CN105753105A - 一种电厂循环水排污水回用过程中反渗透系统污堵的原因分析确定方法及其化学清洗方法 - Google Patents

一种电厂循环水排污水回用过程中反渗透系统污堵的原因分析确定方法及其化学清洗方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电厂循环水排污水回用过程中反渗透系统污堵的原因分析确定方法及其化学清洗方，本发明通过试验来确定对污堵物，并根据污堵物来分析确定清洗方法，分析表明污堵物的主要成分是硫酸钙垢，这决定了化学清洗的难易程度，在实际运行中硫酸钙垢的污堵是反渗透设备较为难以去除的。因此本发明采用反渗透化学清洗方法，其步骤为：反渗透系统冲洗，盐酸酸洗，碳酸钠+EDTA清洗，盐酸清洗。本发明能够利用反渗透现有的在线清洗系统实现反渗透硫酸钙垢在线清洗，且操作简单，耗时时间短，对电厂供水影响较小，同时清洗药品简单易得，清洗成本低。

Description

一种电厂循环水排污水回用过程中反渗透系统污堵的原因分析确定方法及其化学清洗方法
技术领域
本发明涉及一种反渗透系统污堵原因的分析及清洗方法。
背景技术
循环水的排污水回用是解决电厂水资源短缺、实现污水减排及污水资源化的有效途径。循环水及排污水水质成分复杂，水中的含盐量、SO4 2-、Ca2+，碱度等各项指标均比自然水体有成倍的增加，将其回用于反渗透处理时，极易造成反渗透结垢，导致反渗透出力下降，运行周期缩短，频繁化学清洗，电厂供水不足，严重时会使反渗透膜元件寿命缩短，极大的影响了电厂反渗透运行的稳定。
目前，采用循环水排污水回用的电厂运行中往往出现反渗透二段结硫酸钙垢的情况，反渗透出现产水量下降，压差上升，脱盐率下降等情况，运行稳定性受到影响。目前反渗透结硫酸钙垢后大都只能将反渗透膜元件取出，进行长时间的离线清洗，这不仅影响反渗透正常运行，影响到机组的正常供水，且清洗成本较高，影响电厂的经济效益，降低了电厂回用循环水排污水的积极性。
反渗透投产后，反渗透脱盐率达98％，优于设计标准(97％)。超滤出水SDI<2(设计标准SDI<4)。设备额定工况运行各系统正常，符合设计要求。运行一年后，反渗透和保安过滤器出现严重污堵现象，污堵物为乳白色，粘稠疏松状，保安过滤器滤芯污堵物厚度约3-4mm。因此，找到其产生污堵的原因并快速解决是非常重要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于分析确定电厂循环水排污水回用过程中反渗透系统污堵原因的方法以及据此所采用的反渗透化学清洗方法，该方法采用反渗透膜硫酸盐垢清洗方法，其能够利用反渗透现有的在线清洗系统实现反渗透硫酸钙垢在线清洗，且操作简单，耗时时间短，对电厂供水影响较小，同时清洗药品简单易得，清洗成本低。
为解决上述技术问题，本发明确定反渗透系统污堵原因所采取的技术方案是：一种电厂循环水排污水回用过程中反渗透系统污堵的原因分析确定方法，其特征在于：步骤如下：
第一步1)变换工况运行试验，确定污堵产生的原因
A工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+PH＝7.5，保安过滤器及反渗透压差稳定不增长，排除高效阻垢剂的影响；
B工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+Cl+PH＝7.0，20天时间，保安过滤器压差无明显变化，排除ph的影响；
C工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+循环水用阻垢剂+PH＝7.5，6小时内，保安过滤器压差有增长趋势，确立循环水阻垢剂影响；
D工况：地下水+循环水阻垢剂5mg/L+Cl+PH＝7.0，保安过滤器和反渗透压差增长很快，个别膜段压差超过规定值，严重时设备运行3天保安过滤器滤芯几乎堵死，确定了ph对循环水的影响；
第二步对污堵物、单体、阻垢剂试验确定污染物具体理化特性。
A对污堵物分析研究
对于污堵物，分别用盐酸溶液、氢氧化钠溶液和二氯异氰尿酸钠溶液进行浸泡、灼烧试验，现象如下：
1)污堵物+盐酸溶液，没有变化；
2)污堵物+氢氧化钠溶液，污堵物变松散，部分溶解；
3)污堵物+二氯异氰尿酸钠，污堵物有气泡产生，并从底部慢慢浮起到液面，气泡消失后，剩余污堵物呈白色透明带状仍漂浮在液面上，经数日悬浮在溶液中；
4)对污堵物进行灼烧试验，发出毛发烧焦味道，几乎可以烧尽；
5)对析出物含铁测定，不存在铁胶体
所述污堵物试验证明，污堵物至少有两种物质组成，均为有机物质，其中一部分容易被氧化反应掉；另一部分抗氧化能力比较强，部分污堵物遇碱溶解；
B阻垢剂及单体氧化稳定性试验，针对电厂实际用过的不同厂家的阻垢剂进行对比，可以找到是哪个厂家的药品处理问题。
a.甲某厂阻垢剂+二氯异氰尿酸钠；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
