淺析化學(xué)水處理中預(yù)處理工藝的應(yīng)用

蔡董軍

摘 要：武漢80萬(wàn)噸/年乙烯化學(xué)水處理裝置是生產(chǎn)脫鹽水的公用設(shè)施，為全廠提供二級(jí)除鹽水，采用的是離子交換的脫鹽工藝，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，建議在生產(chǎn)水進(jìn)裝置前增加預(yù)處理工藝，即脫膠體硅工藝，進(jìn)一步降低膠體硅的含量。延長(zhǎng)除鹽系統(tǒng)的運(yùn)行周期和周期制水量，降低酸、堿、水耗。

關(guān)鍵詞：除鹽水;生產(chǎn)水;預(yù)處理

1 生產(chǎn)原水水質(zhì)

生產(chǎn)原水水質(zhì)總堿度105.4mg/L，總硬度2.94mg/L，二氧化硅（全硅）10.74mg/L，可溶性硅4.74mg/L，膠體硅6.0mg/L。

2 增加預(yù)處理工藝流程

原工藝流程：生產(chǎn)原水→除鹽系統(tǒng)。

增加預(yù)處理后工藝流程：生產(chǎn)原水→預(yù)處理裝置→除鹽系統(tǒng)。

3 增加預(yù)處理工藝依據(jù)

根據(jù)原水水質(zhì)，其總含鹽量為223mg/L，二氧化硅含量10～14mg/L，其中膠體硅含量2～6mg/L，根據(jù)國(guó)家最新頒布的國(guó)標(biāo)《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》（GB12145-2008）對(duì)脫鹽水、蒸汽品質(zhì)的要求，經(jīng)過(guò)對(duì)水中鹽含量進(jìn)行平衡計(jì)算，工業(yè)中膠體硅允許進(jìn)入離子交換設(shè)備設(shè)施的濃度應(yīng)不大于0.3mg/L，為保證生產(chǎn)出合格的二級(jí)脫鹽水，在脫鹽制水工藝之前的生產(chǎn)水配備前置過(guò)濾及脫膠體硅設(shè)施，去除水中懸浮物及膠體物質(zhì)。

4 預(yù)處理系統(tǒng)簡(jiǎn)要說(shuō)明

原水過(guò)濾及脫膠體硅系統(tǒng)為除鹽水處理系統(tǒng)預(yù)處理，為達(dá)除鹽系統(tǒng)要求，采用帶自清洗過(guò)濾器的超濾預(yù)處理系統(tǒng)，脫膠體硅系統(tǒng)的主要作用是去除水中的懸浮物和膠體硅;系統(tǒng)包括配套的反洗、清洗、加藥等單元，各單元內(nèi)部按單元制運(yùn)行，系統(tǒng)單元間按母管制運(yùn)行。

4.1 過(guò)濾系統(tǒng)工藝

生產(chǎn)水來(lái)水（地表水，自然溫度，壓力：0.35～0.40MPa）→過(guò)濾器→超濾裝置→生水罐。

4.1.1 設(shè)計(jì)溫度

因?yàn)槟み^(guò)濾通量受水溫影響很大，所以選取的原水溫度為正常時(shí)為自然溫度（10～25℃），冬季時(shí)水溫可能較低。

4.1.2 主要設(shè)備出力按如下考慮

系統(tǒng)最終出力1250t/h，過(guò)濾器產(chǎn)水量6×240m3/h，超濾裝置的凈出力6×210m3/h，回收率為≥90%，膜通量按50～60L/m2*h選擇，使用壽命按5年考慮

4.2 主要設(shè)備功能

4.2.1 自清洗過(guò)濾器

設(shè)置前置自清洗過(guò)濾器，以初步攔截、去除生產(chǎn)水中較大顆粒的懸浮物和部分細(xì)微懸浮物，如澡類、鐵銹、粘泥、微生物等，為后繼膜處理設(shè)備提供安全保障。自清洗過(guò)濾器采用疊片式，過(guò)濾器具有自清洗功能，即隨著懸浮物的不斷積聚，濾網(wǎng)內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，當(dāng)壓力差達(dá)到設(shè)定值（要求可調(diào)）時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行反沖洗清洗。

4.2.2 超濾系統(tǒng)

設(shè)置1臺(tái)自清洗過(guò)濾器、1套超濾組件對(duì)應(yīng)串聯(lián)成一個(gè)單元運(yùn)行。進(jìn)水流量為超濾凈產(chǎn)水量與反洗水量之和。每個(gè)單元既可以同時(shí)運(yùn)行也可以獨(dú)立運(yùn)行。

4.2.3 超濾膜基本性能

結(jié)合國(guó)內(nèi)外超濾膜材料選擇和使用情況，依據(jù)本裝置的生產(chǎn)工藝擬選膜材料為：內(nèi)壓式選聚醚砜（PES）;外壓式選聚偏氟乙烯（PVDF）。內(nèi)壓和外壓式超濾膜各有優(yōu)缺點(diǎn)，基本條件為出水SDI≤3，膠體硅去除率≥99%（10℃），孔徑分布均勻，范圍0.01～0.1μm，跨膜壓差<2kg/cm2，平均通量<60L/m2/h，斷絲率≤1%。

4.2.4 超濾反洗

超濾裝置在運(yùn)行中由于水中各類物質(zhì)的污染，超濾的透膜壓差（TMP）會(huì)上升。當(dāng)其達(dá)到設(shè)定值時(shí)就需要對(duì)超濾膜進(jìn)行反洗，以降低透膜壓差。任何一列超濾裝置的反洗和化學(xué)清洗都是在線進(jìn)行的。

4.2.5 超濾裝置化學(xué)清洗系統(tǒng)

化學(xué)清洗裝置根據(jù)給水水質(zhì)和所選用超濾裝置膜元件的特性確定，清洗系統(tǒng)包括清洗藥箱（含電加熱設(shè)備）、清洗泵、清洗過(guò)濾器、閥門、管道及就地流量及壓力表組成等。

4.3 過(guò)濾系統(tǒng)控制

超濾裝置的運(yùn)行及反洗為自動(dòng)控制，超濾系統(tǒng)的運(yùn)行、反洗、次氯酸鈉加藥、化學(xué)清洗等具體設(shè)備操作由整套除鹽水處理控制系統(tǒng)（DCS）對(duì)超濾系統(tǒng)的整體啟動(dòng)/停止進(jìn)行操作，并能夠?qū)⒊瑸V系統(tǒng)的運(yùn)行/停止/故障狀態(tài)信號(hào)上及其它控制要求信號(hào)傳至DCS。

5 小結(jié)

增加預(yù)處理系統(tǒng)后可達(dá)到的運(yùn)行效果：

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