概述 反滲透作為膜過濾技術(shù)在火力發(fā)電廠的水處理應(yīng)用中已越發(fā)普遍,從用于離子交換的預(yù)脫鹽到全膜水處理的一部分,它解決了單一離子交換設(shè)備存在的設(shè)備臺(tái)數(shù)多、投資費(fèi)用高、大量使用酸、堿而造成的環(huán)境污染等一系列問題。 1 我廠反滲透設(shè)備運(yùn)行狀況 我廠發(fā)電一分場作為東北地區(qū)最早使用反滲透進(jìn)行預(yù)脫鹽的單位,自1996年至2011年已有15年的運(yùn)行和維護(hù)經(jīng)驗(yàn),從反滲透膜的使用年限看運(yùn)行維護(hù)水平。從RO實(shí)際運(yùn)行狀況看:兩套R(shí)O自1996年10月投運(yùn),第一次換膜時(shí)間均為2004年5月,膜使用年限為七年半,到2011年6月,#1RO狀況良好,總壓差未超過0.35MPa,而#2RO2011年4月壓差升高,清洗后效果不明顯,等待換膜。在脫鹽率和回收率基本能保證要求的情況下,都達(dá)到了理論使用年限。本文重點(diǎn)從化學(xué)清洗方面進(jìn)行總結(jié)和分析。 我廠水處理系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透預(yù)脫鹽系統(tǒng)和離子交換除鹽系統(tǒng)三大部分組成,其工藝流程如下:地下水→生水泵→生水加熱器→高效纖維過濾器→5U保安過濾器→高壓泵→反滲透(2×52m3/h)→滲透水箱→滲透泵→逆流再生陽離子交換器→除碳器→中間水箱→中間水泵→陰浮動(dòng)床→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。 我廠使用的反滲透設(shè)備,系引進(jìn)美國陶氏公司生產(chǎn)的復(fù)合膜。#1、2 RO出力分別為50m3/h,總出力為100t/h,脫鹽率為90%,回收率為75%。每套反滲透設(shè)備由54根膜元件組成,均采用一級二段6-3方式排列布置,即一段由36根膜元件組成6個(gè)膜組件,二段由18根膜元件組成3個(gè)膜組件。 2 反滲透清洗情況及效果 反滲透設(shè)備自96年10月投運(yùn)以來,由于使用地下水,加之運(yùn)行過程對高效過濾器和對保安過濾器進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查、清洗和更換濾芯,并堅(jiān)持每年對反滲透設(shè)備進(jìn)行清洗,運(yùn)行狀況一直良好。2004年5月?lián)Q膜后脫鹽率97%左右,系統(tǒng)壓差0.3MPa,產(chǎn)水流量50m3/h。自2006年4月份,反滲透逐步出現(xiàn)異常現(xiàn)象,產(chǎn)水流量約下降10%左右,脫鹽率下降至91%左右。對不同于以往的情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析,發(fā)現(xiàn)反滲透設(shè)備存在以下幾方面問題: 2.1 產(chǎn)品水流量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 反滲透設(shè)備單套原設(shè)計(jì)產(chǎn)品水流量為50 m3/h,目前實(shí)際上只有40-45 m3/h。 2.2 脫鹽率普遍降低 反滲透系統(tǒng)原設(shè)計(jì)脫鹽率為97%以上,目前實(shí)際上只有92%左右。 2.3 各段壓差明顯增高 正常運(yùn)行系統(tǒng)壓差在0.3MPa左右,而目前壓差最高達(dá)0.5MPa左右。 2.4 加藥系統(tǒng)存在問題 由于自動(dòng)加藥系統(tǒng)一直未投入運(yùn)行,對于母管制并聯(lián)運(yùn)行的兩套反滲透設(shè)備,單靠人工調(diào)節(jié)加藥量很難控制,長期運(yùn)行中加藥量的不穩(wěn)定,導(dǎo)致反滲透膜結(jié)垢,并呈加速趨勢。 