b.乙某厂阻垢剂+二氯异氰尿酸钠；现象：10小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
c.RO专用阻垢剂+二氯异氰尿酸钠；现象：72小时后有白色晶体沉淀产生；
d.ATMP单体+二氯异氰尿酸钠；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
e.PBTC单体+二氯异氰尿酸钠；现象：10小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
f.HPMA单体+二氯异氰尿酸钠；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
g.PAA+二氯异氰尿酸钠；现象：无反应；
h.BAT+二氯异氰尿酸钠；现象：无反应；
i.MBT+二氯异氰尿酸钠；现象：无反应；
上述稳定性试验说明：1)通过a、b、c步骤说明复合型阻垢剂氧化稳定性：RO专用阻垢剂>乙某厂阻垢剂>甲某厂阻垢剂，但都发生氧化还原反应；
2)通过d、e、f、g、h、i步骤说明单体氧化稳定性：凡有机磷系单体均发生氧化还原反应，其中具有有机磷和羧酸性质的PBTC单体比ATMP、HPMA稳定，它们与阻垢剂、污堵在保安过滤器滤芯上沉积物部分成分反应相同，均有气泡产生，证明沉积污堵物包含有机磷单体，而PAA、BAT、MBT稳定性很好；
C酸碱度对阻垢剂及单体影响试验
根据循环水反渗透处理过程，循环水经863过滤器、超滤进入保安过滤器、反渗透系统，为了防止反渗透膜结垢，在超滤出水加入了RO专用阻垢剂和盐酸，循环水PH由8.6左右降低到7.0左右，污堵物恰恰出现在超滤后的保安过滤器和反渗透一段膜前端，由于反渗透进水PH的降低，循环水阻垢剂中某些物质被析出；
模拟反渗透系统入水PH的运行条件，对HPMA、PBTC、HPMA、PAA、BAT、MBT进行酸碱平衡试验，发现只有铜缓蚀剂MBT受酸碱度影响较大，即MBT在PH值10以上完全溶解，PH回调到7.3时，MBT重新析出，这种现象与污堵物部分成分遇碱溶解、遇酸析出反应相似，由此判断污堵物含有MBT物质；
根据MBT酸碱特性，MBT在呈酸性的阻垢剂中是不溶的，只有在碱性溶液中溶解，因此，添加了MBT的复配阻垢剂会用NaOH对pH进行调节，因此含钠离子一定很高，分别取等体积的ATMP+PBTC+HPMA+PAA+BTA和ATMP+PBTC+HPMA+PAA+MBT两种阻垢剂溶液稀释测钠离子，经分析加了MBT的阻垢剂比加了BTA的阻垢剂钠离子高300倍，由此推断阻垢剂中使用了MBT代替BTA已达到减少成本的情况，但是当MBT遇到酸性环境就会马上析出造成污堵；
因此影响试验说明：将加酸点提前至保安过滤器入口，使污堵物提前析出可以暂时解决污堵问题；根据以上方法可以分析出污堵物主要为硫酸钙垢，并分析了产生的原因，在实际运行中硫酸钙垢的污堵是反渗透设备较为难以去除的，因此需要通过沉淀转化的原理进行清洗。
在循环水处理中通过以上方法可以找到药剂产生的污堵，但是在实际生产中由于循环水系统加硫酸的问题，还有一种由硫酸钙产生的污堵，这种污堵更加难以清洗，以下为本发明提供的以沉淀转化原理为基础的一种针对硫酸钙垢的反渗透化学清洗方法，包括如下步骤：
第一步：反渗透系统冲洗
(1)打开反渗透低压冲洗泵、对反渗透系统进行低压冲洗；
(2)打开清洗水箱各清洗液回流阀、管道上各部位的阀门及保安过滤器排污阀门，关闭清洗水箱排水阀门；
(3)打开反渗透一段清洗液进水阀门，使系统内冲洗水回流入清洗系统，1min后关闭保安过滤器排污阀门，管道冲洗5min即可，关闭一段清洗液进水阀门，同时注意清洗水箱液位；
(4)打开反渗透二段清洗液出水阀门，关闭反渗透浓水排放阀门，使系统内冲洗水回流入清洗系统，冲洗至水箱注满水；
(5)打开反渗透浓水排放阀门，关闭二段清洗液出水阀门、保安过滤器进水阀门和反渗透自打循环阀门；
(6)启动清洗水泵，慢慢开启自打循环阀门，对水箱进行冲洗；10min后停泵，将水箱水排净；
(7)检查水箱各阀门，并将其关闭；
第二步：盐酸酸洗
(1)盐酸药液配制：向清洗水箱中注入除盐水，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入盐酸，调整清洗液pH值在2.0～2.5，清洗药液温度25℃～35℃；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述盐酸清洗药液；
(3)当浓水排放口检测到接近清洗药箱中pH值和温度时，即可对反渗透装置进行循环清洗30min～60min，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5；
(4)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在盐酸清洗药液中，浸泡1～2h；
