反滲透技術(shù)在鍋爐補給水中優(yōu)化運行

【摘要】隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展，水處理技術(shù)在實際應(yīng)用中不斷完善，尤其是膜處理技術(shù)已有相當完整的理論基礎(chǔ)并且經(jīng)過長期試驗檢驗。其中反滲透技術(shù)在鍋爐補給水方面占據(jù)越來越重要的地位。目前有不少反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)問題，因此反滲透系統(tǒng)優(yōu)化運行成為水處理工作的重點之一。

【關(guān)鍵詞】膜；反滲透 ；優(yōu)化；運行維護；清洗

1、前言

反滲透技術(shù)是一種先進的利用膜進行的分離技術(shù)。反滲透系統(tǒng)主要由一級二段反滲透裝置、加藥系統(tǒng)、反滲透膜沖洗和清洗系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)相互配合，共同完成反滲透凈水。我公司兩套反滲透裝置并列布置，每套配置一臺100t/h超濾水泵、一臺5μm保安過濾器、一臺95t/h高壓泵和一套出力70t/h的反滲透膜組件。經(jīng)過反滲透裝置處理的水稱為淡水，一級除鹽加混床處理的水叫做除鹽水。此除鹽水可作為高參數(shù)、大容量發(fā)電機組的鍋爐補給水。

2、鍋爐補給水中離子交換器前預(yù)處理的重要性：

我公司100MW機組鍋爐補給水處理的流程如下：

生水泵→機械過濾器→陽床→除碳器→中間水箱→陰床→混床→樹脂捕捉器→除鹽水箱→除鹽水泵→補給水進鍋爐

由于100MW機組鍋爐補給水處理中離子交換器前未設(shè)置預(yù)處理設(shè)備，陽床制水量1700～2500t，陰床制水量900～1200t幾乎天天再生，消耗酸堿量（每次再生用酸500多噸，堿200多噸）多，設(shè)備閥門多，操作難度大，勞動效率低之外還存在環(huán)境污染的隱患。

我公司300MW機組鍋爐補給水處理系統(tǒng)流程如下：

原水1（地下水）

原水2（瑪河水）→澄清池→重力無閥過濾池→化學(xué)消防水池→化學(xué)水泵→生水加熱器→管式混合器→生水箱→生水泵→多介質(zhì)過濾器→疊片式過濾器→超濾裝置→超濾水箱→超濾水泵→保安過濾器→高壓泵→反滲透裝置→淡水箱→淡水泵→陽離子交換器→樹脂捕捉器→除碳器→中間水箱→中間水泵→陰離子交換器→樹脂捕捉器→混合離子交換器→樹脂捕捉器→除鹽水箱→除鹽水泵→300MW機組凝補水箱。

根據(jù)反滲透技術(shù)出水穩(wěn)定性好，工藝簡單，操作方便，易于自動，耗酸堿量低，廢水排放量少等眾多優(yōu)點，300MW機組鍋爐補給水處理中離子交換器前設(shè)置兩套反滲透設(shè)備后，陰陽床制水量達到10萬噸以上，大大減少酸堿用量，實現(xiàn)了經(jīng)濟，安全，節(jié)能，環(huán)保運行的工作目標。

3、反滲透技術(shù)的基本原理及特點

反滲透技術(shù)使用的膜是科學(xué)家通過對仿生學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，能夠有效地分離鹽分的膜是一種半透膜。只能通過溶劑而不能透過溶質(zhì)的膜稱為理想半透膜。工業(yè)上使用的半透膜是高分子合成的聚合物產(chǎn)品。因此反滲透技術(shù)具有以下優(yōu)點：

（1）節(jié)能環(huán)保：利用反滲透技術(shù)在室溫下，采用無變相的物理方法就可以完成凈水過程，是一種節(jié)能的水處理技術(shù)。因為反滲透技術(shù)用的是物理方法，所以在凈水時不用大量的化學(xué)藥劑，不僅節(jié)約工業(yè)原料還沒有環(huán)境污染。

（2）適用范圍廣：無論是海水，污水還是低鹽的淡水處理都能達到理想效果。

（3）維修簡便：反滲透技術(shù)運用的設(shè)備簡單，占地面積小，需要的空間也很小，進行設(shè)備維修以及設(shè)備運行維護都很簡便。

（4）效率高：反滲透技術(shù)在高參數(shù)的鍋爐補給水處理中具有更加明顯的優(yōu)勢。試驗結(jié)果表明：它脫鹽率可以達到99.5%，同時還可以脫除水中99.5%的二氧化硅，有效地避免。

