2015年 第10期 化学工程与装备
2015年10月 Chemical Engineering & Equipment 71
反渗透膜的化学清洗
管道胜
（华能滇东发电厂，云南 曲靖 655508）
摘 要：对华能云南滇东能源有限责任公司滇东电厂反渗透系统及反渗透膜的清洗工艺做了简单介绍。
根
据反渗透膜在运行生产中情况，找出膜元件污染的主要原因，因地制宜地选择适宜的清洗方式，并且控制
好清洗过程中的各项影响因素，最大程度地恢复反渗透膜的透水性能，并通过生产研究对反渗透化学清洗
做了详细分析,通过对我厂反渗透的多次清洗，最终确认清洗方案。
关键词：反渗透膜；膜污染；化学清洗
目前，反渗透膜法水处理工艺被公认为是最有效的脱盐技术之一。
反渗透装置在火力发电厂水处理中，以其设备操作简单、可靠性强、不产生二次污染等特点在原水净水脱盐中得到了广泛的应用。
然而在运行中，反渗透膜不可避免的受到一些微量的无机污垢、胶体、微生物、金属氧化物等的污染或阻塞。
这些物质沉积在膜表面上，将会越积越多，从而引起反渗透膜透过量下降和脱盐率降低。
对反渗透膜进行及时的化学清洗可有效的恢复膜的性能，延长其使用寿命。
华能滇东电厂建设安装有4台600 MW燃煤发电亚临界机组,四台机组于2007年全部投产。
为了满足锅炉水质要求，锅炉补给水处理系统采用盘片过滤器、超滤装置、反渗透装置和阴阳离子交换混床的处理工艺。
反渗透装置有两套，单套装置的设计出力为150t/h，系统回收率为75%，脱盐率为98%（一年内），总脱盐率3年内保证≥97%。
1 反渗透系统介绍
1.1 水质介绍
华能滇东电厂的用水取自于小黄泥河，是云南含沙量最多的河流之一，常年平均含沙量在5kg/m3以上，最大特点是水的浊度大、含沙量高、水质随丰、平、枯水期有所不同，雨季水质较差。
原水经过各级预处理后，使反渗透的进水水质到达以下要求：
余氯 ＜0.10 mg/L
SDI ＜3.0
进水浊度 ＜0.1NTU
Fe3＋＜0.3 mg/L
氧化还原电位 ≤400 mV 1.2 工艺流程为：
厂外净水站来水→山顶水池→重力式无阀滤池→化学水池→化学水泵→生水加热器（板式换热器）→盘式过滤器
→超滤装置→超滤水池→超滤水泵
加阻垢剂
－――→
加还原剂
―――→保安过滤器→反渗透高压给水泵→反渗透组件→淡水箱→淡水泵→一级离子交换混床→二级离子交换混床→除盐水箱 1.3 反渗透系统膜元件
该系统膜元件为日本 TORAY全套高性能卷式复合反渗透膜，这种膜元件具有水通量大、脱盐率高、使用寿命长等特点。
反渗透装置采用并列布置，每套反渗透装置包括保安过滤器、高压泵和反渗透膜组件；采用一级两段布置，一段有17列膜组件，二段有9列膜组件；每列膜组件内装有6跟长40英寸，直径8英寸的膜元件；整体布局形式为1×2+6×4，共7层。
1.4 反渗透运行情况
自投产以来，反渗透系统基本符合设计要求，出水水质良好。
但反渗透经过长期运行，在膜的浓水侧会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机物和水垢等物质，造成膜污染，引起系统脱盐率下降，出水量降低，压差增大等问题。
当反渗透性能下降到一定程度时,就要进行及时有效地清洗,恢复系统性能,避免造成严重膜污染而难以恢复。
2 反渗透的清洗
2.1 清洗条件
为了保证反渗透系统的正常运行，延长反渗透的使用寿命，按照反渗透的设计要求，反渗透装置在运行中，出现下列现象之一者，应尽早进行化学清洗：
（1）在正常压力下,产品水流量降至正常值的10-15%
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（2）为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的进
水压力增加了10-15%
（3）产品水质降低10-15%，盐透过率增加10-15% （4）膜的压力差（原水进水压力-浓水压力）增加10-15%
（5）长期停用前或作为日常的维护 2.2 清洗工艺及工艺流程
为保证选择最佳的清洗剂及清洗方法，清洗液前对污染物判断是十分重要。
根据对膜组件的拆开检查，发现一段首
支入水端有一些金属腐蚀产物以及少量沙石碎片，反渗透膜整体有些发黑，手摸膜表面有较多粘泥，说明膜被附着了较多的有机物和微生物。
而二段末支膜元件拆开检查发现其表面主要为碳酸钙镁垢类污染物。
因此采用碱洗-酸洗-杀菌处理相结合的反渗透化学清洗工艺。
本厂反渗透装置设计有一套清洗系统，包括清洗水箱、清洗水泵、反渗透清洗保安过滤器、蒸汽加热设施、管路系统和各种检测仪表等组成，其清洗工艺流程见图1：