(5)重复第二步中的步骤(3)再次对反渗透装置进行循环清洗，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5，循环清洗至pH值不再升高后，停止盐酸化学清洗；
(6)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为15℃～25℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，当连续三次测量pH值不变时，停清洗泵；
(7)打开清洗水箱排污阀，排水；
第三步：碳酸钠+EDTA清洗
(1)碳酸钠药液配制：向清洗水箱中注入除盐水，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入碳酸钠，调整清洗液碳酸钠浓度为2％-4％(wt)，清洗药液温度30℃～35℃，充分自循环30min以上；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述碳酸钠清洗药液，循环清洗30～60min，期间不断加热，维持清洗温度在30℃～35℃；
(3)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在碳酸钠清洗药液中，浸泡1～2h；
(4)重复第三步中的步骤(2)和步骤(3)2～4次，每次浸泡后测定pH值；
(5)停清洗泵，将系统倒换为自循环系统；
(6)启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入EDTA，调整清洗液EDTA浓度为2％-3％(wt)，清洗药液温度30℃～35℃，充分自循环30min以上；
(7)低流量向反渗透装置中输入上述EDTA清洗药液，循环清洗30～60min，期间不断加热，维持清洗温度在30℃～35℃，期间不断补加EDTA，维持清洗液EDTA浓度在2％(wt)以上；
(8)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在EDTA清洗药液中，浸泡1～2h；
(9)重复第三步中的步骤(2)和步骤(3)2～4次后，停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在EDTA清洗药液中，浸泡6～12h；
(10)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为15℃～25℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，当连续三次测量pH值不变时，停清洗泵；
(11)打开清洗水箱排污阀，排水；
第四步：盐酸清洗
(1)盐酸药液配制：向清洗水箱中注入除盐水，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入盐酸，调整清洗液pH值在2.0～2.5，清洗药液温度25℃～35℃；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述盐酸清洗药液；
(3)当浓水排放口检测到接近清洗药箱中pH值和温度时，即可对反渗透装置进行循环清洗30min～60min，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5；
(4)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在盐酸清洗药液中，浸泡1～2h；
(5)重复第四步中的步骤(3)再次对反渗透装置进行循环清洗，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5，循环清洗至pH值不再升高后，停止盐酸化学清洗；
(6)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为15℃～25℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，当连续三次测量pH值不变时，停清洗泵；
(7)打开清洗水箱排污阀，排水，化学清洗结束。
本发明通过系统的分析反渗透污堵可能存在的原因进行小型试验，通过对实验结论的分析，找到产生污堵的根本原因，并找到最有效的解决办法。
本发明利用沉淀转化发将难清洗的硫酸钙垢变为碳酸钙垢，然后用盐酸进行清洗，所述盐酸、碳酸钠和EDTA均为化学分析纯药品，清洗和冲洗用水均为二级除盐水或反渗透产水。
优选的，所述盐酸、碳酸钠和EDTA均为化学分析纯药品，清洗和冲洗用水均为二级除盐水或反渗透产水。
本发明采用上述技术方案取得的有益效果如下：
(1)本发明通过试验来确定对污堵物，并根据污堵物来分析确定清洗方法，试验分析表明污堵物的主要成分是硫酸钙垢，这决定了化学清洗的难易程度，在实际运行中硫酸钙垢的污堵是反渗透设备较为难以去除的，因此需要使用本发明方法通过沉淀转化的原理进行清洗。
(2)本发明方法利用反渗透现有的在线清洗系统实现反渗透膜硫酸钙垢的清洗，操作简单，耗时时间短，对反渗透系统运行及电厂供水影响较小；