3 產(chǎn)生原因分析 3.1 阻垢劑加入量不夠 2005年8月份更換為新型阻垢劑FLOCON-260。由于FLOCON-260無化驗(yàn)方法,對于水處理母管制并聯(lián)運(yùn)行的反滲透設(shè)備,單靠人工調(diào)節(jié)加藥量很難控制,阻垢劑的使用控制不當(dāng),使得反滲透進(jìn)水中的加藥量極不穩(wěn)定,沒有真正起到阻垢作用,導(dǎo)致反滲透膜結(jié)垢,并呈加速趨勢。 鹽水經(jīng)過反滲透后,水中95%以上的含鹽量被阻擋在濃水中,導(dǎo)致濃水含鹽量上升(水的回收率在75%時(shí),濃水中含鹽量增加至進(jìn)水4倍),鹽類的這種濃縮是反滲透裝置結(jié)垢的主要原因。這些物質(zhì)中最常見的為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機(jī)或無機(jī)沉積物。由于污染物的污染速度與給水條件、運(yùn)行方式等因素有關(guān),因此應(yīng)該控制產(chǎn)品水的回收率,使?jié)馑髁烤S持在難溶鹽類不會(huì)析出的狀況下,既避免其離子積超過濃度積,同時(shí)要嚴(yán)格按照導(dǎo)則要求在發(fā)生污染時(shí)應(yīng)及時(shí)的進(jìn)行清洗,否則污染將會(huì)在相對較短的時(shí)間內(nèi)使膜元件的性能遭到嚴(yán)重的破壞。 3.2 反滲透運(yùn)行監(jiān)督部分誤差大 反滲透系統(tǒng)中的有關(guān)表計(jì)如壓力表、流量表、電導(dǎo)表等損壞較多,現(xiàn)存表計(jì)誤差大,無法保證正常監(jiān)督反滲透設(shè)備的運(yùn)行情況。 3.3 反滲透進(jìn)水溫度無法保證 眾所周知反滲透膜有適宜的水溫要求,適當(dāng)?shù)靥岣咚疁赜欣诮档退酿ざ龋黾幽さ耐高^速度。由于加熱器使用年限較長,銅管漏泄停運(yùn)情況時(shí)有發(fā)生,針對此情況對生水加熱器進(jìn)行了全面的改造,并且增加了二次加熱系統(tǒng),提高了生水的加熱效果,改善了反滲透的運(yùn)行工況。 4 清洗方案的確定 膜的污染是一個(gè)漸變過程,所以應(yīng)在早期采取措施,消除污染物,避免損壞膜元件或降低其性能。根據(jù)反滲透設(shè)計(jì)導(dǎo)則的要求,結(jié)合反滲透投運(yùn)以來的各種情況運(yùn)行、清洗的經(jīng)驗(yàn),為了進(jìn)一步檢查、驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)垢情況和制定符合實(shí)際的清洗方案,對反滲透系統(tǒng)進(jìn)行檢查、取樣,結(jié)果如下: RO一段壓力容器進(jìn)口側(cè)第一膜元件端面有許多橡膠墊碎片等雜物。 RO二段壓力容器進(jìn)口側(cè)內(nèi)壁附著有一層外觀為淺黃白色疏松狀的垢類,根據(jù)分析可初步判斷,系統(tǒng)內(nèi)所結(jié)垢類的主要成分為硫酸鈣。并且通過對一段壓力容器進(jìn)口側(cè)機(jī)械雜質(zhì)的清理,使一段壓差有所下降。 反滲透系統(tǒng)的清洗是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)工作,清洗中稍有不慎,將會(huì)對反滲透膜造成不可彌補(bǔ)的損傷。因此,清洗前首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)存在的問題制訂嚴(yán)格、科學(xué)的清洗方案,其次要嚴(yán)格控制清洗過程的每一個(gè)步驟,同時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視清洗過程中出現(xiàn)的不同情況,靈活機(jī)動(dòng)的調(diào)整監(jiān)督手段,最終達(dá)到清洗污垢、保護(hù)設(shè)備的目的。