超滤系统在火力发电厂化学制水中的应用越来越广泛，其在长期运行过程中，不可避免会被胶体、微生物、细小杂质微粒、无机盐、有机物等污染，造成膜的污堵和堵塞，导致出水流量显著下降，膜透过压力增大，从而影响产水水质，使得膜装置不能正常运行。中利发电一期工程建有E-UF-100两套（A、B系统）超滤系统。单套系统使用54支超滤膜，设计产水量100 t/h；二期工程建有E-UF-150超滤系统（C系统）。单套系统使用72支超滤膜，设计产水量150 t/h。
1 超滤系统工况参数
1.1 膜组件规格
三套超滤系统均采用荷兰诺瑞特（Norit）SXL-225内压式、中空纤维PES（聚醚砜）超滤膜元件，膜丝直径为0.8 mm，有效膜面积40 m2，组件长度1 527.5 mm，收集器内径42.6 mm，组件外径200 mm。安装方式为卧式排列，过滤采用全流过滤方式。
1.2 运行工艺参数
系统运行压力0.08~0.2 MPa，压差0.01~0.1 MPa，反洗压力＜0.3 MPa，过滤水通量60~135 L/（m2·h），过滤周期15~60 min，反洗通量250~300 L/（m2·h），反洗时间30~60 s，化学加强反洗（CEB）间隔12~48 h。
2 超滤系统的污堵
电厂投产以来超滤膜系统一直运行良好，日常运行、清洗维护均保持正常。2018年2月12日化学运行人员发现化学锅炉补水系统A、B、C三套超滤膜系统均突然出现不同程度产水量降低、压力升高、膜污堵严重情况，尤其C套超滤膜系统污堵最为严重，严重影响锅炉补水系统正常运行。
2.1 超滤系统运行工艺
除盐水制水设备的工艺流程：供水厂来水→工业化学水池→化学水泵→生水加热器→生水泵→盘式过滤器→超滤→保安过滤器→反渗透。
2.2 超滤系统进水水质
超滤系统进水供水厂来水水质见表1。
表1 供水厂来水水质分析
| 项目 | pH | 电导率/（μS·cm-1） | Ca2+/（mg·L-1） | Mg2+/（mg·L-1） | Cl-/（mg·L-1） | SO42-/（mg·L-1） | HCO3-/（mg·L-1） | 全硅（SiO2）/（mg·L-1） | Sr2+/（mg·L-1） | 硬度（全）/（mmol·L-1） | 全固型物/（mg·L-1） | 溶固型物/（mg·L-1） |
| 数值 | 8.37 | 2 340 | 88.34 | 57.81 | 194.76 | 687.08 | 342.63 | 2.53 | 2.059 | 4.582 | 1 651.0 | 1 628.4 |
2.3 超滤系统的化学清洗
2018年2月12日在发现超滤膜组件污堵后，对C套超滤组件进行了化学清洗。
（1）碱洗：使用有效质量分数为10%的NaClO溶液，投加质量浓度500 mg/L，控制pH 11~12，水温35 ℃。内循环15 min，外循环15 min，浸泡2 h；内循环1 h，外循环1 h，浸泡10 h。
（2）酸洗：使用质量分数为1%~3%的柠檬酸，控制水温35 ℃。内循环15 min，外循环15 min，浸泡2 h；内循环1 h，外循环1 h，浸泡5 h。
清洗结束，投用后产水量恢复至额定产水量（150 t/h），然而1 h后，超滤进水压力由0.06 MPa迅速上升至0.1 MPa，出水压力由0.04 MPa快速降至0.02 MPa，3 d内进水压力上升至0.12 MPa，产水量降至60 t/h。打开超滤膜端后发现有淡黄色胶体物质，无腥臭味，未发现生物黏泥。使用草酸对超滤组件进行了再次清洗，清洗过程中清洗溶液呈棕红色，清洗后膜通量几乎没有明显改善。经鉴定清洗溶液中存在Fe2+或Fe3+，推断污染源里面可能含有铁。
2.4 超滤膜污堵原因查找及分析
根据前述清洗的实际情况分析，清洗后超滤装置仅仅维持1 h就发生快速污堵，虽然又使用草酸进行了再次清洗，清洗后膜通量几乎没有明显改善。草酸可以与许多金属（如Fe2+、Fe3+）形成溶于水的络合物，但却不能有效清除胶体污堵，故证明此次污堵为含铁的胶体污堵。
根据超滤系统供水一直稳定，此次属于突发事件，因此初步判断问题出自原水。赴水厂实地调研发现，水厂原水预处理使用絮凝剂为聚合氯化铝，颜色呈浅棕黄色，此种颜色的聚合氯化铝的生产原材料为铝酸钙粉、盐酸、铝矾土，铝矾土矿含有一定量的铁，会导致聚合氯化铝中有少量的聚合铁，这可能是草酸清洗过程中出现Fe2+、Fe3+析出的原因。
供水厂絮凝剂的投加量是按照原水进水母管的进水量进行自动投加，从水厂原水化验看近期原水浊度仅为4.25 NTU，投加的絮凝剂无法在原水预处理中完全反应。过量的絮凝剂呈胶体状态无法进行沉淀过滤，悬浮在出水中的絮凝剂胶体进入储水池经过送水泵进入企业的循环水系统和工业化学消防水池。根据2.1超滤系统运行工艺，可知并无前期预处理设备，而盘式过滤器又对胶体物质过滤作用不明显，因此原水中过剩的絮凝剂最终被截留在超滤膜表面，无法在反洗中去除。
3 超滤膜污堵期间采取的主要应对措施
（1）协调供水厂调整降低原水预处理的絮凝剂加药量至最低极限，以改善超滤进水水质；（2）在盘式过滤器进水母管处加稀盐酸破坏絮凝剂胶体的分子结构，调节超滤进水pH在6~7；（3）使用碱洗法对超滤膜进行反复清洗，超滤膜通量恢复正常。
具体碱洗过程：使用25 kg次氯酸钠并用液碱（NaOH）调节pH在11~12，待药剂充分溶解后控制温度40 ℃，保证循环后温度35 ℃，内循环15 min，外循环15 min，然后浸泡2 h，再次加热清洗液35 ℃，补加次氯酸钠10 kg，用液碱（NaOH）调整pH在11~12，内循环2 h，外循环2 h，浸泡12 h，清洗压力控制在0.4 MPa。清洗后，进水压力降到了0.08~0.1 MPa，产水压力降到了0.06 MPa，运行压差降到了0.02 MPa，产水量恢复到了150 t/h。
4 总结
此次超滤装置的污堵主要是原水预处理不当导致的胶体污染，清洗实践表明，通过反复的碱洗可以恢复胶体污染的超滤单元，但是同时也影响了企业的正常生产，因此预处理供水是否正常是超滤系统安全稳定、经济运行的基础，应将预处理设备作为整个系统运行的重点控制，避免混凝剂在膜系统内部产生二次沉积，低温低浊水处理混凝剂最好采取低剂量投加。对供水厂原水预处理进水母管加装浊度计等在线仪表，对原水预处理药品的投加采用在线多手段控制，以防止药剂过量或投加不足。
针对企业实际情况，建议生水箱进水前加装多介质过滤器等预处理设备，可以有效防止供水厂水源恶化对企业除盐水制水设备造成污堵的影响。
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