反滲透進(jìn)水余氯超標(biāo)原因分析與研究

王 瑾

(陽煤集團(tuán)太原化工新材料有限公司，山西 清徐 030499)

反滲透又稱逆滲透，是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。反滲透的具體原理是對膜一側(cè)的溶液施加壓力，當(dāng)壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透，從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑，高壓側(cè)得到濃溶液。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，可以利用反滲透法，達(dá)到分離、提取、純化和濃縮溶劑的目的。目前，反滲透法由于其先進(jìn)的技術(shù)及經(jīng)濟特性，已用于各種凈水、中水處理行業(yè)。然而，反滲透裝置入口余氯超標(biāo)會使膜氧化分解，影響其性能和使用壽命[1]。因此，研究與分析反滲透進(jìn)水余氯超標(biāo)原因，并提出有效的措施，對反滲透法處理廢水具有重要的現(xiàn)實意義。

1 項目概況及工藝流程

1.1 項目裝置概況

陽煤集團(tuán)太原化工新材料園區(qū)水處理系統(tǒng)共有反滲透裝置33套，其中，污水中水處理系統(tǒng)3套，反滲透設(shè)備10套。

1.2 工藝流程

反滲透裝置于2016年投產(chǎn)運行，其工藝流程分別見圖1～圖3。

圖1 煤氣化污水中水工藝流程

圖2 己內(nèi)酰胺污水中水工藝流程

圖3 己二酸污水中水工藝流程

反滲透是中水處理工藝的重要設(shè)備及裝置。在利用反滲透對污水處理時，因有效氯有較強的殺菌作用，故一般水處理工藝要在超濾前端投加次氯酸鈉溶液，保證管道內(nèi)的有效氯成份，用來縮減進(jìn)水有機物對雙膜系統(tǒng)的污染。但因游離性余氯對反滲透膜元件有很強的氧化性，會縮短膜的使用壽命，故反滲透進(jìn)水需投加還原劑亞硫酸氫鈉溶液來還原進(jìn)水中的游離性余氯質(zhì)量濃度至0.1 mg/L以下。

2 反滲透進(jìn)水余氯超標(biāo)分析

2.1 余氯超標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)

3套污水中水裝置中水系統(tǒng)進(jìn)水來自化工裝置廢水生化處理后的產(chǎn)水。2018年11月20日，3套中水裝置反滲透進(jìn)水余氯超標(biāo)，至2018年11月26日反滲透進(jìn)水余氯波動較大，嚴(yán)重影響反滲透設(shè)備安全運行。余氯超標(biāo)監(jiān)測化驗數(shù)據(jù)如第207頁表1所示。

2.2 超標(biāo)原因推測

煤氣化中水反滲透進(jìn)水余氯20 d持續(xù)超標(biāo)，增加還原劑藥劑配置濃度，由10%調(diào)整至20%，并將還原劑計量泵沖程跳至最大100%。2018年11月21日，煤氣化中水反滲透進(jìn)水余氯有所下降但仍超標(biāo)(0.1 mg/L)。為確保水處理系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，找出入口余氯質(zhì)量濃度超標(biāo)的原因顯得尤為重要。

經(jīng)過系統(tǒng)及整體分析，針對煤氣化中水反滲透進(jìn)水余氯超標(biāo)的情況，提出以下幾點推測：

表1 余氯超標(biāo)監(jiān)測化驗數(shù)據(jù)表(2018年)

1) 進(jìn)水余氯超出還原劑計量泵所能調(diào)控的范圍；

2) 超濾產(chǎn)水氣動閥門內(nèi)漏，CEB次氯酸鈉反洗時有次氯酸鈉混入超濾產(chǎn)水池內(nèi)。

2.3 超標(biāo)原因確定

2018年11月22日至11月24日，將還原劑配藥濃度調(diào)整至25%，且多次多點取樣，對以上推測進(jìn)行研究分析。重新監(jiān)測化驗的余氯數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 余氯研究數(shù)據(jù)表(2018年)

由表2與圖4分析可知，來水余氯曲線與反滲透進(jìn)水余氯變化趨勢一致，來水余氯處于0.3 mg/L以下時，反滲透進(jìn)水余氯合格，均處于0.1 mg/L以下，與推測相吻合。且從曲線圖中看出，現(xiàn)有還原劑計量泵在還原劑配藥濃度為25%時，余氯去除率約為25%。

圖5中，編號點2點～5點間停CEB次氯酸鈉反洗，編號點5煤氣化中水3套超濾均進(jìn)行一次CEB次氯酸鈉反洗。從曲線看出，編號點4點～5點超濾產(chǎn)水余氯持續(xù)下降，5點以后稍有回升但回升幅度不大，不排除反洗后再取樣，時間間隔短(11：23～13：30)，超濾產(chǎn)水池內(nèi)產(chǎn)水或超濾水泵進(jìn)水管道內(nèi)水未置換掉，即不排除超濾產(chǎn)水氣動閥門(一套或個別)內(nèi)漏的可能。

圖4 來水余氯、反滲透進(jìn)水余氯與余氯去除率曲線圖

圖5 超濾進(jìn)水與產(chǎn)水余氯曲線圖

后期針對煤氣化中水裝置的超濾浸泡時的遠(yuǎn)傳產(chǎn)水壓力表數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行了查看發(fā)現(xiàn)，超濾B、C產(chǎn)水壓力普遍存在較大峰值，最大值為0.24 MPa。最終確認(rèn)為煤氣化中水裝置超濾B、C套產(chǎn)水氣動閥內(nèi)漏。

3 結(jié)論及控制措施

針對本園區(qū)水處理系統(tǒng)煤氣化中水裝置出現(xiàn)的余氯超標(biāo)現(xiàn)象，經(jīng)多次取樣監(jiān)測化驗得出如下結(jié)論：2018年11月20日至11月26日期間，余氯超標(biāo)現(xiàn)象的原因可能是煤氣化中水裝置進(jìn)水余氯超出了現(xiàn)有還原劑濃度所能還原的范圍，且煤氣化中水裝置超濾B、C套產(chǎn)水氣動閥門可能存在內(nèi)漏。

針對以上分析得出的結(jié)論，提出以下幾點整改建議：1) 進(jìn)水安裝余氯分析儀，且每天增加兩次進(jìn)水余氯監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水余氯突增，及時調(diào)整還原劑的配藥濃度，保證反滲透的進(jìn)水余氯合格；2) 中控隨時監(jiān)控各裝置超濾加藥反洗浸泡時的產(chǎn)水壓力，發(fā)現(xiàn)有較大波峰及時檢查氣動閥門的情況，發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏及時更換處理。