(3)本发明方法所需的清洗药品均简单易得，且价格低廉，清洗成本低；
(4)本发明方法能够有效清洗去除反渗透膜所结的硫酸钙垢，降低反渗透运行压差，提高反渗透产水量，清洗效果显著；
(5)本方法适用于采用循环水排污水回用的反渗透系统，减少循环水排污量，降低地下水和地表水取用量，有效节约水资源。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行详细的说明。
反渗透系统污堵的原因分析
第一步1.变换工况运行试验
A工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+PH＝7.5(即该种工况为采用了地下水，加入了含量为5mg/L的RO专用高效阻垢剂，并调节PH为7.5，下述三种工况的意思与之类似)保安过滤器及反渗透压差稳定不增长，排除高效阻垢剂的影响；
B工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+Cl(按照循环水实际cl-含量)+PH＝7.0，20天时间，保安过滤器压差无明显变化，排除ph的影响；
C工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+循环水用阻垢剂+PH＝7.5，6小时内，保安过滤器压差有增长趋势，确立循环水阻垢剂影响；
D工况：地下水+循环水阻垢剂5mg/L+Cl(按照循环水实际cl-含量)+PH＝7.0，
保安过滤器和反渗透压差增长很快，个别膜段压差超过规定值，严重时设备运行3天保安过滤器滤芯几乎堵死，确定了ph对循环水的影响；确定了ph对循环水的影响，与设备运行工况近似。
实验结论：
A工况，当RO进水为地下水PH7.5时，RO专用高效阻垢剂没有污堵物产生；
B工况，当RO进水为地下水并PH用盐酸调到7.0，RO专用高效阻垢剂无污堵物产生。
C工况，当RO进水为地下水+循环水用阻垢剂，进水PH7.5时，有微量沉淀产生。
D工况，当RO进水地下水+循环水用阻垢剂，再用盐酸调到7.0，污堵物产生量最大。
结论：循环水阻垢剂在低ph条件下，有污堵物生成。
第二步污堵物、单体、阻垢剂试验研究
我们透过污堵形成现象，重点对污堵物组分、循环水阻垢剂配方及循环水杀菌、设备运行情况进行了分析。
2.1对污堵物分析研究
对于污堵物，分别用盐酸溶液、氢氧化钠溶液和二氯异氰尿酸钠(氧化性)溶液进行浸泡、灼烧试验，现象如下：
1)污堵物+盐酸溶液，没有变化；
2)污堵物+氢氧化钠溶液，污堵物变松散，部分溶解；
3)污堵物+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)，污堵物有气泡产生，并从底部慢慢浮起到液面，气泡消失后，剩余污堵物呈白色透明带状仍漂浮在液面上，经数日悬浮在溶液中；
4)对污堵物进行灼烧试验，发出毛发烧焦味道，几乎可以烧尽；
5)对析出物含铁测定，目的是看是否存在铁的胶体物；结果显示不存在铁胶体。
此试验证明，污堵物至少有两种物质组成，均为有机物质，其中一部分容易被氧化反应掉；另一部分抗氧化能力比较强，部分污堵物遇碱溶解。
2.2阻垢剂及单体氧化稳定性试验
a.甲某厂阻垢剂药品(现场使用)+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生。
b.乙某厂阻垢剂药品+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：10小时有白色晶体沉淀和气泡产生。
c.RO专用阻垢剂+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：72小时后有白色晶体沉淀产生。
D.ATMP单体+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生。
e.PBTC单体(膦羧酸)+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：10小时有白色晶体沉淀和气泡产生。
f.HPMA单体(水解马来酸干)+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生。
g.PAA(聚丙烯酸)+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：无反应。
h.BAT(铜缓蚀剂)+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：无反应。
i.MBT(铜缓蚀剂)+二氯异氰尿酸钠(强氧化剂)；现象：无反应。
上述稳定性试验说明：1)通过a、b、c步骤说明复合型阻垢剂氧化稳定性：RO专用阻垢剂>乙某厂阻垢剂>甲某厂阻垢剂，但都发生氧化还原反应；
2)通过d、e、f、g、h、i步骤说明单体氧化稳定性：凡有机磷系单体均发生氧化还原反应，其中具有有机磷和羧酸性质的PBTC单体比
