影響超濾反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行因素分析

王明浩　安長(zhǎng)偉　侯世紅

【摘 要】 本文對(duì)通遼發(fā)電廠化學(xué)水系統(tǒng)超濾反滲透水處理系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)分析總結(jié)，以利于系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】 超濾反滲透，運(yùn)行，維護(hù)，延長(zhǎng)膜壽命

1 概述

通遼第二發(fā)電廠三期工程采用超濾反滲透工藝作為一級(jí)除鹽系統(tǒng)，大大提高系統(tǒng)自動(dòng)化水平和操作強(qiáng)度，減少傳統(tǒng)離子交換法酸堿消耗量。雙膜法水處理部件為進(jìn)口產(chǎn)品，操作維護(hù)保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，通過(guò)運(yùn)行維護(hù)情況，總結(jié)探討一套切實(shí)可行方法使系統(tǒng)更加穩(wěn)定完善，原水水質(zhì)見(jiàn)（表1）所示。

2 超濾系統(tǒng)

根據(jù)原水性狀選擇高效運(yùn)行方式，開(kāi)發(fā)有效反沖洗和化學(xué)洗滌方法等成為膜分離技術(shù)能否實(shí)用化關(guān)鍵所在。針對(duì)原水水質(zhì)特點(diǎn)，水源是地下水，水質(zhì)比較穩(wěn)定，水中鐵離子和膠體硅是造成超濾系統(tǒng)主要污染物。采取提高膜適用性，延長(zhǎng)膜使用壽命方式。采用PVDF材質(zhì)超濾膜，外壓式泉流過(guò)濾工藝具有產(chǎn)水流量大，出水水質(zhì)穩(wěn)定，反洗徹底優(yōu)點(diǎn)。

2.1 提高膜抗污染性能方法

2.1.1 嚴(yán)格控制進(jìn)水水質(zhì)

系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求在概要部分已經(jīng)詳細(xì)給出，為避免雜質(zhì)含量過(guò)高而對(duì)膜組件造成嚴(yán)重不可逆膜污染。控制進(jìn)水是保證系統(tǒng)穩(wěn)定前提條件。在項(xiàng)目中主要控制進(jìn)水鐵和微生物含量，通過(guò)超濾系統(tǒng)總進(jìn)水濁度儀進(jìn)行檢測(cè)，如果超過(guò)報(bào)警值需要系統(tǒng)停車進(jìn)行處理。

2.1.2 膜污染形式

膜污染主要有膜表面覆蓋污染和膜孔內(nèi)阻塞污染兩種形式。松散層尚不足以表現(xiàn)出對(duì)膜性能產(chǎn)生影響，在水流剪切力作用下沖洗掉，膜表面上細(xì)膩層則對(duì)膜性能正常發(fā)揮產(chǎn)生較大影響。污染層存在有大量膜孔被覆蓋且該層內(nèi)微粒及其他雜質(zhì)間長(zhǎng)時(shí)間相互作用極易凝膠成濾餅，增加透水阻力。需要對(duì)濾膜進(jìn)行化學(xué)清洗.通過(guò)化學(xué)藥劑浸泡、沖洗、氣洗等手段使其恢復(fù)活性。

2.1.3 透水率對(duì)膜壓差的影響

透水率設(shè)定值通量為是67L/m2.h，此階段膜表面流速為0.08m/s，膜兩側(cè)壓差劇增，化學(xué)洗滌次數(shù)明顯增多，由于透水率值設(shè)定過(guò)高，冬季原水粘性系數(shù)增大，流速過(guò)小引起膠體以及高分子物質(zhì)向膜表面沉降速度增大原因造成。后期對(duì)操作參數(shù)進(jìn)行修正，將膜表面流速設(shè)定為0.14m/s，在低溫季節(jié)透水率設(shè)定為67L/m2.h，得到相對(duì)較穩(wěn)定運(yùn)行效果，膜兩側(cè)壓力變化平穩(wěn)，化學(xué)洗滌次數(shù)明顯減少。在超濾膜操作過(guò)程中根據(jù)季節(jié)、水溫變化調(diào)節(jié)透水率和膜表面流速能使膜處理能力得到最大限度發(fā)揮，做到經(jīng)濟(jì)、平穩(wěn)地運(yùn)行。

2.2 化學(xué)洗滌次數(shù)影響

試驗(yàn)前期化學(xué)洗滌次數(shù)遠(yuǎn)多于后期，膜兩側(cè)壓力變化及透水率穩(wěn)定。膜兩側(cè)壓差迅速上升，用化學(xué)洗滌沒(méi)有得到預(yù)期效果。后期化學(xué)洗滌次數(shù)減少，附著物逐漸累積并長(zhǎng)時(shí)間地壓縮形成致密壓縮濾餅，化學(xué)洗滌難以發(fā)揮作用，最終引起膜通量下降，壓差升高。透過(guò)率和反沖過(guò)程處于平衡狀態(tài)時(shí)雖然膜表面大顆粒、高分子物質(zhì)沒(méi)有大量沉積，低分子物質(zhì)仍在膜孔內(nèi)逐漸附著積累導(dǎo)致膜孔內(nèi)長(zhǎng)期附著污染，無(wú)論膜兩側(cè)壓力有無(wú)明顯變化，根據(jù)原水水質(zhì)定期進(jìn)行藥物洗滌完全必要，由于系統(tǒng)進(jìn)水鐵含量超標(biāo)，化學(xué)清洗前需要對(duì)超濾膜進(jìn)行高頻氣洗及浸泡保證超濾膜表面截留物，不板結(jié)，有利于提高系統(tǒng)清洗效果。

