关键词：反渗透；安装调试；生物污染；运行维护；化学清洗
随着科技的发展以及膜处理技术的不断革新、完善，超滤、反渗透系统已大量应用在电厂的化学水处理专业中。作为反渗透系统前端水质保证的超滤系统为RO膜提供了给水水质保证，而反渗透系统预脱盐使后续的深度除盐处理无论在人员工作量、设备工况、运行环境、周期制水量、酸、碱耗、直至环保等方面都发生了巨大的改变，成为目前电厂化学运行专业主流的水处理工艺。本文将主要讨论反渗透系统在新厂基建投产调试期间的安装，调试、运行和在稳定运行后存在的问题及处理方法。
一、鉴于化学专业在电厂中的特殊性，尤其是在新厂基建安装、调试期间，作为共用系统在前期压力是相当大的，可以说各个节点基本都关系到化学专业。对于安装期间的交叉施工问题，基本上所有的化学调试现场都存在交叉施工情况，对于业主方、安装方以及调试方恐怕都无法完全避免这种情况。有的系统已投入运行开始再生或制水，有的设备还在安装，而打磨管口的，铺设管道的，切割地砖的，甚至做油漆工作的都在同时同地进行。对于超滤膜，反渗透膜组件来说污染难以避免，因此对于膜壳的清洗和安装的时机也应提前进行合理安排，这不是调试人员自己安排的，而是要协同业主方和安装方、监理方共同进行安排。
对于以上的问题，首先应有清醒的认识，想在理想的环境下进行膜组件的安装，想将前端给水调试至完全稳定合格是不现实的，只能提前进行沟通错开过多的交叉施工时间。预先安排工作，创造一个短期的、相对洁净的环境进行安装膜组件工作；可加装旁路系统以绕开反渗透甚至超滤系统，虽然增加了离子交换除盐系统的工作压力和再生工作量，但至少能保证膜处理系统的后期稳定运行。且一旦以后遇UF或RO系统故障无法投运时也不至全系统瘫痪而无法供出除盐水影响机组运行。
二、前期调试工作结束，机组投产正常运行后，反渗透系统的主要问题反映在保安过滤器压差、一、二段压差不断上升、脱盐率下降等几个方面，这些问题其实是有关联而且是综合性的。除去反渗透系统前端给水出现问题，即超滤系统出现产水水质长期不合格的因素，微生物的污染是一个重要的原因。脱盐率的下降是最终的结果，但引起的原因是由于一、二段的压差在能够显出规律性的时间内不断的升高，升高必然进行化学清洗。而化学清洗后产水电导率显性的在一个上升通道里。对于微生物的污染，笔者认为不能寄望于RO系统处于一个无污染的环境中，这是不现实也是不可能的。微生物污染黏膜起源于反渗透膜表面的生物物质的分子吸附，是由活的或死的微生物、有机物组成，夹在反渗透膜高分子聚合物中间，并分泌出多糖的衍生物。微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着。对于复合膜来说，虽然复合膜许多性能都更加优越，且已基本替代了醋酸膜，但恰恰由于复合膜对给水余氯量的要求（＜0.1mg/L),给膜再次受到污染提供了机会。
在实际运行中通常以跨膜压差做为清洗的依据。我厂反渗透系统的污染主要来源于微生物。在前期投运压差达到清洗标准后也曾尝试2.0％柠檬酸调节pH值后进行清洗，但在对形成污染的物质经过化验分析及结合我厂的前端给水水质情况判断后认为铁离子的污染不是主要来源。经过总结现以0.1％氢氧化钠，1.0％EDTA，少量十二烷基苯磺酸钠，调整pH≤12，温度≤30℃，再配合以非氧化性杀菌剂进行化学清洗取得良好的效果。通常情况下清洗过一、二段的跨膜压差基本能控制在≤0.15Mpa，满足水处理系统的使用要求。但本文讨论的重点的并不是如何进行RO系统的化学清洗，而是要从这些数据中发现RO系统在运行中可能或容易发生的问题。也至少可以看出两个问题，一、清洗间隔时间越来越短，但在趋于稳定。
