反渗透水处理设备的运行管理

  

  

温权谋

  

(珠海发电厂，广东  珠海  519020)

  

  

摘要：对进口反渗透设备在珠海发电厂水处理中应用的运行特点和影响因素进行较系统、详细的阐述，总结了实际运行管理应注意的问题。

关键词：反渗透设备；补给水处理；运行管理

  

反渗透(以下简称RO)是近20年来广泛应用的水处理技术，它对提高水资源的利用，缓解全球性水资源紧缺有实际意义。因其优越的操作性能和经济效益，也越来越多地应用于发电厂锅炉补给水处理中。

珠海发电厂，一期工程为2×600  MW燃煤发电机组，锅炉补给水处理的水源在枯水期取自珠海市斗门五山水库，水质稳定，在潮讯期则取自斗门大环河，易受海水倒灌的影响。为适应以水库水和近海河水交替作为水源，锅炉补给水处理在原水经混凝澄清过滤的预处理后，在进入除盐处理之前增加了2套美国进口的反渗透水处理设备，以确保锅炉补给水水质。

锅炉补给水处理的流程如下：

原水→混凝澄清过滤→软化器→RO设备→除碳器→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→补给水进锅炉。

1  设备原理和技术参数

反渗透是渗透的逆意，在RO设备膜的浓溶液一侧，外加一个大于其渗透压的压力，则溶剂(水)会由浓溶液侧渗透膜流向稀溶液，从而得到纯净的水。

珠海发电厂从美国引进2套RO设备，其主要技术参数为：

膜材料    芳香聚酰胺螺旋卷式膜；

设备型号    FT30；

最大工作压力    2.1  MPa；

标准流量    进水83  t/h(净水62  t/h，浓盐水21  t/h)；

组装型式一段8个容器，2段4个容器组装而成。

2  RO设备运行中主要参数的控制

珠海发电厂RO设备经调试于1999年3月投入运行。要达到经济、高效运行，就要做好运行中主要参数的控制。

2.1  原水预处理出水水质的控制

a)原水经澄清过滤后出水浊度小于1  mg/L；

b)软化器进口加入NaHSO3溶液，维持ORP值在70～130范围，以除去水中过大的余氯，使余氯小于0.1  mg/L，并起杀死水中微生物，保护RO设备，反渗透膜的作用；

c)精密过滤器出水浊度值小于0.2  mg/L，SDI值小于4。

2.2  RO设备主要运行参数的控制

a)在实际运行中，最佳pH值为6.5～7.5。

b)温度对RO的透水量有较明显的影响，水温每提高1  ℃，透水量增加2.7%，但运行水温不能超过35  ℃；

c)运行压力越大，透水量也越大(在许可范围内)，运行压力一般控制在1.3～1.4  MPa范围；

d)运行中控制回收率为75%；

e)运行中控制SDI值小于4。

3  RO设备的运行及注意事项

3.1  RO设备的运行

RO设备的运行包括：预冲洗、冲洗、运行、运行后冲洗4个步骤：

a)“预冲洗”的目的是把RO内充满水，除去膜内空气。

b)“冲洗”是预冲洗的继续。在45  s内，RO的出水质量达到要求后自动投入运行；若在45  s内不能达到要求，或流量小于最小设定值，则RO会自动转为“运行后冲洗”阶段。

c)“运行”是冲洗的继续。在此阶段，运行人员应根据压力、75%回收率和流量来调整RO进水门及浓盐水出水门的阀门开度。

d)“运行后冲洗”的目的是当RO设备停止运行时，通过低压的水流冲洗反渗透膜而除去残留在膜内的盐分，直至浓盐水侧的水质与进水侧水质一样为止。时间为预设定，通常约需10  min。

3.2  运行操作中应注意的事项

a)每次启动RO设备时，应缓慢开启进水阀，以防止反渗透膜因受瞬间的过高压力而遭到破坏。

b)操作中应注意静背压，不允许净水侧压力高于进水及浓盐水侧的压力。

c)不论在运行或停运时，都必须注意防止反渗透膜的脱水现象，因为反渗透膜一旦脱水，会造成不可恢复的损伤。

4  RO设备的保养

当RO设备停运时间超过48  h的情况下，则需对反渗透膜进行保养，防止因细菌、微生物的生长对膜造成破坏。通常采用的保养液有两种：亚硫酸氢钠或甲醛溶液。

4.1  用亚硫酸氢钠溶液保养

停运时间低于5  d时，取亚硫酸钠的质量分数为0.5%即可，直接在运行中由加药泵加入，当RO完成“运行后冲洗”步骤后关闭所有进、出水阀门；若停运时间高于5  d，则应在清洗箱中配药，亚硫酸钠的质量分数为2%～3%。配好后利用清洗泵将药液慢慢循环注满RO容器内，然后关闭所有进、出水阀门。

