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為了保障反滲透系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，在反滲透運(yùn)行過程中通常需要投加數(shù)種藥劑，如還原劑、阻垢劑、酸、堿、非氧化性殺菌劑等。
還原劑主要用來還原反滲透進(jìn)水中氧化性的物質(zhì)，如常見的余氯。還原劑的非足量投加，直接反饋在ORP值及余氯值的偏高，如氧化性物質(zhì)無法被完全還原，往往會(huì)導(dǎo)致氧化性物質(zhì)泄漏而進(jìn)入反滲透膜元件內(nèi)部，會(huì)對(duì)膜元件造成不可逆的氧化降解，使得膜元件和裝置脫鹽性能的下降。
為了控制反滲透進(jìn)水的余氯，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員往往會(huì)過量投加、甚至是超量投加還原劑，以保證反滲透進(jìn)水ORP值保持較低的水平。長(zhǎng)期過量或超量投加的還原劑進(jìn)入反滲透裝置后，使得整個(gè)反滲透裝置長(zhǎng)期處于厭氧環(huán)境，極易滋生厭氧菌而對(duì)反滲透裝置造成污堵。這種情況已經(jīng)變得越來越常見，下面會(huì)通過幾個(gè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用案例來說明還原劑過量投加所造成的系統(tǒng)污堵問題以及相對(duì)應(yīng)的解決方案。
案例一
某鋼鐵企業(yè)回用水站，原水為前端廠區(qū)經(jīng)過混凝沉淀等預(yù)處理之后的排放廢水，進(jìn)入回用水站系統(tǒng)后，經(jīng)過簡(jiǎn)單的砂濾、超濾裝置處理掉進(jìn)水懸浮物等后，再進(jìn)入反滲透進(jìn)行脫鹽處理。
1．回用水系統(tǒng)工藝流程：
前端廠區(qū)排放廢水→廢水調(diào)節(jié)池→（次氯酸鈉）多介質(zhì)過濾器→（酸、堿、次氯酸鈉）超濾裝置→（阻垢劑、還原劑、非氧化性殺菌劑）反滲透裝置→回用
反滲透濃水→濃鹽水調(diào)節(jié)池→生物接觸氧化池→二沉池→芬頓→濃鹽水多介質(zhì)過濾器→濃水至鋼軋區(qū)零排放中心
2．水質(zhì)特點(diǎn)
回用水站來水水質(zhì)較差且波動(dòng)較大，CODcr在10-60ppm之間（平均30ppm，最高160+ppm），總鐵在0.8-6.0ppm之間（平均2-3ppm）。
惡劣且波動(dòng)較大的進(jìn)水水質(zhì)，對(duì)回用水對(duì)系統(tǒng)造成較大的水質(zhì)沖擊，使得預(yù)處理砂濾、超濾及反滲透系統(tǒng)造成嚴(yán)重的沖擊。
3．問題分析
為保障反滲透系統(tǒng)安全運(yùn)行，多介質(zhì)過濾器前端投加了次氯酸鈉，但超濾出水余氯值并不穩(wěn)定，高時(shí)出水余氯為0.2-0.3ppm，低時(shí)則檢測(cè)為0，現(xiàn)場(chǎng)為了保證余氯值為0，以現(xiàn)場(chǎng)ORP表數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，在保證ORP數(shù)據(jù)在150mV左右的前提下，對(duì)還原劑進(jìn)行了過量的投加。
2023年10月份還原劑單日總用量約800-1200kg（35%濃度），單日總處理水量約5000-7200m3，還原劑實(shí)際投加量達(dá)到了39-84ppm。
長(zhǎng)時(shí)間高濃度還原劑投加，使得反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期處于厭氧環(huán)境，厭氧微生物滋生異?？焖伲礉B透前端保安過濾器濾芯更換非?？欤礉B透運(yùn)行參數(shù)衰減迅速。
濾芯使用時(shí)間普遍在3000-4000min左右（約50-67h），過短的濾芯使用周期給客戶帶來了巨大的耗材使用成本及人工強(qiáng)度，下圖為拆卸下來的保安濾芯。
從拆卸下來的濾芯及表面污染物能看出，污染物呈明膠狀且無明顯腥臭味，這主要為厭氧微生物污染，但由于進(jìn)水COD含量較高，厭氧微生物粘泥還粘附了大量有機(jī)物。
4．處理方案及結(jié)果
為了快速遏制厭氧微生物的滋生，及時(shí)對(duì)還原劑加藥量進(jìn)行調(diào)整，按照進(jìn)水余氯值一般小余0.3ppm水平，還原劑加藥量調(diào)整到3ppm左右。
同時(shí)對(duì)低劑量連續(xù)投加非氧化性殺菌劑的方式（5ppm）進(jìn)行調(diào)整，且高劑量沖擊性投加非氧化性殺菌劑（100-200ppm，每天1次，每次1h）。
經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)整還原劑加藥量和殺菌處理，目前濾芯使用周期能穩(wěn)定在30000min（500h）左右，且更換下來的濾芯并無此前大量的微生物粘泥，濾芯表面相對(duì)干凈（泛黃）且無異味，如下圖。
