概述 反滲透作為膜過濾技術在火力發電(diàn)廠的水處理應用中已越發普遍,從用於離子交換的預脫鹽到全膜水處理(lǐ)的一部分,它解決了單一離子交換設備(bèi)存在的設備台數多、投資費用高、大量使用酸、堿而造成的環(huán)境汙染等一係列問題。 1 我廠反滲透設備運行狀況 我廠發(fā)電一分(fèn)場作為東北地區最早使用反滲透進行預脫(tuō)鹽的單位,自1996年至2011年已有(yǒu)15年的運行(háng)和維護經驗(yàn),從反滲透(tòu)膜的(de)使(shǐ)用(yòng)年(nián)限(xiàn)看運行維護水平。從RO實際運行狀況看:兩(liǎng)套(tào)RO自1996年10月投運,第一次換膜時間(jiān)均為2004年5月,膜使用年限為七年半,到2011年6月,#1RO狀況良(liáng)好,總壓差未超過0.35MPa,而#2RO2011年4月壓差升高,清(qīng)洗後(hòu)效果不明(míng)顯,等待換膜。在脫鹽率和回收率(lǜ)基本能保證要求的情況下,都達到了理論使用年限。本文重點從化學清(qīng)洗方麵進行總結和分析。 我廠水處理係統(tǒng)由預處理係統、反滲透預脫鹽係統和離子交換除鹽係(xì)統三大部分組成,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(guò)濾器→高(gāo)壓泵→反(fǎn)滲(shèn)透(2×52m3/h)→滲透(tòu)水(shuǐ)箱→滲(shèn)透泵→逆流再生陽離(lí)子交換器→除碳器(qì)→中間水箱→中間水泵→陰浮動床→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。 我廠使用(yòng)的反滲透設備,係引進美國陶氏公司生產的複合膜。#1、2 RO出(chū)力分別為50m3/h,總出力為100t/h,脫鹽率為90%,回(huí)收率為75%。每套反滲(shèn)透設備(bèi)由54根(gēn)膜元件組成,均采用一級(jí)二段6-3方式排列布置,即一段(duàn)由36根膜元件組(zǔ)成6個(gè)膜組件,二段由18根(gēn)膜元件組成3個膜(mó)組件。 2 反滲(shèn)透清洗情況及效果 反(fǎn)滲透設(shè)備自96年10月投運以來,由於使用地下水,加(jiā)之運(yùn)行過程對(duì)高效過(guò)濾器和對保安過濾器進行嚴格的(de)監(jiān)督檢查、清洗和更換濾芯,並堅持每年對反滲(shèn)透設備進行清洗,運行狀況一(yī)直良(liáng)好。2004年(nián)5月換膜後脫鹽率97%左右,係統壓差0.3MPa,產水流量(liàng)50m3/h。自2006年4月份,反滲透逐步出(chū)現(xiàn)異常現象,產水流量約(yuē)下(xià)降10%左右,脫鹽率下降至91%左右(yòu)。對不同於以(yǐ)往的情況進行了詳細的分析,發現反滲透設備存在以下幾方麵問題(tí): 2.1 產(chǎn)品水流量(liàng)達不到設計要求 反滲(shèn)透設備單套原設計產(chǎn)品水流量為50 m3/h,目前實際上(shàng)隻有40-45 m3/h。 2.2 脫(tuō)鹽率普遍降(jiàng)低 反滲透係統原設計脫鹽率為97%以上,目前實際上隻有92%左右。 2.3 各段壓差明顯增高 正常運行係統壓差在0.3MPa左(zuǒ)右,而目前壓差最高達0.5MPa左右。 2.4 加藥係統存在問題 由於自動加藥(yào)係統一直(zhí)未投入運行,對於母管製並聯運行的兩套反滲透設備,單靠人工(gōng)調(diào)節加藥(yào)量很(hěn)難控製,長期運行中(zhōng)加藥量的不穩(wěn)定,導致(zhì)反滲透膜結垢,並呈加速趨勢。 3 產生原因分析 3.1 阻(zǔ)垢劑加入量不夠 2005年8月份更(gèng)換為新型(xíng)阻垢劑FLOCON-260。