反渗透膜法在核电站水处理中的应用朱峰

2010NO.24ChinaNewTeehnologiesandProduets工业技术反渗透膜法在核电站水处理中的应用朱峰李彦华中国核电工程有限公司施工与调试部,河南郑州〔摘要对反渗透膜法水处理技术工艺及原理进行分析与讨论,并结合方家山核电除盐水项目时反渗透系统的运行流程以及系统的主要设备进行了介绍,对反渗透膜法水处理技术在项目中的应用进行了探讨和研究。关键词反渗透核电水处理反渗透的凰里反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中位口原水,施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中盐分的目的。反渗透膜工作原理女口图所示,,,、,,半透颐困初始状态渗透及渗透平衡反渗透状图反渗透膜工作原理图反渗透过程是一个与自然渗透现象相反的渗透过程,是以压力差为推动力的膜分离技术,也是目前最先进的膜分离技术之一。利用高压泵将待处理水增压后,借助半透膜的选择截留作用来除去水中的无机离子,由于反渗透膜在高压情况下,只允许水分子通过,而不允许钾、钠、钙、锌、病毒、细菌通过,最终获得高质量的纯水。反渗透的常用工艺流程一级一段法这种方式是料液进人膜组件后,浓缩和产水被连续引出,这种方式水的回收率不高,工业应用较少另一种形式是一级一段循环式工艺,它是浓水一部分返回料液槽,这样浓缩液的浓度不断提高。因此产水量大,但产水水质下降。一级多段法当用反渗透作为浓缩过程时,一次浓缩达不到要求,可以采用多步浓缩方式,这种方式浓缩液体体积可减少而浓度提高,产水量应加大。两级一段法当一级达不到要求时,可分为两步进行。若膜的除盐率低,而水的渗透性又高时,采用两步法比较经济,同时在低压低浓度下运行时,可提高膜的使用寿命。多级反渗透流程在此流程中,将第一级透过液作为第二级料液,第二级渗透液再作为下一级料液,这样经几级淡化可制出较纯的淡水。在选择该流程时,对装置的整体寿命、设备费、维护管理、技术可靠性也必须考虑。核电站反渗透系统的组成和主要设备反渗透系统的组成反渗透系统的主要设备包括反渗透保安过滤器、高压泵、反渗透膜组架、反渗透膜元件、反渗透压力容器、反渗透化学清洗系统、反渗透加药装置包括还原剂加药装置、阻垢剂加药装置构成。原水在进人反渗透膜之前要经过双滤料过滤器进行预处理,以去除水中悬浮物,改善原水水质,使其满足反渗透系统的进水要求,同时延长反渗透膜的寿命。反渗透系统的主要设备高压泵整套系统共有台高压泵,每台高压泵均带有高、低压力保护开关。压力开关无论在就地运行状态还是自动运行状态都应使高压泵在进出口压力超过保护范围时停止运行。当进水压力大于等于低限设定值时,高压泵才可进行运转,否则,进行报警提示。高压泵运转后,当高压泵出水压力大于高限设定值时,对采集的压力信号进行延时判断,时间秒,如压力仍然过高,则高压泵停运并同时报警。台高压泵出口采用气动慢开阀门达到启动和停运时压力缓慢升高或降低功能,高压泵启动,气动慢开阀门顺序开始启动高压泵停机前,气动慢开阀门首先缓慢关闭。亡漫开阀门开启和关闭时间调整为柳在系统运行过程中,当膜组前压力大于等于名肩压泵出口阀门完全关闭时的压力询时,高压泵须停止运转并进行报警提示。刀反渗透膜组件卿膜冲洗当任何一组反渗透装置停止运转时,系统进行冲洗,置换膜元件内的浓水,冲洗完毕后进行备用。膜组停机防背压无论反渗透装置何种原因停机滁非停电,对应于相应的反渗透膜组,对应的淡水侧不合格水排放阀,均开启分钟排水后,关闭。反渗透膜组在自动投运前,确保前序工艺设备工作正常,出水水质合格,确保反渗透膜组已经经过手动调试,各个阀门状态和动作正确。