反渗透膜处理系统防氧化与污堵技术研究与应用

☆项目详细内容

近年来国内多个电厂的反渗透膜处理项目在运行中出现了膜氧化和污堵等严重问题。大唐王滩电厂海水淡化系统运行三年多来，海水反渗透膜、超滤膜发生了严重的氧化和污堵，膜的使用寿命缩短，频繁更换膜组件加重了电厂的经济负担。大唐高井电厂使用循环水排污水作为膜处理系统水源，运行几年后超滤和反渗透膜发生了严重污堵，化学清洗周期极短，并且有时在化学清洗后无法恢复反渗透膜的工作能力，对反渗透膜进行检查后发现，反渗透膜表面有大量黑色及黄色粘稠物质，经灼烧后减重达到75%。为保证发电厂安全、稳定、经济运行，对电厂反渗透水处理系统产生的膜氧化和污堵等问题开展研究已迫在眉睫。

开展电厂反渗透膜处理系统防氧化与污堵研究及应用技术的研究，有着非常重要的现实意义。通过本项目的研究将探寻反渗透膜处理系统的氧化污堵方式、机理及原因，分析主要的氧化污堵物质及其特性，通过有效的运行工艺流程的优化调整，完善反渗透膜处理系统的预处理工艺，提出并实施延长反渗透膜寿命、提高脱盐率的系统运行优化方案。本研究项目的实施还具有很好的环境效益、社会效益和经济效益，可为今后同类型电厂循环水排污水回用和海水淡化反渗透膜处理系统安全稳定运行提供有力的技术保障。

☆主要技术创新

（一）明确了芳香聚酰胺膜的氯化降解机理，探寻了铁离子的催化氧化机理，及海水中溴离子转化成溴酸盐并使反渗透膜氧化的作用机理。

（二）建立了反渗透膜氧化判定方法，通过对微观结构观测法、染料试验法、接触角试验法、ATR-FTIR 等方法进行筛选试验，最终确定了染料B 试验配合ATR-FTIR 红外光谱分析及X 射线光电子能谱分析的方法能有效的对反渗透膜氧化进行判定。

（三）首次发现了海水和淡水余氯测试值之间的差异，并初步找到了由于溴离子的存在造成海水余氯测试值偏低的原因。对现有余氯测试方法提出了质疑，指出了针对海水及溴离子对DPD 分光光度法有较大影响而无法有效测出余氯含量的问题。

（四）首次对海水中溴化钠与次氯酸发生反应进行了验证，并通过红外光谱分析，证明了反应后起主要杀菌作用的为次溴酸，其对膜的破坏性要强于次氯酸。

（五）发现了现有海水淡化反渗透处理工艺存在的安全隐患，目前反渗透系统进水处主要通过安装在线余氯表和ORP 表对进水余氯进行监测，通过试验发现，针对特定的海水水质，在线余氯表不能测试游离溴。

（六）首次成功地完成了停机保护措施的现场实施，确定了停机保护的杀菌剂（异噻唑啉酮）及其加药剂量(20mg/L)。

（七）提出了氧化性杀菌剂加药点的优化措施，从源头上有效遏制了细菌微生物的繁殖。

（八）针对复杂水质条件，制定出新的化学清洗条件及由NaOH、STPP、HCl 和Na-DSS组成的清洗配方。

☆项目应用情况

该项研究成果已在河北大唐国际王滩发电有限责任公司、大唐国际发电股份有限公司北京高井热电厂进行了应用，解决了长期困扰的膜氧化污堵难题，延长了膜寿命及制水周期，提高了系统运行的可靠性。本研究项目的实施可为今后同类型电厂反渗透膜处理系统安全稳定运行提供有力的技术保障，还具有很好的环境效益和社会效益。

☆企业效益情况

本项目针对大唐王滩电厂海水淡化系统的超滤、海水反渗透膜氧化污堵严重的现象进行了一系列的试验研究，并提出了相应的改进建议和措施，实施后可以有效解决海水反渗透膜系统的氧化污堵问题，延长膜元件的使用寿命，使用寿命由现在的2～3 年延长至5年，一年可节约100 万元费用，这不仅保证了电厂的安全、稳定运行，同时还产生了极大的经济效益。

本项目针对北京大唐国际高井热电厂水源的改变，产生了的大量复杂的污染物、有机物及微生物，造成了反渗透膜的严重污堵采取了一系列的措施，有效了解决了反渗透膜系统的污堵问题，带来了可观的经济效益，将为高井电厂每年直接节省140—180 万元的运行成本，同时带来了可观的间接经济效益和环境效益。