反渗透膜运行的问题分析
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吕 慧
（ 中国石油股份有限公司独山子石化分公司 ， 新疆 独 山子 ８ ３０ ） ３ ６０
摘要 ： 针对 中国石油独 山子石化公 司乙烯厂 污水深度 处理装 置 中反渗透膜 系统故 障问题 进行
了分 析 ， 步 分 析 表 明 由 于进 水 水 质 不 合 理 ， Ｏ 膜 表 面 会 发 生 无 机 盐 的 结 垢 及 有 机 物 的 污 堵 ， 初 Ｒ 导
中膜表 面会 发生结 垢及 污堵 ， 导致产 水 量降低 ， 压 差上 升 ， 能耗 增 加 ， 以需 要对 其 进 行 清洗 ， 所 以恢
复通量 及分 离能 力 。 图 ５为 ２ ０ ０ ９年 １月至 ９月
Ｒ 的脱 盐率 ， Ｏ脱 盐率 均指 标 为 Ｉ９ ％ ， 图 ５ Ｏ Ｒ ＞ ７ 从 中可 以看 出 目前 Ｒ 设备 脱 盐 率 均低 于指 标 值 ， Ｏ
关键词 ： 渗透膜 反 无机盐结垢 有机物的污堵 膜 清 洗
二是 实施保护性清洗措施 ； 三是前段 水质预 警监 测措施 。现场应 用情 况显 示效果较好 。 中图分类号 ：７ ３ Ｘ ０ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ７— １Ｘ（ ０２ ０ ０ １ — ５ １０ ０ ５ ２ １ ）３— ０ １ ０
还 分析 了整 个工 艺 水 车 间硬 度 分 布 情 况 ， 的硬 水
收 稿 Ｅ期 ：０２—０ ｌ ２１ ２—１ 修 改 稿 收 到 Ｅ期 ：０ ２— ４— ８ ４； ｌ ２１ ０ ２ 。
微 生物 污染 和机 械颗粒 污堵 等膜 系统故 障 。反渗 作者简介 ： 吕慧（ ９２一） 女 ， １７ ， 高级工程师 ，９ ６年毕业 于西 ｔ９ 透 膜 的污堵 一般 表现 为产水 量 降低 ， 差上 升 ， 压 能 安石油学 院。现任职于 中国石油独山子石化公司 ， 从事 主要 耗 增加 ， 需要 频 繁 进 行膜 清洗 。膜 清 洗 消耗 大 量 水处理研究工作 。Ｅ ｍ ｉ：ｉ． ＠ｐｔ ｃ ｉ ．ｏ ．ｎ — ａ ｙ １ ｅ ｏｈｎ ｃｒ ｃ ｌ ｙｈ ｒ ａ ｎ
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３ ２ １
Ｃ Ｄ和 Ｔ Ｄ较 高 ， 中含 有大量 没 有 降解 的有 机 Ｏ Ｓ 水 物及 颗 粒 ， 括微 生 物 、 浮物 等 ， 会 造 成微 生 包 悬 这
物 污染 和机械 颗粒 污堵故 障。
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１． ３ 。推断 白色 的堵垢 主要 为碳 酸钙垢 。 ６２ ％
综上 分析 知道 ， 由于 进水 水质 不 合 理 ， Ｏ膜 Ｒ
表 面会发 生无 机 盐 的结 垢 及 有 机 物 的污 堵 ， 致 导 产 水量 降 低 ， 差上 升 ， 耗增 加 ， 要 频 繁 的膜 压 能 需 清洗 。 ２ ２ 反 渗透膜 的 清洗 ． 由上 面 的分 析 我 们 知 道 ， Ｏ膜 在 运 行 过 程 Ｒ
第 ３期
吕 慧． 反渗透膜运行 的问题分析
说 明膜 可能 已经 被破 损 或 老 化 。另 外 测试 了 Ｒ Ｏ
膜的２０ ０ ９年 １ ０月 一 次 运 行 周 期 中各 段 压 差 走 势 。设 备一 段初 始压 差增 加 速 度很 快 ，０ ｄ时 间 ２