ATMP、HPMA(有机磷类)稳定，它们与阻垢剂、污堵在保安过滤器滤芯上沉积物部分成分反应相同，均有气泡产生，证明沉积污堵物包含有机磷单体，而PAA、BAT、MBT稳定性很好；
2.3酸碱度对阻垢剂及单体影响试验
根据循环水反渗透处理过程，循环水经863过滤器、超滤进入保安过滤器、反渗透系统。为了防止反渗透膜结垢(反渗透浓水侧比地下水浓缩了12倍)，在超滤出水加入了RO专用阻垢剂和盐酸，循环水PH由8.6左右降低到7.0左右，污堵物恰恰出现在超滤后的保安过滤器和反渗透一段膜前端。从上述现象不难看出，由于反渗透进水PH的降低，循环水阻垢剂中某些物质被析出。
模拟反渗透系统入水PH的运行条件，对HPMA、PBTC、HPMA、PAA、BAT、MBT进行酸碱平衡试验，发现只有铜缓蚀剂MBT受酸碱度影响较大，即MBT在PH值10以上完全溶解，PH回调到7.3时，MBT重新析出(其它单体包括BAT在除盐水极其易溶)，这种现象与污堵物部分成分遇碱溶解、遇酸析出反应相似，由此判断污堵物含有MBT物质。循环水复配阻垢剂原本没有MBT铜缓蚀剂，配方规定必须使用BAT铜缓蚀剂，由于二者存在价格上的差异，供货商擅自使用了价格便宜的MBT铜缓蚀剂，这一点通过下面试验得到验证。
根据MBT酸碱特性，MBT在呈酸性的阻垢剂中是不溶的，只有在碱性溶液中溶解，因此，添加了MBT的复配阻垢剂含钠离子一定很高。于是，我们分别取了等体积的ATMP(30％(v/v))+PBTC(30％(v/v))+HPMA(20％(v/v))+PAA(10％(v/v))+BTA(1.5％(v/v))和ATMP(30％(v/v))+PBTC(30％(v/v))+HPMA(20％(v/v))+PAA(10％(v/v))+MBT(1.5％(v/v))两种阻垢剂溶液稀释测钠离子，发现加了MBT的阻垢剂比加了BTA的阻垢剂钠离子高300倍。
因此影响试验说明：将加酸点提前至保安过滤器入口，使污堵物提前析出可以暂时解决污堵问题；根据以上方法可以分析出污堵物产生的原因，只要找到污堵物产生的原因，在实际生产中我们就可以很好地解决反渗透污堵的问题。
在循环水处理中通过以上方法可以找到药剂产生的污堵，污堵物的主要成分决定了化学清洗的难易程度，在实际运行中硫酸钙垢的污堵是反渗透设备较为难以去除的，因此需要使用以下方法通过沉淀转化的原理进行清洗。
实施例
河北某电厂采用反渗透处理循环水排污水，反渗透运行回收率为75％，运行一段时间后发现二段压差升高，产水量下降，经试验分析发现，二段有明细污堵，污堵物的主要成分为硫酸钙垢，占垢总质量的64.03％，污堵物中微生物垢和结晶水占20.25％(质量)，污堵物中碳酸盐垢占总质量的9.25％，因此采用本方法对反渗透进行了在线化学清洗，清洗步骤如下：
第一步：反渗透清洗水箱及管道冲洗
(1)打开反渗透低压冲洗泵、对反渗透系统进行低压冲洗；
(2)打开清洗水箱各清洗液回流阀、管道上各部位的阀门及保安过滤器排污阀门，关闭清洗水箱排水阀门；
(3)打开反渗透一段清洗液进水阀门，使系统内冲洗水回流入清洗系统，1min后关闭保安过滤器排污阀门，管道冲洗5min即可，关闭一段清洗液进水阀门，同时注意清洗水箱液位；
(4)打开反渗透二段清洗液出水阀门，关闭反渗透浓水排放阀门，使系统内冲洗水回流入清洗系统，冲洗至水箱注满水；
(5)打开反渗透浓水排放阀门，关闭二段清洗液出水阀门、保安过滤器进水阀门、反渗透自打循环阀门；
(6)启动清洗水泵，慢慢开启自打循环阀门，对水箱进行冲洗。10min后停泵，将水箱水排净；
(7)检查水箱各阀门，并将其关闭；
第二步：盐酸酸洗
(1)盐酸药液配制：向清洗水箱中注入6.8m3除盐水(即液位为1.7m处)，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入盐酸，调整清洗液pH值为2.0，清洗药液温度35℃，6.8m3除盐水中加入25kg分析纯盐酸；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述盐酸清洗药液；
(3)当浓水排放口检测到pH值为2.0，水温为33℃时，对反渗透装置进行循环清洗45min，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0；
(4)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在盐酸清洗药液中，浸泡1h；
(5)重复步骤(3)再次对反渗透装置进行循环清洗，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0，循环清洗至pH值不再升高后，停止盐酸化学清洗；
(6)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为20℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，当连续三次测量pH值为6.7时，停清洗泵；
