文章来源：
《工业水处理》2024年第11期
第一作者：
周洵平
通讯作者
：
周渝智
作者单位
：
重庆化工职业学院
论文DOI：
10.19965/j.cnki.iwt.2024-0165
论文引用：
周洵平，胡婕，陈淑艳，等. 火电厂排污水处理系统RO膜污染成因分析及处理[J].工业水处理，2024，44（11）：188-193.
围绕某火电厂循环冷却系统排污水回用过程中反渗透膜污染问题展开深入探讨。
首先是对现状和问题的梳理。阐述了水资源利用的重要性、国家相关节水政策背景，以及以反渗透膜为核心的污水回用技术在工业企业中的应用现状和膜污染对系统运行的影响。该火电厂废水回用采用 “混凝沉淀 + 过滤 + 超滤 + 反渗透” 工艺，虽有良好效益，但近期出现反渗透二段电导率升高、一段进水压力增加等膜污染问题。工艺流程见图1。
图1 循环冷却系统排污水回收处理工艺流程
接着是全面深入的原因分析。从反渗透进水水质入手，包括对硬度、离子成分、COD、SiO₂、总铁等指标的分析，发现水质变化可能带来污染风险。详细对比了循环冷却系统补充地表水和城市中水时反渗透单元的运行参数，证实水源变化是故障主因。还通过膜元件标准测试、解剖、染色试验、污染物分析（灼烧失重和EDX元素分析）以及化学酸洗排水分析等手段，确定膜污染类型和污染物成分。
最后是处理措施及效果研究。针对膜污染原因，采取增加碱加药、修复硫酸加药、添加非氧化杀菌剂、离线清洗膜、增加次氯酸钠加药和调整阻垢剂等一系列措施，并对实施措施后的效果进行评估，结果显示反渗透单元恢复正常运行，各项指标改善，有效解决了膜污堵问题。
本研究针对某火电厂循环冷却排污水回用中反渗透膜污染问题取得了显著成果。
在问题分析方面，通过全面深入研究，发现城市中水作为循环冷却系统补水水源后，因水质波动大、有机物含量高，且排污水中钙镁离子、磷酸根离子和碱度偏高，导致反渗透膜出现严重污染，表现为电导率异常、进水压力变化、脱盐率下降等，影响了系统的经济和安全运行。
在解决方案上，采取了一系列创新且有效的措施。增加碱加药装置和修复硫酸加药装置，优化了进水pH，降低了结垢风险；增设非氧化杀菌剂加药装置，并在超滤进水口增加次氯酸钠加药设施，有效抑制了微生物滋生；调整阻垢剂种类和加药量，同时对反渗透膜进行离线彻底清洗。
通过这些措施，反渗透单元运行恢复正常，段间压差稳定在0.1MPa，化学清洗周期延长至 30 - 35 天，进水水质明显改善，SDI维持在2.0左右，成功解决了因无机和有机物污堵导致的故障问题，保障了污水回用系统的高效稳定运行，具有良好的经济和环保效益。
1、全面系统的故障诊断方法创新
综合运用多种先进的分析技术，对反渗透膜污染问题进行深入剖析。通过详细对比不同水源下反渗透单元运行参数，结合膜元件标准测试、解剖观察、染色试验以及对污染物的多种化学分析方法，准确判断出膜污染的复杂成因，为精准治理提供了可靠依据，这在工业废水回用处理领域的故障诊断中具有创新性。
2、多层次针对性处理措施创新
在处理措施上，针对膜污染的不同因素制定了多层次的创新方案。从进水水质调节方面，通过增加碱加药装置和修复硫酸加药装置协同控制pH，有效减少结垢风险；在微生物防治上，增加非氧化杀菌剂和在超滤进水口增加次氯酸钠加药设施，抑制细菌滋生；同时，优化阻垢剂使用和进行离线膜清洗，全方位解决膜污堵问题，提高了系统运行的稳定性和效率。
本文围绕某火电厂循环冷却系统排污水回用处理中反渗透膜污染问题展开研究，通过原因分析提出处理措施并取得良好效果，主要内容如下：
一、背景与现状
水资源对生态和经济发展至关重要，我国火力发电等行业节水潜力大，国家出台多项政策推动工业节水。工业企业中以反渗透膜为核心的污水回用技术应用广泛，但膜污染问题影响系统运行。某火电厂2×350 MW燃煤发电机组对循环冷却系统排污水回收处理，采用“混凝沉淀+过滤+超滤+反渗透”工艺，反渗透产水回用，项目投运后有良好效益，但近期系统出现运行不稳定，反渗透二段电导率升高、一段进水压力增加等膜污染问题，影响经济与安全运行。
二、原因分析
反渗透进水水质分析：进水总硬度高，Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄²⁻含量高，易产生无机结垢物；COD和溶解性SiO₂浓度高，存在有机污染和硅垢可能；总铁浓度超设计要求，有膜元件铁污染隐患，问题可能因循环水系统水源由地表水换为城市中水引起。
循环冷却系统水源的变化：对比循环冷却系统补充水源为地表水和城市中水时反渗透单元运行参数，发现补充水源换为城市中水后，进水电导率升高，反渗透一段进水压力快速上升、产水量降低、脱盐率下降，证实水源变化是膜系统故障主因。
膜元件标准测试：对反渗透装置二段两根膜元件进行标准测试，结果显示两根二段膜元件脱盐率相比新膜元件均明显下降，表明膜存在污染。
反渗透膜元件解剖：解剖后端膜元件，膜片面上污染物表观不明显，洗脱液呈灰色浆状物，结合称重及无机盐污染分布特征，初步推断污堵主要由无机盐污染引起。
反渗透膜片染色试验：染色后膜片正面无划痕，背面无染料颜色，排除膜片被氧化或受物理损伤情况。
污染物分析：灼烧失重分析表明污染物中无机物占比57.14%，有机物占42.86%；EDX元素分析显示污染物主要元素，推断以无机物为主，主要是磷酸盐类污垢，还有硅垢、金属氧化物等，同时存在有机物，二者共同导致膜污染；化学酸洗排水分析显示酸性清洗液中有高浓度钙及少量其他离子，进一步证明膜污染物成分。
三、处理措施及效果
处理措施：增加碱加药装置控制pH，降低磷酸根离子浓度和暂时硬度；修复硫酸加药装置调节 pH 防止无机盐垢形成；增加非氧化杀菌剂加药装置抑制细菌滋生；对反渗透膜离线彻底清洗；在超滤进水口增加次氯酸钠加药设施；调整阻垢剂种类和加药量。
处理效果：采取措施后，反渗透单元恢复正常运行，段间压差维持在0.1 MPa，平均化学清洗周期达30~35 d，进水水质改善，SDI约2.0，解决了因无机及有机物污堵导致的频繁故障问题。
四、结论
研究表明，反渗透膜表面无机物结垢（主要是磷酸盐污垢）是污堵主因，也有有机物污染。城市中水作补水水源导致水质波动和有机物含量偏高，以及循环冷却排污水中钙镁离子、磷酸根离子和碱度偏高是造成膜污堵的主要原因。通过一系列针对性措施，反渗透单元运行恢复正常。
第一作者
：
周洵平，硕士研究生，正高级工程师，研究方向为水污染控制技术。E-mail：[email protected]。
通讯作者
：
周渝智，本科，助理工程师。E-mail：[email protected]。
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来源
：《工业水处理
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2024年第11期
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