间设 备 运 行 较 为 正 常 ， 洗 周 期 为 ２个 月 左 右 。 清 目前 为保证 车 间正 常 运 作 ， 间技 术 人 员 将 一段 车
时 间／ 年 一 ） （ 月
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２ ０ｄ左右 ， 且水 清洗 时 间 已长达 ５ｄ以上 ， 设备 长
２ １ 反 渗透 膜 的污堵 ．
为 了深 入分 析 反渗 透 膜 表 面 的 污堵 情 况 ， 统
计 了 ２０ ０ ９年 １月至 ９月 反渗 透进水 的总硬度 、Ｈ ｐ 值 ，Ｄ Ｔ Ｓ及 Ｃ Ｄ数 据 ， 果 见 图 ２ Ｏ 结 。表 明 进 水 的 总硬度 很 高 ， 均为 １４ ｍ ／ 水 中 Ｃ 和 Ｍｇ 平 ９ ｇ Ｌ， ａ “
致产水量降低 ， 压差上升 ， 能耗 增加 ， 需要频繁的膜清洗 ， 同时指 出反渗 透膜清 洗的不足之 处， 最后 在现有基础上提 出了整改建议 ， 一是在反渗透进 水 口处增加加 酸点降低反渗透进 水的 ｐ Ｈ值到 ６ ０ ．
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７ ５ 降低 Ｈ Ｏ ．， Ｃ ；质量浓度后 再进 行阻垢处理 ， 这样才能 降低 朗格利 尔饱 和 系数 ， 有效抑制 结垢 ；
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Ｇ ８７ —９ ６二级 标 准 ） 原 料 ， 该 装 置 处 理 Ｂ ９ ８１９ 为 经 后 ， 品水 的指标 能 达 到 乙烯 厂 动 力 锅 炉 给水 系 产
图 ｌ ２０ ０ ９年 １ 月 反 渗 透 清 洗 周 期 压 差 表 ０
Ｆ ｇ １ Ｔｈ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌ ｒ ｓ ｕ ｅ ｉ ｓ ｉ ｇ ｃ ｃｅ ｏ ｉ． ｅ ｄ ｆ ｒ ｎｉ ｅ ｓ ｒ ｎ ｗａ ｈ ｎ ｙ ｌ ｆ ｆ ａｐ
０ ０ ａ ．９ＭＰ 左右 。一 段压 差 增 长较 快 ， 明是进 水 说
ＣＣ Ｍｇ Ｏ 及 有机污 染物 为 主 ， ａＯ ， Ｃ 占到 整体 质 量 的 ９ ％ 以上 ， ８ 因此碳 酸盐 垢 同样 是 反渗 透 部分 的
关键 污染 物 。
表 １ 垢 样 化 学成 分 分 析
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要 元 素 ， 质 量 分 数 分 别 为 １． ７ ５ ． ８ 和 其 ３５ 、 ２ ２
３ ． ５ ，原 子 百 分 比 为 ２ 。 ２、６ ． ５ 和 ４ １％ ｌ５ ２２
微 生物 污染 的存在 ； 酸洗 现象无 描述 ；
（ ） Ｏ清 洗过程 中于保安 过滤器 处得垢 样 。 ２Ｒ 首 先对 清洗用 保安 过滤 器滤芯 污染 情况进 行 观察 ， 芯上 沾满 白色有 黏性 污染 物 ； 次对该 物 滤 其 质进行 了 化 学 分 析 ， 表 １ 该 垢 样 主 要 成 分 以 见 ，
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・
１ ２・
石油化工腐蚀与 防护
第２ ９卷
度很 高 ， 前段 工序 对硬度 基本 上没 有去 除效果 ； 盐 离子 主要是 通过 反 渗 透去．邑， 反 渗 透处 理 后 硬 一 除 、 １ 经 谜 度 由 ２０ｍｇＬ降低 至 １ ｇＬ 由于 Ｒ ２ ／ １ｍ ／ 。 Ｏ进水 的