由於FLOCON-260無化驗方法,對於水處理母管製並聯運行的反滲透設備(bèi),單靠人工調節(jiē)加藥量很難控製,阻垢劑的使用控製不當,使得反滲透進水中的加藥量極不穩定,沒有真(zhēn)正起到阻垢作用,導致反滲透膜結垢,並(bìng)呈加(jiā)速趨勢。 鹽水經過反滲透後,水中95%以上的含鹽(yán)量被阻擋在濃水中,導致濃水含鹽量上升(水的回收率(lǜ)在75%時,濃水中含鹽量(liàng)增加至進水4倍(bèi)),鹽類的這種濃縮是反滲透裝置結(jié)垢的主要原因。這些物質中最常見的為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧(yǎng)化物(wù)垢、矽沉積物(wù)及有機或無(wú)機沉積物。由於汙染物的汙染速度與(yǔ)給水條件(jiàn)、運行方式等因素有關,因此應該控製產品水的回收率,使濃水流量(liàng)維持在難溶鹽(yán)類不會析出的狀況下,既避免其離子積超過濃度積,同時要嚴格按照(zhào)導則要求在發生汙染時應及時的進行清洗,否則汙染將會在相對較短的(de)時間內使膜元件的性能遭到嚴重的破壞。 3.2 反滲透運行監督部分誤差大(dà) 反滲透係統中的有關表計(jì)如壓力表、流(liú)量表、電導表等損壞較多,現存表計誤差大,無法保證正常監督反滲透設備的運行情況。 3.3 反滲(shèn)透進水溫度無(wú)法(fǎ)保證 眾所周知反滲透膜有適宜的水(shuǐ)溫要(yào)求,適當地提高水溫(wēn)有利(lì)於降低水的黏度,增加膜的透過速(sù)度。由於加熱器使用年限較長,銅管漏泄停運情況時有發生(shēng),針對此情況對生水加熱器進行了全(quán)麵的改造,並且增加了二次加熱係(xì)統,提高了(le)生水的(de)加熱效果,改善了反滲透(tòu)的運行工況。 4 清洗方案的(de)確定 膜的汙染是一(yī)個漸變過程,所以應在早期采取措施,消除汙(wū)染物,避免損壞膜(mó)元件或降低其性能。根據反(fǎn)滲(shèn)透設計(jì)導則的要求,結(jié)合反滲透投運以來的各種(zhǒng)情況運行、清洗的經驗,為了進一步檢查、驗證係統結(jié)垢情況和製定符合實際的清洗方案,對反滲透係統進(jìn)行檢查、取樣,結果如下: RO一段壓力容器進(jìn)口側第一膜元(yuán)件端麵有許多橡膠墊碎片等雜物(wù)。 RO二段壓力容器進口側內壁附著(zhe)有一(yī)層外觀為淺黃(huáng)白(bái)色疏鬆狀的垢類,根據分析可初步判斷,係統內所結垢類的主要成分為硫酸(suān)鈣。並(bìng)且通過對一段壓力容器進口側機械雜質的清理,使一段壓差有所下降。 反滲透係統的清洗是一項(xiàng)嚴謹(jǐn)的技術(shù)工作,清洗中稍有不慎,將會對反滲(shèn)透膜造成不可彌補的損傷。因此,清洗前首先應根據係統存(cún)在的問題製訂(dìng)嚴格、科學的清洗(xǐ)方案(àn),其次要嚴格控製(zhì)清洗過(guò)程的每一個步驟,同時應嚴密監視清洗過程中出現的不同情況,靈活機動的調(diào)整監督手段,最(zuì)終達到清洗汙垢、保護(hù)設備的目的。5 清洗過程 清理(lǐ)機械雜質,將一段壓力容器進水端的端板打開,清理每根膜元(yuán)件端頭上的機械雜質(zhì)。 根據清洗配方(fāng)配(pèi)製酸洗、堿洗、殺菌等清(qīng)洗藥液(yè):啟動清洗水泵循環一小時以上,使其中的(de)藥液完全溶解,並達到所(suǒ)需要的濃度與溫度。 水清洗:啟動清洗水泵,將(jiāng)配置好的清洗液以低流速、低壓(yā)力打(dǎ)至反滲透設備壓力容器中並置換掉原有溶液。 循環:當係統內原有水質被置換掉,全部充滿清洗藥液時,即可將清(qīng)洗藥液全部回收至清洗箱中打循環,並維持恒定的(de)壓力和溫(wēn)度。如果膜元件汙染嚴(yán)重,應在(zài)清洗初期幾分鍾內將藥液排放掉,然(rán)後再(zài)進行(háng)循環清洗。 浸泡:通常浸(jìn)泡一小(xiǎo)時即可,對於汙染嚴重的膜元件(jiàn)延長浸泡時間,最多可浸泡10~15個小(xiǎo)時。