反渗透设备的运行与管理

反渗透设备的运行与管理陈兵（盐城发电有限公司发电部）摘要盐城发电有限公司八期工程扩建两台十五万千瓦热电机组，随着供热量的不断增加，原有的三期、七期水处理必须提高制水能力，酸碱用量的增加、树脂的老化以及通渝河水含盐量偏高、交换器制水周期短等诸多因素、必然会导致制水成本上升和环境污染，因此，我们通过调研对水处理设备进行了一系列的改造，安装了由上海埃梯梯恒通水处理公司设计制造的3×80m3/h反渗透设备，于2005年4月正式投入运行，从投运的情况看，运行情况稳定，脱盐率高，效果较好，本文就反渗透设备在我公司的运行情况和注意事项进行探讨。关键词反渗透运行管理1前言膜处理分离（UF、RO、EDI）是目前最先进的水处理技术，由于反渗透（RO）工艺极大地延长了传统离子交换设备的再生周期,减少了酸碱的排放量,有利于节约水资源及改善环境保护，其优越的操作性能和经济效益，也越来越多应用于发电厂锅炉补给水处理中。在环境污染日益严重和人们的环保意识日益增强的今天，我公司反渗透水处理工艺的及时应用有着特别重要的意义。2反渗透设备技术参数膜材料φ8TFC美国TOW最大工作压力1.8Mpa进水流量107t/h(淡水80t，浓水27t)组装形式一段10根容器，二段5根容器脱盐率98%3反渗透脱盐的原理只透过溶剂而不透过溶质的膜称为理想半透膜。当把溶剂和溶液(或两种不同浓度的溶液)分置于此膜的两侧时，溶剂将自发地穿过半透膜向溶液(或从低浓度向高浓度溶液)侧流动，这种自然现象叫做渗透，如果上述过程中溶剂是纯水，溶质是盐份，当用理想半透膜将它们分离开时，纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水侧，当在膜的盐水侧施加一个大于渗透压的压力时，水的流向就会逆转，此时盐水中的水将流入纯水侧，这种现象叫反渗透。4RO设备运行中主要参数控制及操作注意事项我公司RO设备经过调试于2005年4月投入运行，要达到经济高效运行，必须要做好运行中的技术参数控制。4．1预处理对各种形式的膜和各种组件系统,为了充分发挥其优越性,保持良好的设计性能和长时间的经济运行,特别是保证膜的使用寿命,必须对原水进行适当的预处理。预处理是反渗透系统中不可缺少的一个组成部分,通常包括凝聚、沉降处理及过滤,主要目的是去除悬浮固体颗粒、微生物、胶体物质及其它对膜有损害的物质。对于预处理和设备运行中的各种参数必须加以高度重视,不合格的水坚决不能进入反渗透,尤其是污染指数(ＳＤＩ)值。如果只把反渗透装置当作过滤设备,那么膜会很快受到污染而无法运行。反渗透的进水要求很苛刻，因此加强对预处理运行调整、监督显得尤为重要，由于各厂的生水的来源不一，其预处理的工艺也各不相同，我公司采用的原水是通渝河水，预处理设有2×600m3/h的机械澄清池、2×320m3/h的空气擦洗滤池，凝聚剂采用的是聚合铝。4．2高效过滤器经过澄清过滤后再经过高效过滤器过滤，出口浊度应小于1FTU，气囊式高效过滤器应用在RO的前置预处理中发现效果并不是很理想，因为RO的进水需要一定的背压，运行中高效过滤床体内压力正常保持在0.3~0.4Mpa，气囊渗漏情况普遍存在，影响了过滤效果，RO进水的SDI值随着澄清池的出水水质变化波动较大，目前我们采取的对策是定期给气囊冲压，多台并列运行，通过降低滤速来保证水质。4．3活性炭过滤器滤料采用了优质的椰壳炭，对于水中有机物的去除效果良好，耗氧量COD始终保持小于1.5mg/L，余氯小于0.1mg/L，但是这种活性炭也有弱点，就是机械强度不高，因此在反洗步骤中在确保反洗效果的前提下，通过调试，我们减少了空气擦洗的时间，以防破碎导致运行压差增大，效果良好。4．4精密过滤器也叫保安过滤器，过滤大于5um的杂质，在投入运行前必须对其进行排气，否则会影响过滤效果和损坏滤芯，精密过滤器的滤芯必须定期更换，以确保RO的进水水质。