ｍｎ ｉ 一次 ４ｍｎ的水力冲洗 的措施。然而 ， 前清 ｉ 目
统 的补水 水质 要求 。
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统计 了 ２０ ０９年 １ ０月一 个运 行周 期 中反渗 透 设备 的各段压差走势 。 由图 １ 以看 出， 可 目前 设备
一
段初 始 压 差 ０ １ Ｐ ． ２ Ｍ ａ左 右 ， 段 初 始 压 差 在 二
时间不能 正 常 工作 严 重 影 响 了车 问 的 正 常运 作 。 本 文对影响反渗透 膜运行 的问题进 行 了分析 。
２ 反渗 透膜 存在 的 问题 分析
等易结 垢 阳离 子 浓 度 也 高 ； 时 进 水 ｐ 同 Ｈ值 平 均 为 ８２ 偏 碱 性 ， 质 含 有 大 量 的 Ｏ ， Ｃ ｆ等 ．， 水 Ｈ一 Ｈ Ｏ
专
论
Ｃ ｏ ｏｎ＆ Ｐｒ ｅｃｉ 腐 ｒ 与 ｎ ｔｙ 石ｒ ｓｉ 化ｏｔ工 ｎ ｎ ｅｔｏｃ ｅｍｉａｌＩ ｄｕｓ护 油 防 ｒ ｏ ｒ ｔ ｉＰ 蚀 ｏ ｈ ｃ
２ １ ０ ２ ， ２ ９ （ ３ ） ・ １ １ ・
反 渗 透 膜 运 行 的 问 题 分 析
况 。主要 污染 物集 中在 以下两 方面 ： （ ） 液 清洗 过 程 中变 浑 浊 ， 明 有 机 物 或 １碱 证 另外 ， 还利 用 扫描 电镜 （ 图 ３ 对 垢 样 的微 见 ） 观结 垢进 行 了分析 ， 观察 到结垢 的形 状为纤 维 状 。
经 Ｅ Ｘ元 素分 析 （ 图 ４ 得 知 ： Ｏ和 ｃ Ｄ 见 ） Ｃ、 ａ为 主
时 间／年一 ） （ 月
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最大 允许压 差增 加 到 ０ ３ＭＰ ， 采取 了每 隔 ２ ０ ． ａ并 ４
∞
压差 从 ０ １ ａ逐 渐 增 大 到 ０２ ａ增 加 了 ．３ＭＰ ． ８ＭＰ ， ０ １ ａ可见 Ｒ ． ５ＭＰ ， Ｏ膜 的表 面 逐 步 被 污 堵 。经 与 车 间技术 人员讨 论 了解 到本 装置 运行 初期 规定 一 段压 差增 加至 ０ ２ＭＰ 源自文库 须进 行 化 学 清洗 ， ． ａ 此期
水 质严重不合 格造 成一 段反 渗 透膜 严重 污 染 。为
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保证 车间正常运作 ， 车间技术人员 已将 一段 最大允 许 压差增加到 ０３Ｍ ａ 目前 清洗 周期仍 已缩 短 至 ． Ｐ ，
阴离子 ， 均会 导致 无机 盐在 反渗 透膜表 面 的结垢 。 反 渗透进 水 的硬度 平 均约 为 １４ｍｇ Ｌ 进 水 ９ ／ ，
碱 度大 （Ｈ值 约 ８２ ， 导致 反渗 透 膜无 机盐 结 ｐ ． ）这
垢； 同时 由于进 水 的 Ｃ Ｄ 及悬 浮 物 含 量 高 ， 成 Ｏ 造
１ 反渗 透膜 现状 独 山子 石 化 公 司 乙烯 厂 污 水 深 度 处 理 装 置
的化学 试剂 ， 并且 降低 反渗 透膜 的寿命 ， 增加 了污
水 深度 处理 的成本 。
０４ ．０
２０ 开 工建 设 ，０７年 ｌ 试 车 运 行 。本 装 ０６年 ２０ ０月 置 的 主体工 艺为 “ 气生 物 滤 池 （ Ａ ）＋纤 维 过 曝 ＢＦ 滤 ＋微 滤 ＋反渗 透 （ Ｏ） 的组 合 工 艺 ， 求 以 乙 Ｒ ” 要
时 间／年 一 ） （ 月
