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反渗透纯水设备的运行管理

浏览次数: 日期:2010年3月23日 10:39

摘要:

反渗透纯水设备的运行管理


关键词:反渗透设备;反渗透纯水设备;补给水处理;运行管理

  反渗透(以下简称RO)是近20年来广泛应用的水处理技术,它对提高水资源的利用,缓解全球性水资源紧缺有实际意义。因其优越的操作性能和经济效益,也越来越多地应用于发电厂锅炉补给水处理中。

  珠海发电厂,一期工程为2×600 MW燃煤发电机组,锅炉补给水处理的水源在枯水期取自珠海市斗门五山水库,水质稳定,在潮讯期则取自斗门大环河,易受海水倒灌的影响。为适应以水库水和近海河水交替作为水源,锅炉补给水处理在原水经混凝澄清过滤的预处理后,在进入除盐处理之前增加了2套美国进口的反渗透纯水设备(反渗透水处理设备),以确保锅炉补给水水质。

  锅炉补给水处理的流程如下:

  原水→混凝澄清过滤→软化器→RO设备→除碳器→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→补给水进锅炉。

1 设备原理和技术参数

  反渗透是渗透的逆意,在RO设备膜的浓溶液一侧,外加一个大于其渗透压的压力,则溶剂(水)会由浓溶液侧渗透膜流向稀溶液,从而得到纯净的水。

  珠海发电厂从美国引进2套RO设备,其主要技术参数为:

  膜材料  芳香聚酰胺螺旋卷式膜;

  设备型号  FT30;

  最大工作压力  2.1 MPa;

  标准流量  进水83 t/h(净水62 t/h,浓盐水21 t/h);

  组装型式一段8个容器,2段4个容器组装而成。

2 RO设备运行中主要参数的控制

  珠海发电厂RO设备经调试于1999年3月投入运行。要达到经济、高效运行,就要做好运行中主要参数的控制。

2.1 原水预处理出水水质的控制

  a)原水经澄清过滤后出水浊度小于1 mg/L;

  b)软化器进口加入NaHSO3溶液,维持ORP值在70~130范围,以除去水中过大的余氯,使余氯小于0.1 mg/L,并起杀死水中微生物,保护RO设备,反渗透膜的作用;

  c)精密过滤器出水浊度值小于0.2 mg/L,SDI值小于4。

2.2 RO设备主要运行参数的控制

  a)在实际运行中,最佳pH值为6.5~7.5。

  b)温度对RO的透水量有较明显的影响,水温每提高1 ℃,透水量增加2.7%,但运行水温不能超过35 ℃;

  c)运行压力越大,透水量也越大(在许可范围内),运行压力一般控制在1.3~1.4 MPa范围;

  d)运行中控制回收率为75%;

  e)运行中控制SDI值小于4。

3 RO设备的运行及注意事项

3.1 RO设备的运行

  
RO设备的运行包括:预冲洗、冲洗、运行、运行后冲洗4个步骤:

  
a)“预冲洗”的目的是把RO内充满水,除去膜内空气。

  
b)“冲洗”是预冲洗的继续。在45 s内,RO的出水质量达到要求后自动投入运行;若在45 s内不能达到要求,或流量小于最小设定值,则RO会自动转为“运行后冲洗”阶段。

  
c)“运行”是冲洗的继续。在此阶段,运行人员应根据压力、75%回收率和流量来调整RO进水门及浓盐水出水门的阀门开度。

  d)“运行后冲洗”的目的是当RO设备停止运行时,通过低压的水流冲洗反渗透膜而除去残留在膜内的盐分,直至浓盐水侧的水质与进水侧水质一样为止。时间为预设定,通常约需10 min。

3.2 运行操作中应注意的事项

  a)每次启动RO设备时,应缓慢开启进水阀,以防止反渗透膜因受瞬间的过高压力而遭到破坏。

  b)操作中应注意静背压,不允许净水侧压力高于进水及浓盐水侧的压力。

  c)不论在运行或停运时,都必须注意防止反渗透膜的脱水现象,因为反渗透膜一旦脱水,会造成不可恢复的损伤。

4 RO设备的保养

  当RO设备停运时间超过48 h的情况下,则需对反渗透膜进行保养,防止因细菌、微生物的生长对膜造成破坏。通常采用的保养液有两种:亚硫酸氢钠或甲醛溶液。

4.1 用亚硫酸氢钠溶液保养

  停运时间低于5 d时,取亚硫酸钠的质量分数为0.5%即可,直接在运行中由加药泵加入,当RO完成“运行后冲洗”步骤后关闭所有进、出水阀门;若停运时间高于5 d,则应在清洗箱中配药,亚硫酸钠的质量分数为2%~3%。配好后利用清洗泵将药液慢慢循环注满RO容器内,然后关闭所有进、出水阀门。