5 清洗過程 清理機(jī)械雜質(zhì),將一段壓力容器進(jìn)水端的端板打開,清理每根膜元件端頭上的機(jī)械雜質(zhì)。 根據(jù)清洗配方配制酸洗、堿洗、殺菌等清洗藥液:啟動(dòng)清洗水泵循環(huán)一小時(shí)以上,使其中的藥液完全溶解,并達(dá)到所需要的濃度與溫度。 水清洗:啟動(dòng)清洗水泵,將配置好的清洗液以低流速、低壓力打至反滲透設(shè)備壓力容器中并置換掉原有溶液。 循環(huán):當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)原有水質(zhì)被置換掉,全部充滿清洗藥液時(shí),即可將清洗藥液全部回收至清洗箱中打循環(huán),并維持恒定的壓力和溫度。如果膜元件污染嚴(yán)重,應(yīng)在清洗初期幾分鐘內(nèi)將藥液排放掉,然后再進(jìn)行循環(huán)清洗。 浸泡:通常浸泡一小時(shí)即可,對于污染嚴(yán)重的膜元件延長浸泡時(shí)間,最多可浸泡10~15個(gè)小時(shí)。在延長的浸泡時(shí)間內(nèi),為保持較高的溫度,可繼續(xù)加熱并保持低速循環(huán)。 大流量沖洗:用泵在一定壓力下大流量循環(huán)清洗液30—60分鐘。 沖洗:用反滲透產(chǎn)品水或除鹽水沖去系統(tǒng)中殘存的清洗液。 清洗過程中應(yīng)嚴(yán)格控制清洗液溫度、PH值、壓力等在要求范圍內(nèi),不得任意超標(biāo)。 6 清洗程序的規(guī)范化 配制清洗液時(shí),應(yīng)保證所用全部化學(xué)藥品均是可溶的。在進(jìn)入膜元件循環(huán)前藥液應(yīng)混合均勻。 清洗結(jié)束轉(zhuǎn)入正常備用前,應(yīng)先在低流量,低壓力下將膜元件內(nèi)的藥液沖凈,直至出水潔凈。 在清洗循環(huán)中,清洗液溫度不應(yīng)超過40℃。 對于多段反滲透裝置,即可分段清洗,也可串聯(lián)清洗,具體清洗方式可根據(jù)膜污染情況確定。 7 清洗效果的評價(jià) 實(shí)際過程中可以把清洗前后RO運(yùn)行各參數(shù)變化情況,輸入反滲透“標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行管理軟件”,進(jìn)行反滲透系統(tǒng)清洗效果的評價(jià)。最直觀的方法就是在相同的水溫、流量和產(chǎn)品水回收率和入口水壓力情況下,壓差和脫鹽率變化情況。反滲透系統(tǒng)運(yùn)行狀況的好壞,影響因素有進(jìn)水水質(zhì)成分、回收率、溫度、壓力、PH值及膜的運(yùn)行時(shí)間等,這些因素綜合構(gòu)成了對反滲透膜性能的影響。 本次清洗使各種參數(shù)恢復(fù)正常,保證供給合格的除鹽水。 在隨后的幾年里,我廠堅(jiān)持對反滲透設(shè)備加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)督和定期清洗制度,反滲透設(shè)備運(yùn)行一直很穩(wěn)定,實(shí)踐證明,只要按照要求對反滲透裝置進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù),就能保證反滲透設(shè)備的出力和水質(zhì)要求,就能保證膜壽命。 參考文獻(xiàn) [1]DL/T951—2005《火電廠反滲透水處理裝置驗(yàn)收導(dǎo)則》中國電力出版社 作者簡介 韓鳳麗(1967-),女,內(nèi)蒙古赤峰市,現(xiàn)職稱:技師,學(xué)歷:大專,研究方向:電廠化學(xué)水處理。 