就此，通過技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問題的梳理和及時(shí)的調(diào)整，大大緩解了微生物滋生的速度，延長(zhǎng)了濾芯使用的周期，節(jié)約了系統(tǒng)運(yùn)行成本。
案例二
湖北某地方性化工企業(yè)自備電廠，原水為地表河水取水，經(jīng)過預(yù)處理水站的一體化凈水器及纖維過濾器后貯存于露天水池（如下圖），而后再進(jìn)入脫鹽水系統(tǒng)。
雖然進(jìn)水為預(yù)處理沉淀過濾后的水質(zhì)，但由于水池為敞口露天，大量的雜質(zhì)進(jìn)入水池后，導(dǎo)致水池中水質(zhì)條件極差，可以認(rèn)為前預(yù)處理做了無用功。
1．脫鹽水系統(tǒng)工藝流程：
地表水→（PAC、PAM）一體化凈水器→纖維過濾器→清水池→板式加熱器→纖維過濾器→自清洗網(wǎng)式過濾器→（酸、堿、次氯酸鈉）超濾裝置→超濾水箱→一級(jí)反滲透供水泵→（阻垢劑、還原劑、非氧化性殺菌劑）保安過濾器→反滲透高壓泵→一級(jí)反滲透裝置→ 除碳器→中間水池→中間水泵→一級(jí)混床→二級(jí)混床→除鹽水箱→外送除鹽水泵
一級(jí)反滲透濃水→一級(jí)反滲透濃水池→濃水反滲透濃水供水泵→（阻垢劑、還原劑、非氧化性殺菌劑）保安過濾器→濃水反滲透高壓泵→濃水反滲透裝置→超濾水箱
2．水質(zhì)數(shù)據(jù)
從原水水質(zhì)來看，各無機(jī)鹽離子含量并不高，在足量投加阻垢劑的情況下，結(jié)垢性傾向并不會(huì)嚴(yán)重。
3．問題分析
一級(jí)反滲透裝置自進(jìn)入春季，污堵速度非?？?。在保持產(chǎn)水流量和回收率基本不變的情況下，基本上3-5天左右，運(yùn)行壓力和一段壓差迅速升高。
遂對(duì)保安過濾器進(jìn)行拆檢，如下圖：
保安過濾器內(nèi)壁上均勻附著了一層完全透明膠狀污染物，無色無異味，從過往工程實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)判斷，為厭氧微生物滋生的可能性極大，遂對(duì)系統(tǒng)還原劑用量進(jìn)行核算。
通過核算，整個(gè)2月份進(jìn)水總量約150000m3，還原劑用量約為1900kg，實(shí)際還原劑加藥量在12.7ppm，因此基本能確定一級(jí)反滲透污染物為厭氧微生物。
同時(shí)從運(yùn)行人員了解到，運(yùn)行過程為了保證反滲透系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)加大了還原劑的投加量，以期將ORP控制在250mV以內(nèi)，這也是直接導(dǎo)致還原劑過投的原因。
遂對(duì)反滲透進(jìn)行了清洗。
4．化學(xué)清洗
（1）清洗方案：殺菌→堿洗→酸洗
（2）清洗后數(shù)據(jù)比對(duì)：
從清洗前后數(shù)據(jù)比對(duì)來看，各套反滲透在清洗完畢后，在調(diào)整到設(shè)計(jì)回收率的情況下（一級(jí)RO設(shè)計(jì)回收率75%，濃水RO設(shè)計(jì)回收率50%），運(yùn)行壓力和一段壓差均有了非常明顯的下降（運(yùn)行壓力從＞1.0MPa下降至0.8-0.9MPa，產(chǎn)水流量從80m3/h和20m3/h分別上升至接近130m3/h和50m3/h），清洗效果非常顯著。
5．調(diào)整措施
反滲透污堵的原因?yàn)殚L(zhǎng)期還原劑過投導(dǎo)致的厭氧微生物滋生及污堵，那么改善的方法就非常明確，如下：
（1）將還原劑調(diào)整到2-3ppm（超濾產(chǎn)水余氯幾乎為0），起到保證反滲透進(jìn)水安全的作用即可。
（2）對(duì)原低濃度、連續(xù)投加的非氧化性殺菌劑改為臨時(shí)性的沖擊投加，強(qiáng)化反滲透系統(tǒng)的微生物殺滅及遏制。
（3）目前暫定僅對(duì)一級(jí)反滲透運(yùn)行過程進(jìn)行沖擊投加非氧化性殺菌劑。
（4）通過一級(jí)反滲透濃水中殘余的有效非氧化性殺菌劑對(duì)濃水反滲透進(jìn)行強(qiáng)化殺菌。
6．運(yùn)行現(xiàn)狀
自3月29日，對(duì)各套反滲透進(jìn)行完整化學(xué)清洗后，目前各套反滲透運(yùn)行參數(shù)較穩(wěn)定。如下表：
總結(jié)
（1）對(duì)反滲透膜元件起到直接氧化作用的，通常是前端投加次氯酸鈉所殘余的余氯，這些余氯確實(shí)會(huì)對(duì)膜元件造成氧化降解，但是氧化還原電位ORP值偏高并不一定代表含有余氯，這可能因?yàn)樗羞€存其他影響氧化還原點(diǎn)位氧化還原電位ORP數(shù)值。應(yīng)當(dāng)以實(shí)際余氯檢測(cè)值為準(zhǔn)，來適度控制投加還原劑。
（2）及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的找準(zhǔn)還原劑過投所導(dǎo)致的厭氧微生物滋生的問題，并采取了有效的恢復(fù)和針對(duì)性的強(qiáng)化的殺菌措施，能有效的遏制微生物的爆發(fā)性生長(zhǎng)，避免微生物污堵反滲透膜元件所導(dǎo)致的性能快速衰減。