4.2  用甲醛溶液保养

一般地，取甲醛溶液的质量分数为0.5%～3.0%。甲醛的杀菌效果比亚硫酸氢钠佳，且不易被氧气分解，但操作应特别小心(怀疑甲醛有致癌作用)，在实际中用亚硫酸氢钠更为方便些。

4.3  保养时应注意的事项

a)保养期间应每周检测一次溶液的pH值，当pH≤3时，应更换溶液；

b)每月至少应更换一次溶液；

c)温度不能超过45  ℃。

5  RO设备的清洗

5.1  RO设备的清洗条件

当反渗透膜被污染后，会造成透水量降低及进水侧与浓盐水侧的压降增加。当达到下列条件之一时，就应对RO设备进行清洗：

a)透水量下降10%；

b)出水中盐浓度增加10%；

c)进水侧与浓盐水侧的压力差增加15%(与参考值相比，参考值是指开始运行的24～48  h内的压降值)。

5.2  确定污染物类型

在清洗前，必须先确定污染物(或垢)的类型，这是清洗的关键。不同类型的污染物应用不同类型的化学药品进行清洗。在实际中可根据下列要点分析污染物的类型：

a)分析进水水质及浓盐水中各种离子成分；

b)分析运行数据；

c)与上次清洗的原因进行比较；

d)用SDI值判断膜上的沉积物；

e)分析精密过滤器的沉积物；

f)检查容器的内壁，若发现红褐色，则可能是铁锈。

5.3  清洗液配方

5.3.1  A配方

柠檬酸(质量分数2.0%)、磷酸(质量分数0.5%)或草酸(质量分数1.0%)。这种溶液用于去除溶于酸的无机盐，如CaCO3、CaSO4、BaSO4等。

5.3.2  B配方

Na2S2O4(质量分数1.0%)或磷酸(质量分数0.5%)。这种溶液用于去除金属氧化物(如氧化铁等)。

5.3.3  C配方

磷酸三钠或三聚磷酸钠(质量分数2.0%)、EDTA钠盐(质量分数0.8%)。这种溶液适用于去除有机污染物。

5.3.4  D配方

EDTA钠盐(质量分数1.5%)或六偏磷酸钠(质量分数1.0%)。这种溶液适用于去除硬度类垢。

6  杀菌处理

反渗透膜若被细菌或微生物污染后，则应在清洗后进行消毒。

6.1  刹菌剂

通常使用较多的杀菌剂为质量分数0.5%～3.0%的甲醛、乙醛溶液或质量分数不超过0.2%的过氧化氢溶液(膜连续浸泡在高于此质量分数的溶液下易被破坏)。使用过氧化氢时，pH值应小于4，在实践中，我们认为pH值为3较为合适。

必须注意的是：若碱洗后进行杀菌处理，则必须对净水侧进行冲洗干净后再进行杀菌(可通过检测pH值进行确定)，否则膜会被氧化。

6.2  影响杀菌效果的两个因素

6.2.1  温度的影响

杀菌液温度不能超过25  ℃。试验表明：质量分数为0.2%过氧化氢溶液在34  ℃杀菌后几小时，则发生浓盐水侧积盐现象；而在24  ℃杀菌96  h，仍然非常理想。

6.2.2  含有金属元素杂质的影响

金属(铁及其它金属)会对膜的降解起催化作用。试验表明，质量分数0.15%含铁的过氧化氢溶液杀菌150  h后，膜上的盐明显增加。因此，杀菌剂不允许含有金属元素杂质。

7  结束语

反渗透设备的运行、维护简单，但不能疏忽。只有在日常的运行、维护等方面措施得当，管理严格，才能更好地发挥其应有的优点。

  

  

  

作者简介：温权谋(1971—)，男，广东梅县人，电厂化学助理工程师，工学学士，从事电厂化学专业工作。

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