本文摘自中國論文網(wǎng),原文地址:http://www.xzbu.com/2/view-4422556.htm 0 概述 反滲透作為膜過濾技術(shù)在火力發(fā)電廠的水處理應(yīng)用中已越發(fā)普遍,從用于離子交換的預(yù)脫鹽到全膜水處理的一部分,它解決了單一離子交換設(shè)備存在的設(shè)備臺(tái)數(shù)多、投資費(fèi)用高、大量使用酸、堿而造成的環(huán)境污染等一系列問題。 1 我廠反滲透設(shè)備運(yùn)行狀況 我廠發(fā)電一分場作為東北地區(qū)最早使用反滲透進(jìn)行預(yù)脫鹽的單位,自1996年至2011年已有15年的運(yùn)行和維護(hù)經(jīng)驗(yàn),從反滲透膜的使用年限看運(yùn)行維護(hù)水平。從RO實(shí)際運(yùn)行狀況看:兩套R(shí)O自1996年10月投運(yùn),第一次換膜時(shí)間均為2004年5月,膜使用年限為七年半,到2011年6月,#1RO狀況良好,總壓差未超過0.35MPa,而#2RO2011年4月壓差升高,清洗后效果不明顯,等待換膜。在脫鹽率和回收率基本能保證要求的情況下,都達(dá)到了理論使用年限。本文重點(diǎn)從化學(xué)清洗方面進(jìn)行總結(jié)和分析。 我廠水處理系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透預(yù)脫鹽系統(tǒng)和離子交換除鹽系統(tǒng)三大部分組成,其工藝流程如下:地下水→生水泵→生水加熱器→高效纖維過濾器→5U保安過濾器→高壓泵→反滲透(2×52m3/h)→滲透水箱→滲透泵→逆流再生陽離子交換器→除碳器→中間水箱→中間水泵→陰浮動(dòng)床→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。 我廠使用的反滲透設(shè)備,系引進(jìn)美國陶氏公司生產(chǎn)的復(fù)合膜。#1、2 RO出力分別為50m3/h,總出力為100t/h,脫鹽率為90%,回收率為75%。每套反滲透設(shè)備由54根膜元件組成,均采用一級二段6-3方式排列布置,即一段由36根膜元件組成6個(gè)膜組件,二段由18根膜元件組成3個(gè)膜組件。 2 反滲透清洗情況及效果 反滲透設(shè)備自96年10月投運(yùn)以來,由于使用地下水,加之運(yùn)行過程對高效過濾器和對保安過濾器進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查、清洗和更換濾芯,并堅(jiān)持每年對反滲透設(shè)備進(jìn)行清洗,運(yùn)行狀況一直良好。2004年5月?lián)Q膜后脫鹽率97%左右,系統(tǒng)壓差0.3MPa,產(chǎn)水流量50m3/h。自2006年4月份,反滲透逐步出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,產(chǎn)水流量約下降10%左右,脫鹽率下降至91%左右。對不同于以往的情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析,發(fā)現(xiàn)反滲透設(shè)備存在以下幾方面問題: 2.1 產(chǎn)品水流量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 反滲透設(shè)備單套原設(shè)計(jì)產(chǎn)品水流量為50 m3/h,目前實(shí)際上只有40-45 m3/h。 2.2 脫鹽率普遍降低 反滲透系統(tǒng)原設(shè)計(jì)脫鹽率為97%以上,目前實(shí)際上只有92%左右。 2.3 各段壓差明顯增高 正常運(yùn)行系統(tǒng)壓差在0.3MPa左右,而目前壓差最高達(dá)0.5MPa左右。 