刀冲洗泵冲洗水采用反渗透装置产水,每次反渗透装置停机后均需及时对反渗透进行冲洗,启动条件为反渗透产水箱液位大于低限设定值,在反渗透淡水箱液位低于低限设定值时冲洗水泵不能启动并报警。反渗透系统的运行流程反渗透根据进水条件采用了一级两段的排列方式,回收率达,提高了整个系统水的利用率,减少水资原损失。反渗透脱盐部分为母管制,两套反渗透装置并联运行,为小时连续运行。运行过程如下双滤料过滤器产水经保安过滤器、高压泵提升进入反渗透装置。保安过滤器的正常出力为肘台,设计压力为。原水经加压进人膜压力容器,清水经膜元件中心集水管道汇集至清水箱,浓水则由浓水管道收集进人反洗水箱。系统启动时,先气动反渗透冲洗水泵,对组架系统冲洗排气。在系统结束运行时启动冲洗水泵对膜元件进行冲洗,稀释浓水,抑制膜元件表面污染。反渗透装置的化学清洗和加药系统反渗透装置的化学清洗系统反渗透系统长时间运行后,膜表面会滋长微生物,造成膜表面污堵,另外还有胶体污染、金属氧化物污染、有机物污染等等。当反渗透装置出现以下情况须清洗进水压力、中段压力、浓水压力,在运行条件不变的情况,此三点压差比初始差上升巧一。在运行刻牛不变的情况下产水量下降。产水量不变的情况下脱盐率下降。化学清洗系统包括清洗水箱、保安过滤器、清洗水泵、加热器及相关的监控仪表等主要设备。反渗透化学清洗时,需要针对不同的污染情况在化学清洗水箱内配置相应的药剂。将清洗液配好,然后循环清洗,此过程应保持左右压力,温度最好控制在℃左右,一般循环一琳,以使溶液充分浸润膜授泡小时,以使清洗液能够充分渗透至膜孔深层。酸性清洗主要用于去除结垢,不同特定的污染物采用不同的清洗剂进行清洗。碱性清洗主要用于去除微生物或者有机污染物。通常的清脚顶序是先进行酸洗,然后进行碱洗。在某些情况下,如果污染主要为有机物或者微生物,可以先碱洗,后酸洗,最后再进行一步碱洗。把碱洗作为最后一步的重要原因在于它能使得经过酸洗后的膜孔充分张开,以恢复产水流量。化学清洗后再启动反渗透冲洗系统。将药液冲净避免清洗药液影响产水水质。反渗透装置的加药系统还原剂加药系统。还原剂加药系统是将反渗透进水通过添加还原剂,使期氧化性下降,使水的氧化还原电位达到城的要求,供反渗透使用,对应于反渗透膜组,计量泵与反渗透膜组是“一对一”的对应关系,计量泵的启停与高压泵出口慢开阀门进行连锁,当高压泵出口慢开阀开关,对应的士隆泵同时运行停机。阻垢剂加药系统。阻垢剂加药系统是将反渗透进水通过添加阻垢剂使钙、镁等离子的浓度等性状发生变化,从而大大降低浓缩过程中结垢的可能性,它包括溶液箱、计量泵、混合器、阀门和管道等。对应于反渗透膜组,计量泵与反渗透膜组是“一对一”的对应关系,计量泵的启停与高压泵进行连锁,当高压泵运行停机时,对应计量泵同时运行停机。结语反渗透膜法水处理技术能够有效地去除水中重金属离子、有机污染物、细菌与病毒,具有清洁、高效、无污染的特点,在工业上的应用也日趋成熟和广泛。但也存在一定问题如反渗透在运行过程中易受水中悬浮物、胶体、生物、结垢物以及有机物等引起的膜污染,造成膜性能下降进而影响处理能力等。因此在应用过程中要合理选择预处理方法,可延长反渗透膜使用寿命,降低水处理的成本,提高水处理的水质。参考文献冯逸仙,杨世纯反渗透水处理工程〔〕比京中国电力出版社,一方家山核电工程除盐水生产系统手册徐绍东,安占强,张志岭反渗透制取纯水技术以〕中国氛碱,,一石维平用工业废碱水处理反渗透法高含盐排放浓水以水处理技术,,一王波一反渗透运行和清洗的探讨川庐天化科技,一戴昆仑,宋若春浅析反渗透浓水应用川工业水处理,,一﹃幽哈一一中国新技术新产品DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2010.24.012