電廠水處理中反滲透的化學(xué)清洗分析

【摘要】隨著科技的快速發(fā)展，反滲透、超濾裝置已經(jīng)在電廠的水處理中得到了廣泛的運(yùn)用。如今，水資源日益緊缺，節(jié)水工作就必須提上日程，將大量水資源得到充分的發(fā)揮，爭取最小額度的浪費(fèi)。電廠的工作繁重，耗能排污較多，于是電廠的節(jié)水工作在降低能耗方面就起著關(guān)鍵作用。本文通過對反滲透技術(shù)進(jìn)行分析，加強(qiáng)電廠反滲透水處理工作的理解，指出反滲透技術(shù)如何改善水處理技術(shù)，提高水資源的利用率，同時分析對于反滲透設(shè)備如何進(jìn)行化學(xué)清洗。

【關(guān)鍵詞】電廠水處理；反滲透；化學(xué)清洗

1.引言

電廠的生產(chǎn)過程是一個能量轉(zhuǎn)換的過程，在電廠發(fā)電過程的所有環(huán)節(jié)中都離不開水。水作為工作媒介和冷卻處理的重要工具，對于電廠的生產(chǎn)活動是十分重要的。因此，水的節(jié)約對保證電廠安全經(jīng)營有著重要作用。水處理中的化學(xué)處理方式是整個電廠制水核心，做好水處理中的回收利用工作是電廠節(jié)水工作的關(guān)鍵所在。如今很多電廠均采用反滲透加上混床的水處理工藝，并對此進(jìn)行工藝流程的分析、改造，用來獲得高水質(zhì)的水，取得了不錯的經(jīng)濟(jì)效益。

2.電廠反滲透廢水的產(chǎn)生

2.1廢水產(chǎn)生原因

反滲透技術(shù)通過水的滲透原理，用高壓泵進(jìn)行加壓，讓淡水方向形成反滲透，從而產(chǎn)生淡水備用。反滲透的除鹽率高達(dá)97%，操作性較強(qiáng)，在脫鹽制水、純水制備方面取得了較好的作用。但是在近年來，雖然反滲透技術(shù)在除鹽方面運(yùn)用普遍，與傳統(tǒng)的離子交換除鹽法相比，具有穩(wěn)定性高、連續(xù)性強(qiáng)、使用方便、無污染等優(yōu)點(diǎn)。但是正是由于反滲透裝置在水處理過程中產(chǎn)生的濃水外排，使原水的利用率較低，加上反滲透對水質(zhì)要求高，于是在過濾器的清洗上較為麻煩，需要重復(fù)清洗，加大了原水的浪費(fèi)量和水處理難度，降低了脫鹽系統(tǒng)水利用率，增加了原水消耗。

2.2廢水種類

反滲透水處理工藝產(chǎn)生的廢水只要有三種：一是過濾器正洗、反洗的排水；二是交換器的反洗、正洗、重復(fù)洗排水；三是反滲透中產(chǎn)生的濃水排水。以某電廠為例，用反滲透技術(shù)處理水，反滲透和混床分別為2×35t/h和60m3/h，日處理原水量大概為2000m3，產(chǎn)生的廢水量為150m3，混床及反滲透濃水排量分別為30m3和430m3，水處理率大概為30.5%，原水的利用率僅為69.5%，由次可見一斑。

3.反滲透技術(shù)

3.1反滲透技術(shù)概述

中國的反滲透技術(shù)在上世紀(jì)60年代就已經(jīng)出現(xiàn)了，當(dāng)時這個技術(shù)的開發(fā)利用主要是在膜分離方面，其操作目的就是將溶液中的溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離。在此操作中，主要依靠的是反滲透膜的壓力，在壓力的作用下使溶質(zhì)、溶劑分離。這種膜分離處理方式適應(yīng)速度較快、適用范圍較廣，所以頗受好評，在國際上也享有盛譽(yù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，該技術(shù)也不斷的改革創(chuàng)新，逐漸成為了當(dāng)今社會最先進(jìn)的膜分離技術(shù)。膜分離技術(shù)在發(fā)展過程中產(chǎn)生很多高新技術(shù)，這是由于其應(yīng)用范圍較廣形成的。最新的技術(shù)包括反滲透技術(shù)、超過濾技術(shù)、微孔膜過濾技術(shù)、電滲析技術(shù)等。在水處理中一般使用的是膜分離技術(shù)，在此過程中運(yùn)用到的操作理論知識則是半透膜技術(shù)，即在同一平面上會有大小不一的分子，這些分子會自動選擇性分離，在此基礎(chǔ)上形成了一定的執(zhí)行單位標(biāo)準(zhǔn)，如微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜等；再根據(jù)這些膜的大小作用進(jìn)行區(qū)分，實(shí)行不同對待，但是大多還是采用錯流過濾的方。如今反滲透技術(shù)最適用于我國北方的電廠，在電廠中進(jìn)行水處理工作，所以各個企業(yè)要加強(qiáng)反滲透技術(shù)的研究，同時引進(jìn)最新科技，加快電廠發(fā)展。

