反滲透裝置在電廠水處理中的應(yīng)用及其維護(hù)

摘要：反滲透作為當(dāng)今比較先進(jìn)和節(jié)能的裝置，除少數(shù)電子企業(yè)外，大多數(shù)都被使用在鍋爐補(bǔ)給水方面，現(xiàn)在國內(nèi)很多電力企業(yè)都在使用反滲透裝置處理水中有機(jī)物、鹽類等物質(zhì)。本文結(jié)合新豐熱電廠反滲透工藝在水處理應(yīng)用的實(shí)際情況，著重論述反滲透裝置在電廠中的應(yīng)用及維護(hù)中應(yīng)注意的問題

關(guān)鍵詞：反滲透 膜 水處理

1 反滲透技術(shù)簡介

反滲透，是60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)新的膜分離技術(shù)，是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過程。反滲透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”，縮寫為“RO”。通過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，反滲透技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今最先進(jìn)和最節(jié)能有效的膜分離技術(shù)。

反滲透（RO）、超過濾（UF）、微孔膜過濾（MF）和電滲析（EDI）技術(shù)都屬于膜分離技術(shù)。在水處理中，膜分離技術(shù)是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)，半透膜又稱分離膜或?yàn)V膜，膜壁布滿小孔，根據(jù)孔徑大小可以分為：微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜（RO）等，膜分離都采用錯(cuò)流過濾方式。現(xiàn)今反滲透技術(shù)已在我國北方及東南沿海電廠被廣泛應(yīng)用。反滲透技術(shù)的核心是反滲透膜。了解認(rèn)識反滲透系統(tǒng)對我們以后的運(yùn)行維護(hù)有著很重要的意義。

2 反滲透基本原理

反滲透裝置的核心是反滲透的膜，我們稱之為半透膜，反滲透在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開來。由于反滲透膜的膜孔徑非常?。▋H為10A左右），因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等（去除率高達(dá)97%-98%）。它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機(jī)物。其原理圖如下：

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如圖一所示將兩種不同濃度的溶液分別置于反滲透膜的兩側(cè)，純水側(cè)的水將從純水的一側(cè)向鹽水的一側(cè)移動，這就是我們平常所說的滲透，當(dāng)鹽水側(cè)的液位達(dá)到一定高度時(shí)，鹽水側(cè)與純水側(cè)的壓力平衡，此時(shí)鹽水側(cè)與膿水側(cè)形成的液位差稱之為滲透壓。如圖二所示。

當(dāng)我們在鹽水側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，鹽水側(cè)的水將會向純水側(cè)流動，如圖三所示，這種現(xiàn)象就是反滲透。

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3 反滲透裝置在我廠的應(yīng)用

我廠用水采用豐鎮(zhèn)市污水處理廠二級處理后的污水，經(jīng)過電廠深度處理后作為電廠工業(yè)水補(bǔ)給水源。豐鎮(zhèn)市巨寶莊水庫地表水作為電廠鍋爐補(bǔ)充水水源。城市地下水作為電廠鍋爐補(bǔ)給水備用水源。廠內(nèi)設(shè)置中水處理站，采用的是MBR處理工藝。

3.1 系統(tǒng)連接與運(yùn)行方式 首先進(jìn)入化學(xué)水處理裝置的水我們稱之為原水，原水通過生水泵進(jìn)入多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、然后經(jīng)由保安過濾器，出水通過高壓泵進(jìn)入反滲透膜組，通過反滲透處理后的水稱為淡水。我廠反滲透裝置包括兩臺保安過濾器、兩臺高壓泵，為串聯(lián)運(yùn)行。一般情況下為一用一備狀態(tài)。備用的反滲透需要每日進(jìn)行沖洗。如圖四。

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水處理系統(tǒng)出水水質(zhì)要求：SiO2<20μg/L，導(dǎo)電度<0.2