图 ２ 反 渗 透 进 水 水 质 数 据 统 计
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由于 反 渗 透膜 无 法 取 出 ， 过 检测 Ｒ 膜 清 通 Ｏ 洗 进水处 的保 安过 滤器来 分析 污水 对膜 的污堵 情
（ 中国石油股份有限公司独山子石化分公司 ， 新疆 独 山子 ８ ３０ ） ３ ６０
摘要 ： 针对 中国石油独 山子石化公 司乙烯厂 污水深度 处理装 置 中反渗透膜 系统故 障问题 进行
了分 析 ， 步 分 析 表 明 由 于进 水 水 质 不 合 理 ， Ｏ 膜 表 面 会 发 生 无 机 盐 的 结 垢 及 有 机 物 的 污 堵 ， 初 Ｒ 导
中膜表 面会 发生结 垢及 污堵 ， 导致产 水 量降低 ， 压 差上 升 ， 能耗 增 加 ， 以需 要对 其 进 行 清洗 ， 所 以恢
复通量 及分 离能 力 。 图 ５为 ２ ０ ０ ９年 １月至 ９月
Ｒ 的脱 盐率 ， Ｏ脱 盐率 均指 标 为 Ｉ９ ％ ， 图 ５ Ｏ Ｒ ＞ ７ 从 中可 以看 出 目前 Ｒ 设备 脱 盐 率 均低 于指 标 值 ， Ｏ
关键词 ： 渗透膜 反 无机盐结垢 有机物的污堵 膜 清 洗
二是 实施保护性清洗措施 ； 三是前段 水质预 警监 测措施 。现场应 用情 况显 示效果较好 。 中图分类号 ：７ ３ Ｘ ０ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ７— １Ｘ（ ０２ ０ ０ １ — ５ １０ ０ ５ ２ １ ）３— ０ １ ０
还 分析 了整 个工 艺 水 车 间硬 度 分 布 情 况 ， 的硬 水
收 稿 Ｅ期 ：０２—０ ｌ ２１ ２—１ 修 改 稿 收 到 Ｅ期 ：０ ２— ４— ８ ４； ｌ ２１ ０ ２ 。
微 生物 污染 和机 械颗粒 污堵 等膜 系统故 障 。反渗 作者简介 ： 吕慧（ ９２一） 女 ， １７ ， 高级工程师 ，９ ６年毕业 于西 ｔ９ 透 膜 的污堵 一般 表现 为产水 量 降低 ， 差上 升 ， 压 能 安石油学 院。现任职于 中国石油独山子石化公司 ， 从事 主要 耗 增加 ， 需要 频 繁 进 行膜 清洗 。膜 清 洗 消耗 大 量 水处理研究工作 。Ｅ ｍ ｉ：ｉ． ＠ｐｔ ｃ ｉ ．ｏ ．ｎ — ａ ｙ １ ｅ ｏｈｎ ｃｒ ｃ ｌ ｙｈ ｒ ａ ｎ
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Ｃ Ｄ和 Ｔ Ｄ较 高 ， 中含 有大量 没 有 降解 的有 机 Ｏ Ｓ 水 物及 颗 粒 ， 括微 生 物 、 浮物 等 ， 会 造 成微 生 包 悬 这
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１． ３ 。推断 白色 的堵垢 主要 为碳 酸钙垢 。 ６２ ％
综上 分析 知道 ， 由于 进水 水质 不 合 理 ， Ｏ膜 Ｒ
表 面会发 生无 机 盐 的结 垢 及 有 机 物 的污 堵 ， 致 导 产 水量 降 低 ， 差上 升 ， 耗增 加 ， 要 频 繁 的膜 压 能 需 清洗 。 ２ ２ 反 渗透膜 的 清洗 ． 由上 面 的分 析 我 们 知 道 ， Ｏ膜 在 运 行 过 程 Ｒ
第 ３期
吕 慧． 反渗透膜运行 的问题分析
说 明膜 可能 已经 被破 损 或 老 化 。另 外 测试 了 Ｒ Ｏ