在延長的浸泡時間內,為保持較高的溫度,可繼(jì)續(xù)加熱並保持低速循環。 大流量衝洗:用泵在一定壓力下(xià)大流量循環清洗液30—60分鍾。 衝洗:用(yòng)反滲透產品水或除鹽水衝去係統中殘存的(de)清洗液。 清洗過程中(zhōng)應嚴格控製清洗液溫度、PH值、壓力等(děng)在要求範(fàn)圍內,不得任意超標。 6 清洗(xǐ)程序的規範化 配製(zhì)清洗液時(shí),應保證所用全部化學藥品均是(shì)可溶的。在進入(rù)膜元件循環前藥液應混(hún)合均勻。 清洗結束轉入正常備用前,應先在低流量,低壓力下將(jiāng)膜(mó)元件內的藥液衝(chōng)淨,直(zhí)至出水潔淨。 在清洗循環中,清洗液溫度不應超過40℃。 對於多段反滲透裝置,即可分段清(qīng)洗,也(yě)可串聯清洗,具體清洗方式可根據膜汙染(rǎn)情況確定。 7 清洗(xǐ)效果的評價 實際過程中可以把清洗前後RO運行各參數變化情況,輸入反滲透“標準化運行管理(lǐ)軟件”,進行反滲透係統清洗效果的評價。最(zuì)直觀的方法就是在相同的水溫、流量和產品(pǐn)水回收率和入口水壓力情(qíng)況下(xià),壓差和(hé)脫鹽率變化情況。反滲透係統運行狀況的好壞,影響因素有進水水(shuǐ)質成分、回收率、溫度、壓力、PH值及膜的運行時間等,這些因素綜合構成了對反滲透(tòu)膜性能的影響。 本次清洗使各種參數恢複正(zhèng)常,保證供給(gěi)合格的(de)除鹽水。 在隨後的幾年裏(lǐ),我廠堅持對(duì)反滲透(tòu)設(shè)備加強運行監督和定期清(qīng)洗製度,反滲(shèn)透設備(bèi)運行一直很穩(wěn)定,實踐(jiàn)證明,隻要按照要求對反滲(shèn)透裝置進行運行和維護,就能保證反滲透設備的出力和(hé)水(shuǐ)質要求,就能保(bǎo)證膜壽命。 參考文獻 [1]DL/T951—2005《火電廠反滲透水(shuǐ)處(chù)理裝置驗收導(dǎo)則》中國(guó)電力出版社(shè) 作者簡介 韓鳳(fèng)麗(1967-),女,內蒙古(gǔ)赤峰市,現職稱:技師(shī),學曆:大專,研究方向:電廠化學水處理。 本文摘自(zì)中國論文網,原文地址:http://www.xzbu.com/2/view-4422556.htm 0 概述 反(fǎn)滲透作為膜過濾技術在火(huǒ)力發電廠的水處(chù)理應用中已越發普遍,從用於離子交換的預脫鹽到全(quán)膜水處理的一部分,它解決(jué)了(le)單一離子交換設備存(cún)在的設備台數多、投資費用高、大量使用酸、堿(jiǎn)而造成的環境汙染等一係列問題。 1 我廠反滲透設(shè)備運行狀況 我廠發電一(yī)分場作為東北地區最早使(shǐ)用反滲透(tòu)進行預脫鹽的單位,自(zì)1996年至2011年已有15年的運行和維護經驗,從反滲透(tòu)膜的使用年限看運行維護(hù)水平。從RO實際運行狀況看(kàn):兩套RO自1996年10月投運,第一次換膜(mó)時間均為2004年5月,膜使用年限(xiàn)為七年(nián)半,到2011年6月,#1RO狀況(kuàng)良好(hǎo),總壓差未超過0.35MPa,而#2RO2011年4月壓差升(shēng)高,清洗後效果不明顯(xiǎn),等待換膜。在脫鹽率和回(huí)收率基本能(néng)保(bǎo)證要求的情況下,都達到了理論使用年限。本文(wén)重點從化學清洗方麵(miàn)進行總結和(hé)分析。 我廠水處理係統由(yóu)預處理(lǐ)係統、反滲透預脫鹽係統和離子交換除鹽係統三大部分組成,其工藝流程如下:地下水→生(shēng)水泵→生水加熱器→高效纖維過濾(lǜ)器→5U保安過濾器→高壓泵→反滲透(2×52m3/h)→滲透水箱→滲透(tòu)泵→逆流再生陽離子交換器→除碳器→中間水箱→中間水泵→陰浮動床(chuáng)→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。 