(7)打开清洗水箱排污阀，排水；
第三步：碳酸钠+EDTA清洗
(1)碳酸钠药液配制：向清洗水箱中注入6.8m3除盐水(即液位为1.7m处)，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入碳酸钠，调整清洗液碳酸钠浓度为2.4％(质量分数)，清洗药液温度35℃，充分自循环30min以上，6.8m3除盐水中加入160kg分析纯碳酸钠固体；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述碳酸钠清洗药液，循环清洗60min，期间不断加热，维持清洗温度在35℃；
(3)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在碳酸钠清洗药液中，浸泡1h；
(4)重复上述步骤(2)和步骤(3)3次；
(5)停清洗泵，将系统倒换为自循环系统。
(6)启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入EDTA(乙二胺四乙酸)，调整清洗液EDTA浓度为2％(质量分数)，共计加入150kgEDTA，清洗药液温度35℃，充分自循环30min以上。
(7)低流量向反渗透装置中输入上述EDTA清洗药液，循环清洗60min，期间不断加热，维持清洗温度在35℃，期间不断补加EDTA，维持清洗液EDTA浓度在2％(质量分数)以上；
(8)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在EDTA清洗药液中，浸泡1h；
(9)重复步骤(2)和步骤(3)2次后，停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在EDTA清洗药液中，浸泡8h；
(10)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为25℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，当连续三次测量pH值为7.2时，停清洗泵；
(11)打开清洗水箱排污阀，排水；
第四步：盐酸清洗
(1)盐酸药液配制：向清洗水箱中注入6.8m3除盐水(即液位为1.7m处)，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入盐酸，调整清洗液pH值在2.0，清洗药液温度35℃，6.8m3除盐水中加入25kg分析纯盐酸；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述盐酸清洗药液；
(3)当浓水排放口检测到pH值为2.0，水温为35℃时，对反渗透装置进行循环清洗60min，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0；
(4)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在盐酸清洗药液中，浸泡1h；
(5)重复上述第四步中的步骤(3)再次对反渗透装置进行循环清洗，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5，循环清洗60min，pH值不再升高，停止盐酸化学清洗，；
(6)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为25℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，连续三次测量pH值为6.8，停清洗泵；
(7)打开清洗水箱排污阀，排水，化学清洗结束。
采用本发明清洗后发现反渗透二段压差由0.22MPa降至0.12MPa，产水量由65t/h提升至82t/h，脱盐率没有变化，清洗效果明显，提高了反渗透产水量。并且整个过程操作简单，耗时时间短。

Claims (3)

1.一种电厂循环水排污水回用过程中反渗透系统污堵的原因分析确定方法，其特征在于：步骤如下：
第一步1)变换工况运行试验，确定污堵产生的原因
A工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+PH＝7.5，保安过滤器及反渗透压差稳定不增长，排除高效阻垢剂的影响；
B工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+Cl+PH＝7.0，20天时间，保安过滤器压差无明显变化，排除ph的影响；
C工况：地下水+RO专用高效阻垢剂5mg/L+循环水用阻垢剂+PH＝7.5，6小时内，保安过滤器压差有增长趋势，确立循环水阻垢剂影响；
D工况：地下水+循环水阻垢剂5mg/L+Cl+PH＝7.0，保安过滤器和反渗透压差增长很快，个别膜段压差超过规定值，严重时设备运行3天保安过滤器滤芯几乎堵死，确定了ph对循环水的影响；