4、反滲透設(shè)備的運行維護

從運行實踐可知，反滲透裝置要長期安全的運行，一是必須重視預(yù)處理；二是要注意反滲透裝置的運行參數(shù)，保護膜安全。防止膜因背壓而損壞，在淡水側(cè)裝有兩級保護：1）當?shù)畟?cè)背壓>0.2MPa時，爆破膜（5mm有機玻璃片）自動破裂，排水泄壓。2）當?shù)畟?cè)背壓>0.2MPa時，反滲透淡水排放門打開，排水泄壓。

影響反滲透運行的因素有很多，主要有以下幾點：

（1）pH值

實踐證明，合適的pH值和溫度是保證膜合理壽命的重要因素，TFC膜的pH值適用為2-11。

（2）溫度

反滲透膜對溫度都有使用限制，膜元件標明的透水量一般在25℃的情況下，適當提高進水溫度，可以降低水的粘度，提高膜的透水量。尤其是在寒冷的北方，對水進行加熱是必要的。

（3）運行壓力

運行壓力是由滲透壓力、凈推動力和管路等的壓降組成。滲透壓力與原水中的含鹽量成正比，凈推動力是為了使膜元件產(chǎn)生足夠的產(chǎn)品水而需要的壓力，提高運行壓力將增大透水量。但是對于新的膜元件，由于膜壓密不嚴重，因此運行壓力宜采用比正常壓力較低的為好。

（4）濃差極化

濃差極化的出現(xiàn)，將加大膜表面上難溶鹽形成的概率，損害膜的致密層。對于卷式膜元件，需維持適當?shù)倪M水流速，防止?jié)獠顦O化。

（5）膜污染

膜污染包括：①膜表面結(jié)垢；②金屬氧化物的污染；③污堵；④膠體污染；⑤微生物污染等。

5、反滲透技術(shù)運行中出現(xiàn)的問題及改進辦法

我公司配備兩套反滲透裝置，每套配備一臺5μm的保安過濾器。經(jīng)過連續(xù)運行兩個月左右后，保安過濾器壓差逐漸達到0.06-0.07Mpa，制水量降低。根據(jù)實際情況綜合分析后，最終我們確定了引起保安過濾器進出口壓差增大、濾芯污染的兩條主要原因：一是保安過濾器進水水質(zhì)差，二是濾芯質(zhì)量不理想。引起保安過濾器進水水質(zhì)差的主要原因是超濾出水差。我公司超濾設(shè)備每運行50分鐘后進行一次反洗，當?shù)?0個周期結(jié)束后，從第1個周期開始計量。當超濾設(shè)備運行第20周期、40周期反洗時分別進行堿洗和酸洗。同時設(shè)備正常運行時分別在超濾反洗水泵出口加殺菌劑，在超濾水泵出口加阻垢劑和還原劑，以保證保安過濾器的進水合格。

對于因保安過濾器濾芯質(zhì)量不過關(guān)的問題，經(jīng)打開保安過濾器檢查濾芯時發(fā)現(xiàn)濾芯上附著一層黏膜，其物理特征是略有黃棕色、有滑膩感、有的有臭味、很容易從濾芯表面刮下或洗下，主要是微生物、硅膠、氧化鐵垢等。為了節(jié)約成本，增加制水量，結(jié)合保安過濾器的污染特征，因此考慮通過清洗保安過濾器濾芯的方法來恢復(fù)濾芯制水能力，保證出水水質(zhì)合格。保安過濾器濾芯的清洗的方法是將濾芯從保安過濾器中取出，用殺菌劑將浸泡24小時。藥品的配制方法是在120升左右的水中加入5公斤的殺菌劑原液，主要成分是次氯酸鈉，次氯酸屬于高效的含氯消毒劑。新膜通過殺菌處理后可以重復(fù)使用三次，總制水量約32.9萬噸，增加制水量三倍多，即相當延長保安過濾器運行周期三倍，并且節(jié)約更換保安過濾器濾芯費用約19200元。

6、結(jié)論

反滲透技術(shù)是目前較先進，出水水質(zhì)穩(wěn)定，有效的膜分離技術(shù)，與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比它具有工藝簡單，操作方便，易于自動等優(yōu)點，只要我們在日常工作做好運行維護，控制好各項指標，可以延長反滲透膜運行時間，提高設(shè)備工作效率。

參考文獻

[1]大型火電機組化學(xué)運行技術(shù)問答樊國年中國電力出版社

[2]300MW火電機組培訓(xùn)叢書電廠化學(xué)中國電力出版社

[3]《300MW機組化學(xué)設(shè)備運行規(guī)程》 天山電力股份有限公司瑪納斯發(fā)電公司