我廠使用的反滲透設備,係引進(jìn)美國陶氏公(gōng)司生產的複合膜。#1、2 RO出力分別為50m3/h,總出力為100t/h,脫鹽率為(wéi)90%,回(huí)收率為75%。每套反滲透設備由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個膜組件,二段由18根膜元件組成3個膜組件(jiàn)。 2 反滲透清洗(xǐ)情(qíng)況及效果 反滲透設備自(zì)96年10月投運以來,由於(yú)使用地下水,加之運行過程對高效過濾器和對保安過濾器進行嚴格的監督檢查、清洗和更(gèng)換濾芯,並堅持每年對反滲透設備進行清洗,運行狀況一(yī)直良好。2004年5月換膜後脫鹽率97%左右,係統壓差0.3MPa,產(chǎn)水流量50m3/h。自2006年4月份,反滲透逐步出現異常現象,產水流量約下降10%左右(yòu),脫鹽率下降至91%左右(yòu)。對不同於以往的情況進行了詳細的分析,發現反滲透(tòu)設備存在以下幾方麵(miàn)問題(tí): 2.1 產品水流量達不到設(shè)計要求 反滲透設備單套原設計產品(pǐn)水流量為50 m3/h,目前實際上隻有40-45 m3/h。 2.2 脫鹽率普遍(biàn)降低 反滲透係統原(yuán)設(shè)計脫(tuō)鹽率為97%以上,目前實(shí)際上隻有92%左右。 2.3 各段壓差明顯(xiǎn)增高 正常運行係(xì)統壓差(chà)在0.3MPa左右,而目前壓(yā)差最高達0.5MPa左右。 2.4 加藥係統存在問題 由於自動加藥係統一直未投(tóu)入運行,對於母管製並聯運行的兩套反滲透設備,單靠人工調節加藥量很難控(kòng)製,長期運行中加(jiā)藥量的不穩定,導致反滲透膜結垢,並呈加速(sù)趨勢。 3 產生原因分析 3.1 阻垢劑加入量不夠 2005年8月份更換為(wéi)新型(xíng)阻(zǔ)垢(gòu)劑FLOCON-260。由於FLOCON-260無化驗(yàn)方法,對於水處理母管製並聯運行的反滲透設備,單靠人工調節加藥量很(hěn)難控製,阻垢劑的使用控製不當,使得反滲透進水中的加藥量極不穩定,沒有真正起到阻垢作(zuò)用,導致反(fǎn)滲透膜結垢,並呈加速趨勢。 鹽水經過反滲透後,水中(zhōng)95%以上(shàng)的含鹽量被阻擋在濃水中,導致濃水含鹽量上升(水的回收率在75%時,濃水中含鹽量增加至進水4倍),鹽類的這種濃縮(suō)是反滲透裝置結垢的主要原因。這些物質中最常見的為(wéi)碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、矽沉積(jī)物及有機(jī)或無機沉(chén)積物。由於汙染(rǎn)物的汙染速度與給水條件、運行方式(shì)等(děng)因素有關,因此應該控製產品水的回收率,使濃水流量維持在(zài)難溶鹽類不會析出的狀況下,既避免其離子積超過濃度積(jī),同時要嚴格按照導則要求在發生汙染時應及時的進行清洗,否則汙染將會在相對較短的時間內使膜元件的(de)性能遭到嚴重的破壞。 3.2 反滲透運行監督部分(fèn)誤差大 反滲(shèn)透係統中的有關表計如壓力表、流量(liàng)表、電導表等損壞較多,現存表計誤差大,無法保證正常監督反滲透設備的運行情況。 3.3 反滲透進水溫(wēn)度無(wú)法保證 眾所周知反滲透膜有(yǒu)適(shì)宜的水溫要求(qiú),適當地提(tí)高(gāo)水(shuǐ)溫有利於降低水的黏度,增加膜的透過(guò)速度。由於加熱器使用(yòng)年限較長,銅管漏泄停運情(qíng)況時有(yǒu)發生,針對此情況對(duì)生水加熱器進行(háng)了全麵的(de)改造,並且增加了二(èr)次加熱係(xì)統,提高了生水的加熱效果(guǒ),改(gǎi)善(shàn)了反滲(shèn)透的運行(háng)工況。 4 清洗方案的(de)確定 膜的汙染是一個漸變過程,所以應在早期采取措施,消除汙染物,避免損壞膜元件(jiàn)或(huò)降低其性能。