第二步对污堵物、单体、阻垢剂试验
A对污堵物分析研究
对于污堵物，分别用盐酸溶液、氢氧化钠溶液和二氯异氰尿酸钠溶液进行浸泡、灼烧试验，现象如下：
1)污堵物+盐酸溶液，没有变化；
2)污堵物+氢氧化钠溶液，污堵物变松散，部分溶解；
3)污堵物+二氯异氰尿酸钠，污堵物有气泡产生，并从底部慢慢浮起到液面，气泡消失后，剩余污堵物呈白色透明带状仍漂浮在液面上，经数日悬浮在溶液中；
4)对污堵物进行灼烧试验，发出毛发烧焦味道，几乎可以烧尽；
5)对析出物含铁测定，不存在铁胶体
所述污堵物试验证明，污堵物至少有两种物质组成，均为有机物质，其中一部分容易被氧化反应掉；另一部分抗氧化能力比较强，部分污堵物遇碱溶解；
B阻垢剂及单体氧化稳定性试验，针对电厂实际用过的不同厂家的阻垢剂进行对比，可以找到是哪个厂家的药品处理问题。
a.甲某厂阻垢剂+二氯异氰尿酸钠；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
b.乙某厂阻垢剂+二氯异氰尿酸钠；现象：10小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
c.RO专用阻垢剂+二氯异氰尿酸钠；现象：72小时后有白色晶体沉淀产生；
d.ATMP单体+二氯异氰尿酸钠；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
e.PBTC单体+二氯异氰尿酸钠；现象：10小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
f.HPMA单体+二氯异氰尿酸钠；现象：2小时有白色晶体沉淀和气泡产生；
g.PAA+二氯异氰尿酸钠；现象：无反应；
h.BAT+二氯异氰尿酸钠；现象：无反应；
i.MBT+二氯异氰尿酸钠；现象：无反应；
上述稳定性试验说明：1)通过a、b、c步骤说明复合型阻垢剂氧化稳定性：RO专用阻垢剂>乙某厂阻垢剂>甲某厂阻垢剂，但都发生氧化还原反应；
2)通过d、e、f、g、h、i步骤说明单体氧化稳定性：凡有机磷系单体均发生氧化还原反应，其中具有有机磷和羧酸性质的PBTC单体比ATMP、HPMA稳定，它们与阻垢剂、污堵在保安过滤器滤芯上沉积物部分成分反应相同，均有气泡产生，证明沉积污堵物包含有机磷单体，而PAA、BAT、MBT稳定性很好；
C酸碱度对阻垢剂及单体影响试验
根据循环水反渗透处理过程，循环水经863过滤器、超滤进入保安过滤器、反渗透系统，为了防止反渗透膜结垢，在超滤出水加入了RO专用阻垢剂和盐酸，循环水PH由8.6左右降低到7.0左右，污堵物恰恰出现在超滤后的保安过滤器和反渗透一段膜前端，由于反渗透进水PH的降低，循环水阻垢剂中某些物质被析出；
模拟反渗透系统入水PH的运行条件，对HPMA、PBTC、HPMA、PAA、BAT、MBT进行酸碱平衡试验，发现只有铜缓蚀剂MBT受酸碱度影响较大，即MBT在PH值10以上完全溶解，PH回调到7.3时，MBT重新析出，这种现象与污堵物部分成分遇碱溶解、遇酸析出反应相似，由此判断污堵物含有MBT物质；
根据MBT酸碱特性，MBT在呈酸性的阻垢剂中是不溶的，只有在碱性溶液中溶解，因此，添加了MBT的复配阻垢剂会用NaOH对pH进行调节，因此含钠离子一定很高，分别取等体积的ATMP+PBTC+HPMA+PAA+BTA和ATMP+PBTC+HPMA+PAA+MBT两种阻垢剂溶液稀释测钠离子，经分析加了MBT的阻垢剂比加了BTA的阻垢剂钠离子高300倍，由此推断阻垢剂中使用了MBT代替BTA已达到减少成本的情况，但是当MBT遇到酸性环境就会马上析出造成污堵；
因此影响试验说明：将加酸点提前至保安过滤器入口，使污堵物提前析出可以暂时解决污堵问题；根据以上方法可以分析出污堵物主要为硫酸钙垢，并分析了产生的原因，在实际运行中硫酸钙垢的污堵是反渗透设备难以去除，因此需要通过沉淀转化的原理进行清洗。
2.一种以沉淀转化原理为基础的反渗透化学清洗方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
第一步：反渗透系统冲洗
(1)打开反渗透低压冲洗泵、对反渗透系统进行低压冲洗；
(2)打开清洗水箱各清洗液回流阀、管道上各部位的阀门及保安过滤器排污阀门，关闭清洗水箱排水阀门；
(3)打开反渗透一段清洗液进水阀门，使系统内冲洗水回流入清洗系统，1min后关闭保安过滤器排污阀门，管道冲洗5min即可，关闭一段清洗液进水阀门，同时注意清洗水箱液位；
(4)打开反渗透二段清洗液出水阀门，关闭反渗透浓水排放阀门，使系统内冲洗水回流入清洗系统，冲洗至水箱注满水；
(5)打开反渗透浓水排放阀门，关闭二段清洗液出水阀门、保安过滤器进水阀门和反渗透自打循环阀门；
(6)启动清洗水泵，慢慢开启自打循环阀门，对水箱进行冲洗；10min后停泵，将水箱水排净；
(7)检查水箱各阀门，并将其关闭；
第二步：盐酸酸洗