图1 反渗透清洗系统图
2.3 清洗药剂及清洗液
根据典型清洗工艺要求和本厂的实际情况，选择了清洗药剂，其成分和配方见表1，高清洗温度可以提高清洗效果，但不能超过40℃，否则会加速膜的损坏。
表1 清洗药剂的配制
项目 药剂
条件
碱洗 12.5kg 十二烷基苯磺酸钠+50kg 多聚磷酸钠+氢氧化钠
PH 11.0-12.0温度35℃ 酸洗 分析纯盐酸
PH 2.0-3.0 温度35℃
2.4 清洗步骤：
（1）保安过滤器检查。
保安过滤器可以防止因清洗药剂不纯或在配药过程中带人大颗粒固体杂质，造成膜筒堵塞或损伤。
反渗透清洗的周期一般比较长，因此清洗系统中保安过滤器的状况很容易被忽略。
但问题在于，滤芯是纤维绕制的，清洗过程中的酸性、碱性、氧化性试剂都会对其分子结构造成损伤，清洗下来的大量污物也会在滤芯上沉积，并且保安过滤器在停用期间滤芯会因为潮湿而发霉。
上述原因都会导致滤芯失效，起不到过滤截污作用，因此在清洗前打
开保安过滤器检查一下滤芯还是很有必要的。
（2）清洗前的冲洗。
用反渗透产品水冲洗反渗透系统，打开冲洗进水阀、浓水排放阀及产水排放阀，流量根据清洗泵而定，但不要超过100m 3
/h，直至浓水排放口电导低于2倍进水电导值。
（3）确认阀门状态。
根据操作规程正确开、关清洗系统相关阀门。
（4）配制清洗液。
向清洗溶液箱内注入5立方左右的除盐水，蒸汽加热至30-35℃后，按照表1要求配制清洗液。
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打开清洗泵，进行内循环约10-15分钟，以保证药品完全溶解，取样测试pH值，同时观察溶液是否清澈透明，否则延长循环时间直至药品完全溶解。
当药品完全溶解及pH符合要求时可准备将溶液注入膜组件进行循环；
（5）向系统注入清洗液。
缓缓打开清洗保安过滤器前、后手动门，使清洗溶液注入反渗透，控制进清洗液压力小于0.25MPa，当反渗透不合格产水排放门排出清洗液后，关闭此门使清洗液回至清洗箱。
（6）反复循环清洗。
循环清洗全过程都必须保持清洗溶液的pH值，当pH上升或下降时（变化超过0.3-0.5），必须向清洗溶液中补充适量的盐酸或氢氧化钠，酸洗控制PH=2-3，碱洗控制PH=11-12。
（7）浸泡。
停泵关闭进出、水阀门，浸泡6-12小时后继续循环清洗。
（8）冲洗。
当清洗溶液的pH值不变化或变化量小，排放清洗液，用除盐水冲洗系统，直至排水pH恢复至中性。
而后用反渗透产水冲洗系统3次左右，以排出进水侧的残余物。
2.5 清洗数据分析
对比表2反渗透清洗前后的运行数据，可以看出l#反渗透在相同温度和相同高压泵运行频率情况下：进水压力下降了0.07MPa，一段压差降低了0.12MPa，二段压差降低0.07MPa，进水流量和产水流量增加，产水电导由
20.81us/cm下降到了7.85us/cm，产水电导下降较明显，产水水质有较大提高，脱盐率上升，总体效果比较显著。
#2反渗透一、二段压差也有明显的降低，产水流量增加，产水电导下降，产水水质有较大提高，到达了清洗目的。
表2 反渗透清洗前后数据
反渗透清洗 #1清洗前 #1清洗后 #2清洗前 #2清洗后 进水温度℃ 19 19 19 19 高压泵运行频率Hz 35 35 35 40 一段进水压力MPa 1.1 1.03 1.12 1.26 二段进水压力MPa 0.8 0.85 0.84 1.11 浓水压力MPa 0.63 0.75 0.7 1.02 进水流量T/h 145 170 151 191 产水流量T/h 112 126 115 144 浓排T/h 37 35 41 49 产水电导us/cm 20.81 7.85 16.03 8.56
3 结束语
反渗透膜的化学清洗是反渗透运行维护中的一个重要环节，它直接影响着反渗透膜的使用性能和使用寿命，能够使离子交换树脂的负荷减轻90%以上，树脂的再生剂用量也可以减少90%以上。
因此，不仅节约费用，而且有利于环境保护。
华能滇东电厂采用碱洗-酸洗的复合清洗技术，并配合反渗透杀菌剂浸泡处理，清洗过程中采用静态浸泡和动态循环的分段清洗技术，收到了很好的清洗效果，保证了反渗透系统的安全、稳定运行。
参考文献
[1] 马祝平. 华能滇东电厂化学运行规程. 2010.
[2] 沈琳琳. 反渗透膜的化学清洗[J]. 河北电力技术,
2010, 29(2): 34-36.
[3] 巩耀武, 管丙军. 火力发电厂化学水处理实用技术
(2014版)[M]. 中国电力出版社.。