膜的２０ ０ ９年 １ ０月 一 次 运 行 周 期 中各 段 压 差 走 势 。设 备一 段初 始压 差增 加 速 度很 快 ，０ ｄ时 间 ２
间设 备 运 行 较 为 正 常 ， 洗 周 期 为 ２个 月 左 右 。 清 目前 为保证 车 间正 常 运 作 ， 间技 术 人 员 将 一段 车
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２ １ 反 渗透 膜 的污堵 ．
为 了深 入分 析 反渗 透 膜 表 面 的 污堵 情 况 ， 统
计 了 ２０ ０ ９年 １月至 ９月 反渗 透进水 的总硬度 、Ｈ ｐ 值 ，Ｄ Ｔ Ｓ及 Ｃ Ｄ数 据 ， 果 见 图 ２ Ｏ 结 。表 明 进 水 的 总硬度 很 高 ， 均为 １４ ｍ ／ 水 中 Ｃ 和 Ｍｇ 平 ９ ｇ Ｌ， ａ “
致产水量降低 ， 压差上升 ， 能耗 增加 ， 需要频繁的膜清洗 ， 同时指 出反渗 透膜清 洗的不足之 处， 最后 在现有基础上提 出了整改建议 ， 一是在反渗透进 水 口处增加加 酸点降低反渗透进 水的 ｐ Ｈ值到 ６ ０ ．
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７ ５ 降低 Ｈ Ｏ ．， Ｃ ；质量浓度后 再进 行阻垢处理 ， 这样才能 降低 朗格利 尔饱 和 系数 ， 有效抑制 结垢 ；
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图 ｌ ２０ ０ ９年 １ 月 反 渗 透 清 洗 周 期 压 差 表 ０
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０ ０ ａ ．９ＭＰ 左右 。一 段压 差 增 长较 快 ， 明是进 水 说
ＣＣ Ｍｇ Ｏ 及 有机污 染物 为 主 ， ａＯ ， Ｃ 占到 整体 质 量 的 ９ ％ 以上 ， ８ 因此碳 酸盐 垢 同样 是 反渗 透 部分 的
关键 污染 物 。
表 １ 垢 样 化 学成 分 分 析
Ｔａ ｌ Ｔｈ ｈ ｍ ｉ￣ ｃ ｍｐｏ ｉｉｎ ａ ｙ ｉ ｂｅ１ ｅｃ ｅ ｃ ｏ ｓｔｏ ｎａ ｓｓ ｏ ｃ ｌ ａ ｐｅ ｆｓ ａｅ ｓ ｍ ｌ ， ％
要 元 素 ， 质 量 分 数 分 别 为 １． ７ ５ ． ８ 和 其 ３５ 、 ２ ２
３ ． ５ ，原 子 百 分 比 为 ２ 。 ２、６ ． ５ 和 ４ １％ ｌ５ ２２
微 生物 污染 的存在 ； 酸洗 现象无 描述 ；
（ ） Ｏ清 洗过程 中于保安 过滤器 处得垢 样 。 ２Ｒ 首 先对 清洗用 保安 过滤 器滤芯 污染 情况进 行 观察 ， 芯上 沾满 白色有 黏性 污染 物 ； 次对该 物 滤 其 质进行 了 化 学 分 析 ， 表 １ 该 垢 样 主 要 成 分 以 见 ，
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石油化工腐蚀与 防护
第２ ９卷
度很 高 ， 前段 工序 对硬度 基本 上没 有去 除效果 ； 盐 离子 主要是 通过 反 渗 透去．邑， 反 渗 透处 理 后 硬 一 除 、 １ 经 谜 度 由 ２０ｍｇＬ降低 至 １ ｇＬ 由于 Ｒ ２ ／ １ｍ ／ 。 Ｏ进水 的
ｍｎ ｉ 一次 ４ｍｎ的水力冲洗 的措施。然而 ， 前清 ｉ 目
统 的补水 水质 要求 。
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统计 了 ２０ ０９年 １ ０月一 个运 行周 期 中反渗 透 设备 的各段压差走势 。 由图 １ 以看 出， 可 目前 设备
