李佳琦

（宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司，宁夏青铜峡 751600）

1 概述

宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司锅炉除盐水制备系统水源为黄河地表水，日供水量约9 600t，青铜峡市城市中水作为备用水源。预处理使用纤维过滤器，预脱盐采用超滤装置加反渗透装置，脱盐率可达99%，反渗透产水经除碳器除碳后，经二级除盐制出合格的除盐水，制水量120t/h。

补给水处理工艺流程

黄河水→综合水泵房生产水池→混合式加热器→生水箱→生水泵→纤维过滤器→清水箱→清水泵→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱→超滤水泵→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→除碳器→淡水箱→淡水泵→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。

化学反渗透系统设计2套80m3/h 反渗透装置，系统设计为2个系列单元，每系列都能单独运行，也可同时运行。每套反渗透由20支压力容器组成，分为2段，第一段13支，第二段7支。每支压力容器内装6只膜元件，共有240只膜元件。反渗透膜元件采用DW30-400FR 卷式复合膜，使用寿命为3～5a，根据膜使用情况，如运行三年脱盐率大于97%，回收率75%，可以继续使用。

2 反渗透系统运行数据分析

反渗透运行数据见表1。

表1 反渗透系统运行数据

产水量流量计显示65m3/h 左右，显示不准，实际测量产水水量均在80m3/h 左右。同时测量了两套反渗透系统所有单支压力容器的电导率，如表2、表3所示。

表2 反渗透1#系统单支压力容器电导率（单位μS/cm）

表3 反渗透2#系统单支压力容器电导率（单位 us/cm）

根据实际运行工况采用美国陶氏化学 ROSA 软件对水压、电导率进行模拟，如表4所示。

表4 水压、电导率模拟数据

表5 ROSA 软件对反渗透水压、电导率模拟结果

软件模拟显示，膜元件正常的反渗透系统进水压力约11.49bar，一段产水TDS（溶解性固定总量）约12.06mg/L（电导率约20μS/cm），二段产水TDS 约41.77mg/L（电导率约70μS/cm）。与 ROSA 软件计算结果相比，两套系统的实际进水压力均大幅降低，产水电导率均大幅上升。进水压力下降（即产水量上升），产水电导率上升（即系统脱盐率下降）的原因一般是膜被氧化或发生物理泄漏如划伤等，为进一步确认系统脱盐率下降原因，对1#、2#反渗透装置各抽取一支反渗透膜元件取样进行检测。

3 反渗透膜元件性能检测数据分析

将取样的两支反渗透膜元件（一段首支和二段末支各一支）外送到美国陶氏化学上海实验室进行单支膜元件性能测试。测试结果：编号F2581978膜元件实际产水量为27853GPD， 是其标准性能产水量10 500GPD 的265%，产水量大幅升高；实际脱盐率为98.54%，脱盐率有所衰减。编号F6465981膜元件实际产水量为48 993GPD，是其标准性能产水量10 500GPD的467%，产水量大幅升高，实际脱盐率为93.09%，脱盐率大幅衰减。产水量明显变大并且脱盐率变差原因一般是膜元件被氧化。同时取样膜片样品进行Fujiwara 实验，对比样品膜片与新膜片，实验结果如图1、图2所示。

图1 对比样品膜片与新膜膜片结果：

图2 对比样品膜片与新膜膜片结果：

Fujiwara 实验表明：两支膜元件的膜片测试溶液均呈现出粉红色，证明两支膜元件均被氧化性污染。单支膜元件性能检测结果与现场实际运行数据分析结果相符，进一步说明膜元件被氧化性污染。

4 反渗透保护措施

针对反渗透膜元件被氧化性污染，无法通过物理、化学清洗等方式进行恢复问题，在日常运行中需采取以下措施对反渗透膜元件进行保护。

1）严格控制产水量、控制浓水回收率，并按照设计要求运行。在操作方式上，尽量提高进水水温，使得分子运行加快，降低黏度，使得膜内表面边界层减薄，降低膜表面的浓差极化，同时及时进行冲洗，尽量消除膜表面的浓差极化，降低产水的能耗和膜的性能产水量，提高系统的脱盐率。

2）控制操作进水压力、浓水回收率等运行操作条件，避免浓缩盐分超过溶度积。

3）加强超滤装置出水水质，尽量去除颗粒物和结垢性成分，使反渗透入口水质满足运行要求。

4）对反渗透进水中结垢性物质、余氯等通过预处理、加阻垢剂、加还原剂、加酸等进行稳定处理，降低相关物质数量，减少污染物的总量。