3.2反滲透技術(shù)原理

就如同反滲透技術(shù)概述提到的點(diǎn)一般，膜對于反滲透技術(shù)在水處理的作用是非常大的，所以在進(jìn)行實(shí)際操作時要注重膜、半透膜的運(yùn)用。在反滲透技術(shù)中，滲透壓的作用是十分明顯的，當(dāng)膜分離高于滲透壓時才可以更好地將水與雜質(zhì)分離開來。在對半透膜的設(shè)計中，開發(fā)者將孔洞的直徑設(shè)計在10A左右，這種設(shè)計可以更好地將水和雜質(zhì)進(jìn)行分離。滲透工作其實(shí)就是在滲透膜的兩邊放置不同濃度的液體，因此低濃度的液體會向高濃度的液體一側(cè)進(jìn)行流動。滲透壓則是指濃度過高的一側(cè)達(dá)到一定高度后就不會產(chǎn)生水位與另一側(cè)水位差距，而濃度高的液體在一定環(huán)境下像濃度較低的一側(cè)流動，這種現(xiàn)象出現(xiàn)時就被稱為反滲透。

4.反滲透技術(shù)在電廠中的運(yùn)用

4.1反滲透裝置系統(tǒng)的系統(tǒng)連接與運(yùn)行方式

原水就是最先進(jìn)入化學(xué)處理裝置中的水，沒有經(jīng)過處理的原水需要經(jīng)過系列性程序及設(shè)備運(yùn)作后才能進(jìn)入反滲透膜，經(jīng)過反滲透膜等處理過后的水被稱為淡水。反滲透系統(tǒng)裝置主要包括多級高壓泵、膜殼（壓力容器）、反滲透膜元件、支架等。這種裝備的主要作用是除去水中的雜質(zhì)，保證水的清潔度，讓水能夠滿足使用條件。

4.2反滲透系統(tǒng)組成

一般來說，反滲透系統(tǒng)普遍是由預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透裝備、后處理系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)組成的。

4.2.1保安過濾器。保安過濾器又被稱為精密過濾器，一般是在壓力容器前進(jìn)行設(shè)置，以此除去1度以上污濁度的細(xì)小微利，保證系統(tǒng)裝備滿足工序?qū)M(jìn)水速度和進(jìn)水量的要求。有時候保安過濾器也被設(shè)置在水處理系統(tǒng)的末端，以防細(xì)小微粒、微生物等進(jìn)入成品水。

4.2.2高壓泵。高壓泵的設(shè)計最主要目的是為了保證純水能夠滲透入反滲透系統(tǒng)中要達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其最主要的作用是能夠給高壓泵足夠的壓力保證運(yùn)行。

4.2.3反滲透膜組。一般在滲透膜裝置中的水分為淡水和濃水，兩種水的作用和處理方式都不相同，對于這兩種水都有著固定的控制閥門。在濃水和淡水的濃度比例保證達(dá)到其回收率的75%，尤其是在脫鹽率方面的要求就更加規(guī)范，要求不能少于98%。

4.2.4阻垢劑投加系統(tǒng)。阻垢劑投加系統(tǒng)是專門用來為反滲透系統(tǒng)和納濾系統(tǒng)以及超濾系統(tǒng)服務(wù)的阻垢劑，這種阻垢劑可以防止反滲透膜表面結(jié)垢，能夠提高產(chǎn)水質(zhì)量和產(chǎn)水量，減少運(yùn)行成本，降低費(fèi)用。

4.2.5清洗裝置。由于反滲透系統(tǒng)工作量大，所以必需要定期進(jìn)行清潔，清潔周期一般是在3-6個月左右。清洗工作要由專門的人來按照反滲透系統(tǒng)的具體設(shè)計方式和工作程序來進(jìn)行專業(yè)清理。

4.3反滲透預(yù)處理的運(yùn)用

進(jìn)水的容量會在反滲透過程中逐漸減少，但懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的數(shù)量會成倍增加，在設(shè)備運(yùn)作過程中容易出現(xiàn)堵塞的狀況。這是由于許多懸浮顆粒依然留在半透膜上，當(dāng)濃度大的溶質(zhì)的飽和度達(dá)到一定數(shù)值時，會停留在半透膜上形成積淀結(jié)垢，對RO膜在增加運(yùn)行流通壓時的流通量產(chǎn)生一定的影響，甚至對系統(tǒng)的性能造成損壞。所以，預(yù)處理工藝的設(shè)計是否適合是決定整個反滲透裝置成敗的關(guān)鍵，只有當(dāng)預(yù)處理滿足反滲透進(jìn)水的水質(zhì)要求時，防滲透膜的使用壽命才能延長，另外也能減少運(yùn)行費(fèi)用，保證水流量和回收率的穩(wěn)定。然而，電廠在運(yùn)行過程中，通常使用的是煤礦的硫干水和水庫水，為了使這種劣質(zhì)的水能夠正常使用，在制造生產(chǎn)過程中需要添加聚合氯化鋁進(jìn)行彌補(bǔ)中和，但過量使用添加劑容易造成設(shè)備的過濾器表面積累大量的污垢，影響設(shè)備的使用壽命。幸運(yùn)的是電廠及時發(fā)現(xiàn)這一弊端，對設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，在預(yù)處理環(huán)節(jié)中添加多介質(zhì)過濾器，改善后設(shè)備的使用效率明顯得到提高。