二、清洗过后的产水电导率有明显上升的趋势。
以折线图的方法可以看出每当在化学清洗后产水的电导率都有一个明显的上升，同时导致脱盐率下降。往往在跨膜压差达到规定值，即将进行化学清时产水电导率和脱盐率均呈现高水平，而一旦清洗结束，马上就有一个较大幅度的电导率上升，脱盐率下降的过程到来。这可能与膜表面被微生物覆盖的程度有关，覆盖的很密，污染相对严重时，压差不可避免的升高，而简单的理解为膜表面有一层生物黏膜，起到了阻碍透过性的作用，就好象砂滤池在反洗过后总有一个出水水质较差的过程，经过一定时间的运行，滤料上层的孔隙被截留物堵塞后形成一层滤膜，反而出水水质开始进入上升通道。当然反渗透系统是不能承受这样的工况的。
图一
在投产后膜组件经过一段时间的稳定运行，跨膜压差开始呈现上升趋势，首次从投运到清洗历时六个月，第二次清洗距第一次清洗五个月，且时间间距越来越小。直至达到一个稳定的清洗周期。我们认为基于微生物无法彻底清除的理论，如果能够保证膜组件维持这样稳定的清洗周期，在实际生产中也是可以接受的。
因此，在实际运行过程中，遇到的问题在于一、二段的跨膜压差不断的升高，升高到一定数值后必须进行化学清洗工作，但化学清洗工作又不可避免的使膜受到伤害。产水电导率在逐渐地上升，脱盐率在不断地下降，这是个不可逆的过程。
对于电厂化学专业的膜处理装置来说，个人认为前端给水的质量是关键，一些盐垢，金属氧化物和胶体之类的都可以有一些预处理方法进行规避或减轻，唯独微生物的污染难以完全消除。而且这种污染是长期的，导致了反渗透系统一步步的进入定期化学清洗，形成周期性。致使脱盐率不可逆的下降，虽然SDI(15)可以体现给水中的污染程度，但是有时体现了也难以有效的应对。所以从开始投运起即应对生物污染有足够的重视，如上文提到的电厂在保安过滤器滤芯更换的频繁到无法忍受时，采用了深井水作为RO系统的给水，取得了很好的效果，大大减缓了更换的频率，这也从另一个侧面反映了该厂的污染为生物污染，以及生物污染带来的困扰。如果无法控制其对膜系统造成污染，那就采取对策使其对设备造成的损害来的迟一点，慢一点。尤其是对于采用地表水作为给水的系统来说，这点尤为重要。水箱，药箱、管道，甚至装置内的死角，都是污染来源，也无法彻底将此污染杜绝。目前我厂采用对超滤产水进行冲击性投加非氧化性杀菌剂。维持一定的浓度。同时做好前端给水的水质控制。对能够采取措施杀菌的地方尽量加强杀灭工作。至少目前将化学清洗的周期控制在可接受的范围。
结论：由于反渗透系统的生物污染不可避免，应从机组安装、调试时即开始对膜系统的生物污染重视起来，同时要认识到生物污染是长期的，从开始投入运行的那一天起，污染与防治工作就同时开始了。我们要求的并不是没有污染，因为这不现实，只是希望在污染与消杀之间达到平衡。此平衡就表现在脱盐率可接受，化学清洗周期可接受。尽早的采取措施预先防治；设计时如能充分考虑到安装、调试现场的实际情况，有可行的旁路设计；安装时的工艺；调试时的协调工作都很重要。反渗透系统从投入运行开始即应全面监视，努力控制好前端给水的水质。采取针对性的方法延迟化学清洗的到来以及延长化学清洗的周期。
参考文献：
【1】GB/T23954-2009反渗透系统膜元件清洗技术规范
【2】张葆宗 反渗透水处理应用技术 中国电力出版社
论文作者:张钟伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/5
标签：反渗透论文; 系统论文; 化学论文; 脱盐论文; 微生物论文; 水质论文; 生物论文; 《电力设备》2018年第3期论文;