2.4 加藥系統(tǒng)存在問題 由于自動(dòng)加藥系統(tǒng)一直未投入運(yùn)行,對于母管制并聯(lián)運(yùn)行的兩套反滲透設(shè)備,單靠人工調(diào)節(jié)加藥量很難控制,長期運(yùn)行中加藥量的不穩(wěn)定,導(dǎo)致反滲透膜結(jié)垢,并呈加速趨勢。 3 產(chǎn)生原因分析 3.1 阻垢劑加入量不夠 2005年8月份更換為新型阻垢劑FLOCON-260。由于FLOCON-260無化驗(yàn)方法,對于水處理母管制并聯(lián)運(yùn)行的反滲透設(shè)備,單靠人工調(diào)節(jié)加藥量很難控制,阻垢劑的使用控制不當(dāng),使得反滲透進(jìn)水中的加藥量極不穩(wěn)定,沒有真正起到阻垢作用,導(dǎo)致反滲透膜結(jié)垢,并呈加速趨勢。 鹽水經(jīng)過反滲透后,水中95%以上的含鹽量被阻擋在濃水中,導(dǎo)致濃水含鹽量上升(水的回收率在75%時(shí),濃水中含鹽量增加至進(jìn)水4倍),鹽類的這種濃縮是反滲透裝置結(jié)垢的主要原因。這些物質(zhì)中最常見的為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機(jī)或無機(jī)沉積物。由于污染物的污染速度與給水條件、運(yùn)行方式等因素有關(guān),因此應(yīng)該控制產(chǎn)品水的回收率,使?jié)馑髁烤S持在難溶鹽類不會(huì)析出的狀況下,既避免其離子積超過濃度積,同時(shí)要嚴(yán)格按照導(dǎo)則要求在發(fā)生污染時(shí)應(yīng)及時(shí)的進(jìn)行清洗,否則污染將會(huì)在相對較短的時(shí)間內(nèi)使膜元件的性能遭到嚴(yán)重的破壞。 3.2 反滲透運(yùn)行監(jiān)督部分誤差大 反滲透系統(tǒng)中的有關(guān)表計(jì)如壓力表、流量表、電導(dǎo)表等損壞較多,現(xiàn)存表計(jì)誤差大,無法保證正常監(jiān)督反滲透設(shè)備的運(yùn)行情況。 3.3 反滲透進(jìn)水溫度無法保證 眾所周知反滲透膜有適宜的水溫要求,適當(dāng)?shù)靥岣咚疁赜欣诮档退酿ざ?,增加膜的透過速度。由于加熱器使用年限較長,銅管漏泄停運(yùn)情況時(shí)有發(fā)生,針對此情況對生水加熱器進(jìn)行了全面的改造,并且增加了二次加熱系統(tǒng),提高了生水的加熱效果,改善了反滲透的運(yùn)行工況。 4 清洗方案的確定 膜的污染是一個(gè)漸變過程,所以應(yīng)在早期采取措施,消除污染物,避免損壞膜元件或降低其性能。根據(jù)反滲透設(shè)計(jì)導(dǎo)則的要求,結(jié)合反滲透投運(yùn)以來的各種情況運(yùn)行、清洗的經(jīng)驗(yàn),為了進(jìn)一步檢查、驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)垢情況和制定符合實(shí)際的清洗方案,對反滲透系統(tǒng)進(jìn)行檢查、取樣,結(jié)果如下: RO一段壓力容器進(jìn)口側(cè)第一膜元件端面有許多橡膠墊碎片等雜物。 RO二段壓力容器進(jìn)口側(cè)內(nèi)壁附著有一層外觀為淺黃白色疏松狀的垢類,根據(jù)分析可初步判斷,系統(tǒng)內(nèi)所結(jié)垢類的主要成分為硫酸鈣。并且通過對一段壓力容器進(jìn)口側(cè)機(jī)械雜質(zhì)的清理,使一段壓差有所下降。 反滲透系統(tǒng)的清洗是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)工作,清洗中稍有不慎,將會(huì)對反滲透膜造成不可彌補(bǔ)的損傷。