4．4RO设备⑴在实际运行中，最佳PH应保持在6.2~6.8，由于我们预处理使用的凝聚剂PH较低，因此RO进水PH正常保持在6.6左右，无需加酸调节PH防垢，阻垢剂采用的是上海杰科公司代理的进口JK3000型阻垢剂，控制剂量为2~3mg/L。⑵温度对RO的产水量有明显的影响，进水水温每提高1℃，产水量就会增加2.7%，但是运行水温决不能超过35℃，否则会导致盐类在膜表面析出以及膜元件损坏，正常运行中进水温度应控制在20℃~25℃。⑶理论上讲，运行压力越大，产水量也越大（在许可范围以内），但是运行压力过大会导致膜元件压实，盐类在膜表面析出。运行压力正常控制在1.3~1.4Mpa范围内较合适。⑷运行中回收率为75%。⑸运行中控制SDI值小于5⑹操作中应注意静背压，严防淡水侧压力过高导致爆膜安全门动作。⑺注意防止反渗透膜脱水，因为膜脱水时间过长会造成不可恢复的损伤。5RO设备的保养5．1当RO设备停运时间5~30天为短期停运，在此期间，每天对系统进行淡水冲洗，时间为15~30分钟，或让系统运行1~2小时，以防止系统滋生细菌。系统停运时间超过1个月为长期停运，应在膜壳中注入消毒水保养。5．2系统连续运行超过24小时必须停运，进行淡水冲洗，时间为10~15分钟，防止膜表面盐类浓度过高析出。6RO设备的清洗6．1RO设备的清洗条件在正常运行一段时间后,反渗透膜元件会很快受到在给水中可能存在的悬浮物或难溶物质的污染,这些物质中最常见的为碳酸钙垢、金属氧化物垢、硅沉积物及有机或无机沉积物。污染物的性质及污染速度与给水条件有关,污染是慢慢发展的,如果不在早期采取措施,污染将会在相对较短的时间内损害膜元件的性能,定期检测系统整体性能是确定膜元件发生污染的一个好方法,不同的污染物会对膜元件性能造成不同程度的损害。当反渗透膜被污染后，会造成产水量降低，进水侧与浓水侧的压降增加，当达到下列条件之一时，就应对RO设备进行清洗。⑴产水量下降10%（与初期产水量相比）；⑵出水脱盐率下降10%（与初期脱盐率相比）；⑶进水侧与浓水侧的压力增加15%（与初期压降值相比）。6．2确定污染物的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，不同类型的污染物用不同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：⑴分析进水水质及浓盐水中的各种离子成分；⑵分析运行数据；⑶用SDI值判断膜上的沉积物；⑷分析精密过滤器上的沉积物；⑸检查容器的内壁，如果发现红褐色，则有可能是铁锈。6．4清洗配方A配方柠檬酸（2%）磷酸（5%）或草酸。这种溶液用于去除溶于酸的无机盐，如：CaCO3、CaSO4、BaSO4等；B配方Na2S2O4（1%）或磷酸（0.5%）。这种溶液用于去除金属氧化物；C配方Na3[PO4或三聚磷酸钠（2%）、EDTA钠盐(0.8%),用于去除有机物污染；D配方EDTA钠盐(1.5%)或六偏磷酸钠(1%),用于去除硬度类垢。虽然在RO运行中会出现一些污染问题,只要发现及时,对污染物进行正确的化学分析,选择最佳的清洗剂及清洗方法,还是可以解决问题的。这里应强调指出,对于设计合理、运行操作正确的ＲＯ系统是无需频繁清洗的。7杀菌处理我们在预处理部分并未采用杀菌处理，加药点设在#3、#4、#5高效过滤器的进水母管上，由于采用的是强氧化剂次氯酸钠，对系统中不锈钢件不利，因此应换成非氧化性的杀菌剂，#1、#2高效过滤器进口也应接加药口，便于设备切换。对于RO系统，也应进行定期杀菌，以弥补前置杀菌处理的不足。8结束语反渗透设备的运行、维护简单，但是不能疏忽大意，只有在日常的运行、维护方面措施得当，管理严格，才能确保安全、经济运行。