根據反滲(shèn)透(tòu)設計(jì)導則的要求,結合反(fǎn)滲透投運以來的各種情況(kuàng)運行、清洗的經驗,為了進一步檢查、驗證係統結垢情況和製定符合實際的清洗方案,對(duì)反滲透係統進行檢(jiǎn)查、取樣,結果如下: RO一(yī)段壓力容器進口側第一膜元件端麵有許多橡膠墊碎片等雜物。 RO二段壓力容(róng)器進(jìn)口側內壁附著有一(yī)層外觀為(wéi)淺黃白色疏鬆狀的垢類,根據分析可(kě)初步(bù)判斷(duàn),係統內(nèi)所結垢類的主要成分為硫酸鈣。並且通(tōng)過對一段壓力(lì)容器進口側機械雜質的清理,使一段壓差有所下降。 反滲透係統的清(qīng)洗(xǐ)是一(yī)項嚴謹的(de)技術(shù)工作,清洗(xǐ)中稍(shāo)有不慎,將會對反滲透膜造成不可(kě)彌補的損傷。因此,清洗前首先應根據係統存在的問(wèn)題製(zhì)訂嚴格、科學的清洗方案,其次要嚴格控製清洗過程的每一個步(bù)驟,同時應嚴密監視清洗過程中出現的不同情況,靈活機動的調整監督手段,最(zuì)終達到清洗汙垢、保護設備的目的。5 清洗過程 清理機械雜質,將一段壓力容器進水端的端板打開,清理每根膜元件(jiàn)端頭上的機械(xiè)雜質。 根(gēn)據清洗配方配製酸洗、堿洗、殺菌等清(qīng)洗藥液:啟動清洗水泵循環(huán)一小時以上,使其中的藥液完全溶(róng)解,並達(dá)到所需要的濃(nóng)度與溫度。 水(shuǐ)清洗:啟(qǐ)動(dòng)清(qīng)洗水泵,將配置好的清洗液以低流速、低壓力打至反滲透設備壓力容器(qì)中並置換掉原有溶液。 循環:當係統(tǒng)內原有水質被置換掉,全部充滿(mǎn)清洗(xǐ)藥液時,即可將清洗藥液全(quán)部回收至清洗箱中打循環,並維持恒定(dìng)的(de)壓力和溫度。如果膜元件汙染嚴重,應在(zài)清洗初期幾分鍾內將藥液排(pái)放掉,然後再進(jìn)行循環清洗(xǐ)。 浸泡(pào):通常浸泡一小時即可,對(duì)於汙染嚴重的膜(mó)元件延(yán)長浸泡(pào)時間,最多(duō)可浸(jìn)泡10~15個小時。在延長的浸泡時間(jiān)內,為保持較高的溫度,可繼續加熱並保持低(dī)速循環。 大流量衝洗:用(yòng)泵在一定壓力下大流量循環(huán)清洗液30—60分鍾。 衝洗:用反滲透產品水或除鹽水衝去係統中(zhōng)殘存的清洗液。 清洗過程中應嚴格控製清洗液溫度、PH值、壓力等在要求範圍內,不得任意超標。 6 清洗(xǐ)程序的規範化 配製清洗液時,應保證所用全部(bù)化學藥品均是可溶的。在進入膜元件循環前藥液應混合均勻。 清洗結束轉入正常(cháng)備用前,應先在低流量,低壓力下將膜元件內的藥液衝(chōng)淨,直至出水潔淨。 在清洗循環中,清洗液溫度不應超過40℃。 對於多段反滲透裝置,即(jí)可分段清洗(xǐ),也可串聯清洗,具體清洗方式可根據膜汙染情況確定。 7 清洗效果(guǒ)的評(píng)價 實(shí)際過程中可以把清洗(xǐ)前後RO運行各參數變化情況,輸入反滲透“標(biāo)準化(huà)運行管(guǎn)理軟件”,進行反滲透(tòu)係統清(qīng)洗效果的評價。最直觀的方法(fǎ)就是在相同的水溫、流量和產品水回收率和(hé)入口水壓力情況下,壓差和(hé)脫鹽率變化情況。反滲(shèn)透係統運行狀況的好壞,影響因素有進水水(shuǐ)質成分、回收(shōu)率、溫度、壓力、PH值及膜的運行(háng)時間等,這(zhè)些因素綜合構成了對反滲透(tòu)膜性能的影響。 本次清洗使(shǐ)各種參(cān)數(shù)恢複正常,保證供給合格的除鹽水。 在隨後(hòu)的幾年裏,我廠堅持對反滲透(tòu)設備加強運行監督和定期清洗製度,反滲透設備運行一直很穩定,實踐證明,隻要按照要求對反滲透裝置進行運行和維(wéi)護,就能保證反滲透設備的出力和水質要求,就能(néng)保證膜壽命。