藻类等）进行清洗，所产生的效果也极佳。而在清洗聚合硅垢时，首选为NaOH清洗液（ph值约在11.5上下）。

③杀菌消毒。通常，这些都属于氧化类型的物质，包括氯、二氧化氯、氯氨、以及臭氧，这些都可以应用在反渗透系统的前端设施和管线上。在进行消毒之后需要彻底清洁所有的管道，在确认没有氧化物质存在的情况后，才能让处理水进入反渗透系统。

（4）清洗过程要求

①在进行清洁之前，需要仔细核查整个清洁系统的配置是否完备，设备是否正常运作，以及系统是否保持密封；

②以溶液箱和管道的容积为基准，计算出清洁（酸洗、碱洗）的溶液数量；

③为了确保药物的离子活性，在清洁过程中需要调整清洁液的温度，最理想的温度是35℃，不应超过45℃或者低于20℃；

④在清洁过程中，需要对清洁液的浓度和PH值进行管理（在碱性清洁中，pH值为11.0，而在酸性清洁中，pH值则在2~3.5之间）；

⑤在清洗过程中，需要严密监控清洗液的浓度和pH值的波动，如果pH值超过了预设的0.5，应立即添加药剂进行调整，并做好相关的记录；

⑥在清洁过程中，应该按照不同处理段进行清洁，并且清洁的方向和运行的方向应保持一致；使用动态和静态的方式进行清洁，并确保所需的清洁时长达到预设的标准，一个运行班的动态循环需要8小时，而一个超过8小时的静态浸泡则需要更长的时间；

⑦使用反渗透产水来清洗所需的水；

⑧操作员必须全套佩戴防护装备，并严格遵守清洁操作流程。

结语

正确的清洁方法能首先将难以清理的污垢物质转化，转化完成后，再利用基础的清洁技术很容易将其清洁干净。在各个电站的水处理过程中，反渗透和化学清洁的关键污染物组成是相对稳定的。规范化各电厂独特的反渗透清洗技术规则和操作准则，以提升清洁效果。此外，提升操作的监控和管理，定期对设备进行检测，并在必要时发现设备的潜在问题，以优化反渗透装置的工作环境，反渗透膜的污染可以得到有效的减少，膜的清洗周期也会相应的延长，这样可以节省酸碱的使用，从而提高反渗透设备的使用寿命。

参考文献

[1]顿小宝,郑勃,郭云飞等.反渗透膜污染原因分析及清洗技术在电厂的应用[J].工业水处理,2022,42(02):187-190.

[2]张伟伟,田明.火电厂再生水处理反渗透系统的化学清洗[J].辽宁化工,2021,50(04):533-535.