多介質(zhì)過濾器是指能夠?qū)⑷芤褐械碾s質(zhì)進(jìn)行一系列的分離處理等程序，排除有害膜元件的物質(zhì)。要確保膜組件的正常工作，必須要保證RO入口水的質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定，特別是處理水中的大顆粒物資，保證在正常工作中的工作效率提高，同時延長工作設(shè)備的使用壽命。若是COD水在水質(zhì)測試中數(shù)值變大，大部分原因是在過濾器的運(yùn)作過程中有許多不利的因素。根據(jù)調(diào)查分析，保安過濾器依據(jù)可反洗和不可反洗分為兩種，每種保安過濾器都有對應(yīng)的優(yōu)勢和弊端?？煞聪葱捅０策^濾器是使用最為普遍的，這種過濾器要求相關(guān)的工作人員有專業(yè)的理論知識?？煞聪葱捅０策^濾器需要每日清洗，并定期進(jìn)行超聲。相反，一次性濾元的操作過程較為簡單，工作效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于可反洗型保安過濾器，但是在支出成本上，大于可反洗型保安過濾器設(shè)備。

5.反滲透化學(xué)清洗步驟

5.1制定清洗方案

清洗反滲透膜需要有專用的清洗劑，根據(jù)反滲透廠家的相關(guān)規(guī)定，對反滲透膜需要使用專用酸性清洗劑和堿性清洗劑相綜合進(jìn)行分段清洗，利用堿溶液和鹽酸平衡清洗溶液的ph值。

5.2清洗前的準(zhǔn)備工作

在清洗前需要打開反滲透裝置的產(chǎn)水側(cè)回水門，在反滲透清洗水箱注滿產(chǎn)水，打開反滲透清洗水泵，將反滲透清洗管路采用循環(huán)的方式進(jìn)行清洗，保證管路中沒有雜物。在管路清洗干凈后，停止運(yùn)行反滲透清洗水泵，把水箱內(nèi)的水全部排空，再注入一定高度的反滲透產(chǎn)水，打開加熱器將水加熱到40度左右。最后，準(zhǔn)備好堿溶液和鹽酸，隨時調(diào)整清洗溶液的ph值，并做好相關(guān)記錄。

5.3調(diào)制堿性清洗溶液

打開反滲透清洗水泵進(jìn)行循環(huán)清洗，在清洗水箱內(nèi)注入25公斤的堿性清洗劑，再注入適量的堿溶液，測量ph值，當(dāng)ph值達(dá)到11左右即可。

5.4堿清洗反滲透膜

反滲透膜的清洗分為兩段，一段膜清洗和二段膜清洗。將反滲透裝置的出門口關(guān)閉，同時關(guān)閉高壓泵出口門，將反滲透裝置在系統(tǒng)內(nèi)解列。打開反滲透裝置一段清洗入口門、產(chǎn)水側(cè)回水門、一段清洗回水門，使反滲透清洗水泵的出口壓力保持在0.2到0.25Mpa之間。在反滲透膜清洗過程中，每個10分鐘測量一次清洗液的ph值，一旦ph值降低，反滲透膜的污染物已被溶解，只需加入適當(dāng)?shù)膲A溶液即可，將溶液的值穩(wěn)定在11，保持30分鐘清洗溶液的ph值。

反滲透膜的二段膜清洗與一段膜的清洗過程相同。在反滲透膜清洗完成后，關(guān)閉所有閥門，將反滲透膜浸泡在堿性溶液中5小時。

反滲透模式由于其優(yōu)越性和特殊性被廣泛運(yùn)用，在正常運(yùn)行條件下，反滲透膜也可能會被無機(jī)污垢及微生物等污染，在膜表面造成凈水工作的不良運(yùn)作，損害設(shè)備，甚至是減少設(shè)備的使用壽命。為了讓反滲透膜得到更好的利用，恢復(fù)其透水性和除鹽性，就要定期檢查，及時進(jìn)行化學(xué)清洗。

6.總結(jié)

電廠水處理反滲透化學(xué)清洗中發(fā)現(xiàn)主要污堵物為硫酸鈣，同時還有部分碳酸鈣和微生物。這就要求對反滲透清洗技術(shù)要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，不斷改善反滲透裝置的運(yùn)行狀況，為以后的正常運(yùn)行打下基礎(chǔ)。同時要定期檢查設(shè)備，節(jié)約邀請專業(yè)清潔所付出的高成本，增加設(shè)備使用壽命，加強(qiáng)運(yùn)作及管理。根據(jù)自身實(shí)際情況找出最合適電廠的反滲透清潔方式。相信只要認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厝プ觯蜁盏礁玫男Ч?/p>

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