μs/cm。

3.2 反滲透系統(tǒng)組成 反滲透系統(tǒng)由兩套5μm保安過濾器、高壓泵、RO膜組、兩套阻垢劑投加設(shè)備、一套清洗裝置組成。

3.2.1 保安過濾器 5μm保安過濾器設(shè)置在RO本體之前，目的是防止水中的大顆粒物進(jìn)入反滲透膜，損壞反滲透膜，確保RO正常運(yùn)行。保安過濾器是立式柱狀設(shè)備，內(nèi)裝57支長40英寸的均孔PP噴熔濾芯，過濾精度為5μm。

3.2.2 高壓泵 反滲透的原理是在壓力的作用下，純水克服滲透壓，才能透過反滲透膜進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)。高壓泵就是為反滲透裝置提供足夠的進(jìn)水壓力，使純水能夠透過反滲透膜，達(dá)到設(shè)計(jì)的產(chǎn)水量。

3.2.3 反滲透膜組 高壓泵的出水進(jìn)入反滲透膜組后，稱為兩部分，一部分是淡水，另外一部分是濃水，由濃水調(diào)節(jié)閥控制產(chǎn)水和濃水的比例，及回收率。一般要求反滲透的回收率達(dá)到75%以上。而反滲透的脫鹽率=（進(jìn)水濃度-滲透液濃度）/進(jìn)水濃度，反滲透的脫鹽率需要達(dá)到98%以上。

3.2.4 阻垢劑投加系統(tǒng) 阻垢劑投加系統(tǒng)在RO進(jìn)水中加入阻垢劑，防止反滲透濃水中碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣等難溶鹽濃縮后析出結(jié)垢，堵塞反滲透膜。阻垢劑的配比需要根據(jù)具體水質(zhì)情況而定，并且需要根據(jù)水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)節(jié)加藥量。一般情況下只要啟動反滲透系統(tǒng)，必須投加阻垢劑。

3.2.5 清洗裝置 反滲透膜應(yīng)該定期清洗，一般半年清洗一次，反滲透膜的清洗最好有專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)出力以及膜上主要污染物質(zhì)確定清洗方案。

4 反滲透預(yù)處理的必要性

在反滲透過程中，進(jìn)水的體積在減少，懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的濃度在增加，懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的濃度在增加。懸浮顆粒會沉積在膜上，堵塞進(jìn)水流道、增加摩擦阻力（壓力降）。難溶鹽在超過其飽和極限時(shí)，會從濃水中沉淀出來，在膜表面上行成結(jié)垢，降低RO膜的通量，增加運(yùn)行壓力和壓力降，并導(dǎo)致產(chǎn)水水質(zhì)下降。這種在膜表面上形成沉積層的現(xiàn)象叫做膜污染，膜污染的結(jié)果是系統(tǒng)性能的劣化。

基于上述原因，我們需要在原水進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)之前進(jìn)行預(yù)處理，去除可能對反滲透膜造成污染的懸浮物、溶解性有機(jī)物和過量難溶鹽組成，降低膜污染傾向。對水進(jìn)行預(yù)處理的目的是改善進(jìn)水水質(zhì)，使RO膜獲得可靠的運(yùn)行保證。國內(nèi)電廠RO應(yīng)用事故中70%以上與預(yù)處理有關(guān)。

以我廠為例，我廠在投產(chǎn)初期使用地下水，沒有考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)為使用地表水和中水的情況，繼續(xù)在多介質(zhì)過濾器的入口添加聚合氯化鋁，導(dǎo)致保安過濾器濾芯表面粘附大量氫氧化鋁膠體，保安過濾器運(yùn)行壓差上升速度快壽命下降，由于及時(shí)發(fā)現(xiàn)沒有導(dǎo)致反滲透膜的污染，停止加藥后保安過濾器運(yùn)行恢復(fù)正常。