4.2 用甲醛溶液保养

  一般地,取甲醛溶液的质量分数为0.5%~3.0%。甲醛的杀菌效果比亚硫酸氢钠佳,且不易被氧气分解,但操作应特别小心(怀疑甲醛有致癌作用),在实际中用亚硫酸氢钠更为方便些。

4.3 保养时应注意的事项

  a)保养期间应每周检测一次溶液的pH值,当pH≤3时,应更换溶液;

  b)每月至少应更换一次溶液;

  c)温度不能超过45 ℃。

5 RO设备的清洗

5.1 RO设备的清洗条件

  当反渗透膜被污染后,会造成透水量降低及进水侧与浓盐水侧的压降增加。当达到下列条件之一时,就应对RO设备进行清洗:

  a)透水量下降10%;

  b)出水中盐浓度增加10%;

  c)进水侧与浓盐水侧的压力差增加15%(与参考值相比,参考值是指开始运行的24~48 h内的压降值)。

5.2 确定污染物类型

  在清洗前,必须先确定污染物(或垢)的类型,这是清洗的关键。不同类型的污染物应用不同类型的化学药品进行清洗。在实际中可根据下列要点分析污染物的类型:

  a)分析进水水质及浓盐水中各种离子成分;

  b)分析运行数据;

  c)与上次清洗的原因进行比较;

  d)用SDI值判断膜上的沉积物;

  e)分析精密过滤器的沉积物;

  f)检查容器的内壁,若发现红褐色,则可能是铁锈。

5.3 清洗液配方

5.3.1 A配方

  柠檬酸(质量分数2.0%)、磷酸(质量分数0.5%)或草酸(质量分数1.0%)。这种溶液用于去除溶于酸的无机盐,如CaCO3、CaSO4、BaSO4等。

5.3.2 B配方

  Na2S2O4(质量分数1.0%)或磷酸(质量分数0.5%)。这种溶液用于去除金属氧化物(如氧化铁等)。

5.3.3 C配方

  磷酸三钠或三聚磷酸钠(质量分数2.0%)、EDTA钠盐(质量分数0.8%)。这种溶液适用于去除有机污染物。

5.3.4 D配方

  EDTA钠盐(质量分数1.5%)或六偏磷酸钠(质量分数1.0%)。这种溶液适用于去除硬度类垢。

6 杀菌处理

  反渗透膜若被细菌或微生物污染后,则应在清洗后进行消毒。

6.1 刹菌剂

  通常使用较多的杀菌剂为质量分数0.5%~3.0%的甲醛、乙醛溶液或质量分数不超过0.2%的过氧化氢溶液(膜连续浸泡在高于此质量分数的溶液下易被破坏)。使用过氧化氢时,pH值应小于4,在实践中,我们认为pH值为3较为合适。

  必须注意的是:若碱洗后进行杀菌处理,则必须对净水侧进行冲洗干净后再进行杀菌(可通过检测pH值进行确定),否则膜会被氧化。

6.2 影响杀菌效果的两个因素

6.2.1 温度的影响

  杀菌液温度不能超过25 ℃。试验表明:质量分数为0.2%过氧化氢溶液在34 ℃杀菌后几小时,则发生浓盐水侧积盐现象;而在24 ℃杀菌96 h,仍然非常理想。

6.2.2 含有金属元素杂质的影响

  金属(铁及其它金属)会对膜的降解起催化作用。试验表明,质量分数0.15%含铁的过氧化氢溶液杀菌150 h后,膜上的盐明显增加。因此,杀菌剂不允许含有金属元素杂质。

7 结束语

  反渗透设备的运行、维护简单,但不能疏忽。只有在日常的运行、维护等方面措施得当,管理严格,才能更好地发挥其应有的优点。

  
作者简介:温权谋(1971—),男,广东梅县人,电厂化学助理工程师,工学学士,从事电厂化学专业工作。

所属类别: 水处理方案

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