3 反滲透系統(tǒng)

反滲透系統(tǒng)是化學(xué)水系統(tǒng)除鹽的關(guān)鍵，提高反滲透膜的抗污染性決定系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

3.1 反滲透系統(tǒng)污染形式

反滲透膜系統(tǒng)污染主要有有機(jī)物污染，碳酸鹽硫酸鹽硅酸鹽污染，消除減緩反滲透膜污染主要手段是通過(guò)化學(xué)加藥系統(tǒng)，包括加NaHSO3、加酸和阻垢劑三個(gè)系統(tǒng)，主要作用是保證RO組件長(zhǎng)期保持較高脫鹽及產(chǎn)水能力.在反滲透給水中加入阻垢劑，能夠有效防止CaCO3、MgCO3 、MgSO4、CaSO4等垢類在反滲透膜上形成，延長(zhǎng)反滲透使用壽命，保護(hù)反滲透系統(tǒng)正常運(yùn)行.針對(duì)系統(tǒng)原水二氧化硅含量較高，采用高硅阻垢劑以延緩及防止在濃水側(cè)結(jié)垢，以延長(zhǎng)清洗周期，延長(zhǎng)膜的使用壽命。在反滲透前處理中為防止反滲透發(fā)生微生物污染，在超濾預(yù)處理系統(tǒng)水中加入了NaCl，而復(fù)合膜要求進(jìn)水中必須除去殘余氯，在反滲透入口水中加入一定量還原劑NaHSO3使水發(fā)生脫氯反應(yīng)，除去其中殘余氯防止膜系統(tǒng)被氧化，通過(guò)以上手段有針對(duì)性控制進(jìn)水各種污染物質(zhì)提高反滲透膜使用率。

3.2 采用機(jī)械方法保證反滲透膜性能

反滲透進(jìn)口保安過(guò)濾器，內(nèi)設(shè)5μPP熔噴濾芯，作用是截留來(lái)自原水產(chǎn)水中大于5μ顆粒進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，顆粒經(jīng)高壓泵加速后可能擊穿反滲透膜組件，造成大量漏鹽情況，同時(shí)劃傷高壓泵葉輪。為有效保證保安過(guò)濾器有效過(guò)濾精度，需要對(duì)濾芯定期更換，更換周期最好控制在3個(gè)月以內(nèi)，具體可根據(jù)保安過(guò)濾器進(jìn)出口壓差做相應(yīng)調(diào)整，系統(tǒng)停運(yùn)后對(duì)反滲透進(jìn)行沖洗十分必要，通過(guò)產(chǎn)品水對(duì)反滲透濃水側(cè)沖洗，防止反滲透膜濃水側(cè)高濃離子水在膜上結(jié)垢延長(zhǎng)反滲透膜使用壽命，延長(zhǎng)反滲透清洗周期。反滲透膜每次化學(xué)性清洗都會(huì)一定程度增加反滲透膜的透鹽率，因而系統(tǒng)運(yùn)行中要盡量控制系統(tǒng)清洗周期。通過(guò)近幾年運(yùn)行來(lái)看，清洗周期控制在6-8個(gè)月是比較經(jīng)濟(jì)合理的。

3.3 合理操作維護(hù)

通過(guò)運(yùn)行人員合理操作維護(hù)使系統(tǒng)啟動(dòng)達(dá)到慢開(kāi)，減緩高壓泵對(duì)反滲透膜的沖擊，控制合理回收率和產(chǎn)水流量，及時(shí)監(jiān)測(cè)水進(jìn)出口壓差以確定系統(tǒng)產(chǎn)水，有效運(yùn)行手段對(duì)系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要作用?；颈ＷC反滲透系統(tǒng)在一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行，系統(tǒng)脫鹽率一直在98%以上，有效保證化學(xué)水系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)論

用壽命主要從運(yùn)行維護(hù)方面加以控制完全可以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)加強(qiáng)操作監(jiān)管，藥劑投加控制，清洗周期控制等方式實(shí)現(xiàn)。超濾反滲透除鹽系統(tǒng)是一個(gè)高度自動(dòng)化綜合系統(tǒng)，通過(guò)PLC及上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)其系統(tǒng)整體控制，是保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行重要因素，再通過(guò)運(yùn)行人員合理操作維護(hù)有效，最大程度延緩超濾、反滲透膜污染問(wèn)題。大大提高系統(tǒng)處理效率，延長(zhǎng)膜使用壽命。

參考文獻(xiàn)

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[4] 超濾反滲透系統(tǒng)操作手冊(cè)