(1)盐酸药液配制：向清洗水箱中注入除盐水，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入盐酸，调整清洗液pH值在2.0～2.5，清洗药液温度25℃～35℃；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述盐酸清洗药液；
(3)当浓水排放口检测到接近清洗药箱中pH值和温度时，即可对反渗透装置进行循环清洗30min～60min，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5；
(4)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在盐酸清洗药液中，浸泡1～2h；
(5)重复第二步中的步骤(3)再次对反渗透装置进行循环清洗，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5，循环清洗至pH值不再升高后，停止盐酸化学清洗；
(6)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为15℃～25℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，当连续三次测量pH值不变时，停清洗泵；
(7)打开清洗水箱排污阀，排水；
第三步：碳酸钠+EDTA清洗
(1)碳酸钠药液配制：向清洗水箱中注入除盐水，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入碳酸钠，调整清洗液碳酸钠浓度为2％-4％(wt)，清洗药液温度30℃～35℃，充分自循环30min以上；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述碳酸钠清洗药液，循环清洗30～60min，期间不断加热，维持清洗温度在30℃～35℃；
(3)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在碳酸钠清洗药液中，浸泡1～2h；
(4)重复第三步中的步骤(2)和步骤(3)2～4次，每次浸泡后测定pH值；
(5)停清洗泵，将系统倒换为自循环系统；
(6)启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入EDTA，调整清洗液EDTA浓度为2％-3％(wt)，清洗药液温度30℃～35℃，充分自循环30min以上；
(7)低流量向反渗透装置中输入上述EDTA清洗药液，循环清洗30～60min，期间不断加热，维持清洗温度在30℃～35℃，期间不断补加EDTA，维持清洗液EDTA浓度在2％(wt)以上；
(8)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在EDTA清洗药液中，浸泡1～2h；
(9)重复第三步中的步骤(2)和步骤(3)2～4次后，停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在EDTA清洗药液中，浸泡6～12h；
(10)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为15℃～25℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，当连续三次测量pH值不变时，停清洗泵；
(11)打开清洗水箱排污阀，排水；
第四步：盐酸清洗
(1)盐酸药液配制：向清洗水箱中注入除盐水，启动清洗泵和清洗药箱的电加热器，在不断的自循环过程中，向清洗药箱中缓慢加入盐酸，调整清洗液pH值在2.0～2.5，清洗药液温度25℃～35℃；
(2)低流量向反渗透装置中输入上述盐酸清洗药液；
(3)当浓水排放口检测到接近清洗药箱中pH值和温度时，即可对反渗透装置进行循环清洗30min～60min，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5；
(4)停止清洗泵的运行，让膜元件完全浸泡在盐酸清洗药液中，浸泡1～2h；
(5)重复第四步中的步骤(3)再次对反渗透装置进行循环清洗，期间不断向清洗水箱中补加盐酸，维持清洗液pH值在2.0～2.5，循环清洗至pH值不再升高后，停止盐酸化学清洗；
(6)采用除盐水对反渗透装置大流量冲洗，冲洗温度为15℃～25℃，冲洗期间每隔10min测一次pH值，当连续三次测量pH值不变时，停清洗泵；
(7)打开清洗水箱排污阀，排水，化学清洗结束。
3.根据权利要求2所述的以沉淀转化原理为基础的反渗透化学清洗方法，其特征在于，其利用沉淀转化发将难清洗的硫酸钙垢变为碳酸钙垢，然后用盐酸进行清洗，所述盐酸、碳酸钠和EDTA均为化学分析纯药品，清洗和冲洗用水均为二级除盐水或反渗透产水。
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