河北某热电反渗透保安过滤器滤芯污堵问题分析与解决

发布时间： 2025-06-28

一、系统简介

锅炉补给水原设计水源为丰润区污水处理厂深度处理后的中水，但因中水水质较差不符合超滤和反渗透设备进水要求，故一直采用深井水作为水源。

（一）系统流程

深井水依次经过原水箱、原水泵、自清洗过滤器、超滤装置、超滤水箱、反渗透给水泵、反渗透保安过滤器、反渗透高压水泵、反渗透装置、除碳器、淡水箱、淡水泵、强酸阳离子交换器、强碱阴离子交换器、混合离子交换器、除盐水箱、除盐水泵，最终输送至主厂房。

（二）反渗透系统概述

公司共设两套反渗透设备，出力为 2×80t/h，系统分为 2 个系列单元，可单独或同时运行。每套反渗透由 21 支压力容器组成，分两段，第一段 14 支，第二段 7 支，每支压力容器内装 6 只膜元件，共 126 只，采用美国 K0CH 公司生产的 TFC8822FR-365 抗污染型聚酰胺复合膜。

（三）保安过滤器基本情况

5μm 保安过滤器设于 RO 本体之前，为立式柱状设备，内装 54 支长 40 英寸滤芯，其作用是防止水中大颗粒物进入反渗透膜，保障 RO 正常运行。

（四）系统加药情况

反渗透阻垢剂采用美国原装进口的 vitec5100，加药量为 4mg/L；还原剂采用亚硫酸氢钠，溶药浓度为 2%，进水 ORP 值设定为 - 200~200mv。因原水为井水，有机物、细菌含量及浊度很低，故不加杀菌剂和混凝剂。

二、反渗透运行情况及异常现象

公司两套反渗透系统于 2009 年 4 月调试完成投入生产，运行基本良好，2010 年和 2011 年经两次化学清洗后系统脱盐率有所下降，其他运行参数正常。但 2012 年 1 月起，反渗透保安过滤器压差上升较快，且影响到反渗透一段压差，系统出力和脱盐率也受到影响。

2 月 1 日检查 #1 反渗透保安过滤器，发现滤芯布满淡黄色粘滑物，更换滤芯约一个月后，该现象再次出现，1 号反渗透一段压差持续上升。从相关曲线图可知，1 个月内保安过滤器压差上升迅速，反渗透一段压差明显上升，二段压差始终保持 0.08MPa，2 月 1 日更换滤芯后，8 日保安过滤器压差降至最低，但反渗透一段压差仍呈上升趋势；反渗透的淡水流量、回收率及脱盐率均呈下降趋势。由此判断，污染物已穿透滤芯进入反渗透一段端口，需尽快找出原因。

三、反渗透系统常见污染简介

（一）常见污染物种类

胶体污堵：普遍存在，地下水和地表水均含各类胶体，预处理使用阳离子混凝剂或助滤剂与阴离子阻垢剂可能形成粘稠胶体，沉积在膜表面，导致系统压差增加、产水量降低、脱盐率下降。

生物污堵：多发生在地表水处理系统和频繁启停操作的系统，单一杀菌剂无法杀灭全部细菌微生物，系统死角或停用时间过长会导致细菌微生物生长繁殖形成生物粘膜，使系统运行压差升高、产水量下降，脱盐率先升后降。

化学结垢：常发生在二段，浓缩盐水中过量溶解盐沉淀结垢，表现为段间压降升高、脱盐率下降、出力降低，可通过调整回收率和阻垢剂加药量控制。

颗粒堵塞：多发生在前端，可能因新系统投运冲洗不彻底、保安过滤器有缺陷、滤芯绒毛脱落、运行压力高等导致，造成压降升高、出力减小，可预防。

（二）常见污染物特征

膜污堵后通常会出现压差升高、出力降低、脱盐率降低的通性，但不同污染物影响有区别。经分析，滤芯上污染物主要成分为有机物质，光学显微镜观察到革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和胶体颗粒，扫描电子显微镜 / 能谱仪分析确认无机组分主要是铁，还存在微量粘土（铝硅土）。

四、反渗透保安过滤污染原因分析

（一）排除法判断原因

因采用深井水，浊度低，无需加混凝剂或助滤剂，排除混凝剂与阻垢剂不匹配形成污染物的可能。

反渗透二段压差无增长，回收率控制在小于 75%，阻垢剂加药量符合设计要求，排除系统结垢可能。

深井水水质较好，有机物、细菌含量低，基本排除水源水质造成生物污堵的可能。

设备已运行三年，排除新系统投运冲洗不彻底造成杂物污堵的可能；检查保安过滤器无缺陷，滤芯质量合格，运行压力正常，基本排除机械性污堵的可能。

反渗透一段压差升高发生在保安过滤器污堵之后，且持续上升，说明污染物穿透滤芯进入反渗透一段端口，污染由保安过滤器污堵后污染物穿透导致。

（二）确定污染物种类及来源

结合运行数据和污染物化验结果，反渗透污染现象符合胶体、细菌、有机物污染症状，污染物主要成分为有机物质，无机组分主要是铁。

公司反渗透还原剂采用亚硫酸氢钠，原设计溶药浓度 2%，因 ORP 表指示经常高于 200mv，为降低 ORP 值将溶药浓度改为 4%，加药量较大。还原剂过多使系统中存在大量硫酸盐，硫酸盐还原菌在无氧或缺氧状态下利用硫酸盐中的氧进行氧化反应形成细菌群，初步判断其是造成污堵的主因，铁可能来自水箱或管道防腐缺陷。

五、隐患治理和防范措施

（一）治理措施

4 月份对 #1 反渗透一段进行化学清洗，采用酸洗 — 碱洗 — 杀菌 — 再碱洗的工艺，清洗后一段压差和出力基本恢复。

（二）防范措施

1、调整氧化还原电位限值，减少亚硫酸氢钠的投加量定期投加非氧化型杀菌剂，溶药浓度由 4% 降为 2%，进水 ORP 设定值改为 200~400mv，并设置联锁保护：入水 ORP 达 400mv 时延时 10s 停机，达 200mv 时延时 10s 停还原剂计量泵。

2、每月 1 日和 15 日在反渗透入口投加一次专用非氧化型杀菌剂，防止细菌污染。

3、保证保安过滤器滤芯质量，加强到货验收，密切监视出入口压差，达 0.05MPa 时更换，更换后冲洗擦拭相关部件，检查密封性。

4、原水箱、超滤水箱和反渗透水箱布置在室外，易受污染，要求每年小修时检查、清理一次。

5、每年小修时检查各水箱和供水管道防腐情况，破损及时修补。

6、为防止药箱滋生细菌，药箱内药液需在 7 日内用完，每次溶药前冲洗、清理药箱。

7、设备停机易滋生细菌，两套反渗透设备每天倒换运行，每天上、下午各进行一次低压冲洗，时间由 2min 改为 10min。

六、结语

通过分析运行数据和污染物化验结果，确定污染物主要为有机物和细菌，无机组分主要是铁，保安过滤器滤芯污堵和反渗透一段污染主因是还原剂加药量大，生成硫酸盐还原菌导致生物污堵。经对污染的反渗透膜清洗及采取防范措施后，问题得到彻底解决，滤芯压差维持在较低范围，。今后需加强对反渗透设备的监督和维护，提高运行人员责任心，加强技术培训，保证设备安全可靠运行。

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