原水進(jìn)入反滲透裝置之前的預(yù)處理需要通過多介質(zhì)過濾器，活性炭過濾器以及保安過濾器。多介質(zhì)過濾器以及活性炭過濾器中濾料對于懸浮物，有機(jī)物起到了很好的過濾，可以除去水中有機(jī)物、余氯等有害于膜元件的雜質(zhì)。但是活性炭在正常運(yùn)行中必須防止因活性炭過濾器失效過頭導(dǎo)致水質(zhì)的二次污染。若是活性炭過濾器運(yùn)行欠佳，活性炭出水COD反而會增大。同時(shí)保安過濾器主要目的是為保證RO進(jìn)水不損壞膜組件，可以去除水中的大顆粒物，因此運(yùn)行中水頭損失增長較慢，實(shí)踐中應(yīng)用效果良好，保證了RO入口水符合要求。保安過濾器按運(yùn)行方式可分為反洗型和不可反洗型。兩種方式各有利弊： 保安過濾器多為可反洗型，操作上復(fù)雜些。如果預(yù)處理效果不好，需要每天反洗一次，并且還需要定期超聲。不可反洗型過濾器為一次性濾元，運(yùn)行費(fèi)用高，但是效果好。如果對于復(fù)合膜，不允許含余氯。保安過濾器則成為系統(tǒng)中細(xì)菌滋生及污物沉積的主要隱患。因此，濾元使用時(shí)間不宜過長，并且可以選擇較高的濾速，建議采用l5t/（h，1TI）濾元過濾面積，以便減少更換周期。這樣，每次更換濾元的數(shù)量少，同時(shí)降低投資，防止了細(xì)菌滋生等隱患。

RO系統(tǒng)加酸凋節(jié)入口水PH值，其劑量不僅要保證防止CaCO3垢，還要考慮膜元件的最佳運(yùn)行PH值。對于CA膜其最佳運(yùn)行PH值在5.5左右，對于TFC膜則在6～7左右（不同公司的膜的最佳運(yùn)行PH值范圍有所差別）。對于RO用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。

反滲透加藥也是反滲透預(yù)處理一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。具體需要根據(jù)各廠實(shí)際水質(zhì)情況而定，預(yù)處理加藥的目的是通過加入各種混凝劑以除去水中懸浮物，膠體等雜質(zhì)。但如果不根據(jù)水源實(shí)情，一味地添加，不僅改善不了水質(zhì)，相反會因藥劑本身或藥劑中所含雜質(zhì)，而使水中帶入對RO膜元件有害的物質(zhì)。國內(nèi)電廠RO事故中以此為因的不乏其例。輕則減短膜元件壽命，重則使部分膜元件報(bào)廢。同時(shí)藥劑之間的兼容性也不容忽視。如：使用六偏或聚丙烯酸為阻垢劑時(shí)，則混凝過程中不應(yīng)使用陽離子型聚電解質(zhì)作助凝劑。

5 反滲透系統(tǒng)的清洗

反滲透膜對入口水質(zhì)有很高的要求，其中對反滲透膜具有較大危害的物質(zhì)有：水中的懸浮物以及顆粒物質(zhì)、有機(jī)物、細(xì)菌、余氯、鈣鹽等等。

如果RO運(yùn)行正常，每年只須化學(xué)清洗一兩次。至于有些電廠由于運(yùn)行不好而頻繁清洗RO，把清洗改為固定管路，應(yīng)屬例外。針對不同的情況，使用不同的清洗配方，清洗液多采用檸檬酸為主要成分，也有用鹽酸和十二烷基磺酸鈉。針對已嚴(yán)重污堵膜元件的清洗，應(yīng)以試驗(yàn)為依據(jù)，或者采取離線清洗的方法。

6 結(jié)束語

本文介紹了反滲透技術(shù)的發(fā)展及運(yùn)行維護(hù)中需注意的問題。反滲透裝置因具有特殊的優(yōu)越性而得到日益廣泛的應(yīng)用，反滲透裝置具有操作方便，占地面積小，連續(xù)出水，耗能低，運(yùn)行監(jiān)督方便等優(yōu)點(diǎn)。但是反滲透的運(yùn)行維護(hù)問題必須受到重視，因?yàn)閷ζ洳恢匾曇咽乖S多企業(yè)用戶受到了嚴(yán)重?fù)p失，所以要做好平時(shí)的運(yùn)行維護(hù)工作，避免出現(xiàn)嚴(yán)重問題。還有很多的技術(shù)問題需要在以后的實(shí)踐中進(jìn)一步積累更豐富的經(jīng)驗(yàn)。

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