一
段初 始 压 差 ０ １ Ｐ ． ２ Ｍ ａ左 右 ， 段 初 始 压 差 在 二
时间不能 正 常 工作 严 重 影 响 了车 问 的 正 常运 作 。 本 文对影响反渗透 膜运行 的问题进 行 了分析 。
２ 反渗 透膜 存在 的 问题 分析
等易结 垢 阳离 子 浓 度 也 高 ； 时 进 水 ｐ 同 Ｈ值 平 均 为 ８２ 偏 碱 性 ， 质 含 有 大 量 的 Ｏ ， Ｃ ｆ等 ．， 水 Ｈ一 Ｈ Ｏ
专
论
Ｃ ｏ ｏｎ＆ Ｐｒ ｅｃｉ 腐 ｒ 与 ｎ ｔｙ 石ｒ ｓｉ 化ｏｔ工 ｎ ｎ ｅｔｏｃ ｅｍｉａｌＩ ｄｕｓ护 油 防 ｒ ｏ ｒ ｔ ｉＰ 蚀 ｏ ｈ ｃ
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反 渗 透 膜 运 行 的 问 题 分 析
况 。主要 污染 物集 中在 以下两 方面 ： （ ） 液 清洗 过 程 中变 浑 浊 ， 明 有 机 物 或 １碱 证 另外 ， 还利 用 扫描 电镜 （ 图 ３ 对 垢 样 的微 见 ） 观结 垢进 行 了分析 ， 观察 到结垢 的形 状为纤 维 状 。
经 Ｅ Ｘ元 素分 析 （ 图 ４ 得 知 ： Ｏ和 ｃ Ｄ 见 ） Ｃ、 ａ为 主
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最大 允许压 差增 加 到 ０ ３ＭＰ ， 采取 了每 隔 ２ ０ ． ａ并 ４
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压差 从 ０ １ ａ逐 渐 增 大 到 ０２ ａ增 加 了 ．３ＭＰ ． ８ＭＰ ， ０ １ ａ可见 Ｒ ． ５ＭＰ ， Ｏ膜 的表 面 逐 步 被 污 堵 。经 与 车 间技术 人员讨 论 了解 到本 装置 运行 初期 规定 一 段压 差增 加至 ０ ２ＭＰ 源自文库 须进 行 化 学 清洗 ， ． ａ 此期
水 质严重不合 格造 成一 段反 渗 透膜 严重 污 染 。为
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阴离子 ， 均会 导致 无机 盐在 反渗 透膜表 面 的结垢 。 反 渗透进 水 的硬度 平 均约 为 １４ｍｇ Ｌ 进 水 ９ ／ ，
碱 度大 （Ｈ值 约 ８２ ， 导致 反渗 透 膜无 机盐 结 ｐ ． ）这
垢； 同时 由于进 水 的 Ｃ Ｄ 及悬 浮 物 含 量 高 ， 成 Ｏ 造
１ 反渗 透膜 现状 独 山子 石 化 公 司 乙烯 厂 污 水 深 度 处 理 装 置
的化学 试剂 ， 并且 降低 反渗 透膜 的寿命 ， 增加 了污
水 深度 处理 的成本 。
０４ ．０
２０ 开 工建 设 ，０７年 ｌ 试 车 运 行 。本 装 ０６年 ２０ ０月 置 的 主体工 艺为 “ 气生 物 滤 池 （ Ａ ）＋纤 维 过 曝 ＢＦ 滤 ＋微 滤 ＋反渗 透 （ Ｏ） 的组 合 工 艺 ， 求 以 乙 Ｒ ” 要
时 间／年 一 ） （ 月
图 ２ 反 渗 透 进 水 水 质 数 据 统 计
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由于 反 渗 透膜 无 法 取 出 ， 过 检测 Ｒ 膜 清 通 Ｏ 洗 进水处 的保 安过 滤器来 分析 污水 对膜 的污堵 情