因此,清洗前首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)存在的問題制訂嚴(yán)格、科學(xué)的清洗方案,其次要嚴(yán)格控制清洗過程的每一個(gè)步驟,同時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視清洗過程中出現(xiàn)的不同情況,靈活機(jī)動(dòng)的調(diào)整監(jiān)督手段,最終達(dá)到清洗污垢、保護(hù)設(shè)備的目的。5 清洗過程 清理機(jī)械雜質(zhì),將一段壓力容器進(jìn)水端的端板打開,清理每根膜元件端頭上的機(jī)械雜質(zhì)。 根據(jù)清洗配方配制酸洗、堿洗、殺菌等清洗藥液:啟動(dòng)清洗水泵循環(huán)一小時(shí)以上,使其中的藥液完全溶解,并達(dá)到所需要的濃度與溫度。 水清洗:啟動(dòng)清洗水泵,將配置好的清洗液以低流速、低壓力打至反滲透設(shè)備壓力容器中并置換掉原有溶液。 循環(huán):當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)原有水質(zhì)被置換掉,全部充滿清洗藥液時(shí),即可將清洗藥液全部回收至清洗箱中打循環(huán),并維持恒定的壓力和溫度。如果膜元件污染嚴(yán)重,應(yīng)在清洗初期幾分鐘內(nèi)將藥液排放掉,然后再進(jìn)行循環(huán)清洗。 浸泡:通常浸泡一小時(shí)即可,對于污染嚴(yán)重的膜元件延長浸泡時(shí)間,最多可浸泡10~15個(gè)小時(shí)。在延長的浸泡時(shí)間內(nèi),為保持較高的溫度,可繼續(xù)加熱并保持低速循環(huán)。 大流量沖洗:用泵在一定壓力下大流量循環(huán)清洗液30—60分鐘。 沖洗:用反滲透產(chǎn)品水或除鹽水沖去系統(tǒng)中殘存的清洗液。 清洗過程中應(yīng)嚴(yán)格控制清洗液溫度、PH值、壓力等在要求范圍內(nèi),不得任意超標(biāo)。 6 清洗程序的規(guī)范化 配制清洗液時(shí),應(yīng)保證所用全部化學(xué)藥品均是可溶的。在進(jìn)入膜元件循環(huán)前藥液應(yīng)混合均勻。 清洗結(jié)束轉(zhuǎn)入正常備用前,應(yīng)先在低流量,低壓力下將膜元件內(nèi)的藥液沖凈,直至出水潔凈。 在清洗循環(huán)中,清洗液溫度不應(yīng)超過40℃。 對于多段反滲透裝置,即可分段清洗,也可串聯(lián)清洗,具體清洗方式可根據(jù)膜污染情況確定。 7 清洗效果的評價(jià) 實(shí)際過程中可以把清洗前后RO運(yùn)行各參數(shù)變化情況,輸入反滲透“標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行管理軟件”,進(jìn)行反滲透系統(tǒng)清洗效果的評價(jià)。最直觀的方法就是在相同的水溫、流量和產(chǎn)品水回收率和入口水壓力情況下,壓差和脫鹽率變化情況。反滲透系統(tǒng)運(yùn)行狀況的好壞,影響因素有進(jìn)水水質(zhì)成分、回收率、溫度、壓力、PH值及膜的運(yùn)行時(shí)間等,這些因素綜合構(gòu)成了對反滲透膜性能的影響。 本次清洗使各種參數(shù)恢復(fù)正常,保證供給合格的除鹽水。 在隨后的幾年里,我廠堅(jiān)持對反滲透設(shè)備加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)督和定期清洗制度,反滲透設(shè)備運(yùn)行一直很穩(wěn)定,實(shí)踐證明,只要按照要求對反滲透裝置進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù),就能保證反滲透設(shè)備的出力和水質(zhì)要求,就能保證膜壽命。