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淺析反滲透(tòu)化學清洗的實踐作用

概(gài)述   反滲透作為膜過濾技術在火力發電廠的水處理應用中已越發普遍,從用於離(lí)子交換的預脫鹽到全(quán)膜(mó)水處理的一部分,它解決了單一離子交換設備存在的設備台數多、投資費用高、大量使用酸、堿而造成的環境汙染等一係列問題。 1 我廠(chǎng)反滲透設備運行(háng)狀況   我(wǒ)廠發電一(yī)分場作為東北地區(qū)最早使用反滲透(tòu)進行預脫鹽(yán)的單位,自1996年至2011年(nián)已有15年的運(yùn)行和維護經驗,從反滲透(tòu)膜的使(shǐ)用年限看運行維護水平(píng)。從RO實際運行狀況看:兩套RO自(zì)1996年10月投運,第一次換膜時間均為2004年5月,膜使用年限為七年半(bàn),到2011年6月,#1RO狀況良好,總壓差未超過0.35MPa,而#2RO2011年4月(yuè)壓差升高,清洗後效果不明顯(xiǎn),等待換膜。在脫鹽率和回收率(lǜ)基本能保證要求的情況下,都達到了理論使用年限。本文重點從化(huà)學清洗方麵進行總(zǒng)結(jié)和分(fèn)析。   我廠水處理係統由預處理係統、反滲(shèn)透預脫鹽係統和離子交換除鹽(yán)係統三大部分組成,其工藝(yì)流程如下:地下水→生水泵→生水加熱器→高效纖(xiān)維過濾器→5U保安(ān)過濾器→高壓泵→反滲透(tòu)(2×52m3/h)→滲(shèn)透水箱→滲(shèn)透泵→逆流再生陽(yáng)離子交換器→除碳器→中間(jiān)水箱→中間水泵→陰浮動床→除鹽(yán)水箱→除鹽水泵→主廠房。   我廠(chǎng)使用的反(fǎn)滲透設備,係引進美國陶氏公司生(shēng)產的複合膜。#1、2 RO出力分別為50m3/h,總出力為100t/h,脫鹽(yán)率為90%,回收率為75%。每套反滲透設備由54根膜元件組成,均采(cǎi)用一級二段6-3方式排列布置,即一段(duàn)由36根膜元(yuán)件組成6個膜組件,二段(duàn)由18根膜元件組成3個膜組件。 2 反滲透清洗情況及效(xiào)果   反滲透設備自96年10月投運以來,由於使用地下(xià)水,加之運行過程對高效過濾器和對保安過濾器進(jìn)行(háng)嚴格的監督檢查、清洗和更換(huàn)濾芯,並堅持每年對(duì)反滲透設備進行清(qīng)洗,運行狀(zhuàng)況一直良好。2004年5月換膜(mó)後脫鹽率97%左右,係統壓差0.3MPa,產水流量50m3/h。自2006年4月份,反滲透逐步出現異常現象,產水流量約下降10%左右,脫鹽率下降至91%左右。對不同於以往的(de)情況進行了詳(xiáng)細的分析,發現反滲透設備存在以下幾方麵問題: 2.1 產品水流量達不到設計(jì)要求(qiú)   反滲透設備單套原設計產品水流量為50 m3/h,目(mù)前(qián)實際上隻有40-45 m3/h。 2.2 脫鹽率普遍降(jiàng)低   反滲透係統原設(shè)計脫鹽率(lǜ)為97%以上,目前實(shí)際上隻有92%左右。 2.3 各段壓差明顯增(zēng)高   正常運行係統壓差在0.3MPa左右,而(ér)目前壓差最高達0.5MPa左右。 2.4 加藥係統存在問題   由於自動(dòng)加藥係統一直未投(tóu)入運行,對於(yú)母管製並聯運(yùn)行的兩套反滲透設備(bèi),單靠人工調節加藥量很難控製,長(zhǎng)期運行中加藥量的不穩定(dìng),導致反滲透膜結垢,並(bìng)呈加速趨勢。 3 產生原因(yīn)分(fèn)析 3.1 阻(zǔ)垢劑加入量不夠 2005年8月份更換為(wéi)新型阻(zǔ)垢劑FLOCON-260。由於(yú)FLOCON-260無化(huà)驗方法,對於水處理母管製並聯運行的反滲透設備(bèi),單靠人工(gōng)調節加藥量很難控(kòng)製,阻垢劑的使用控製不當,使得(dé)反(fǎn)滲透進水中的加藥量極不穩定,沒有真正起到(dào)阻(zǔ)垢作用,導致反滲透膜結垢,並(bìng)呈加速趨(qū)勢。   鹽水經過反滲透後,水中95%以上的(de)含鹽量被阻擋在濃(nóng)水(shuǐ)中,導(dǎo)致濃水含鹽量上升(水的回收率在75%時(shí),濃水中含鹽量增加至進水4倍),鹽類(lèi)的(de)這種(zhǒng)濃(nóng)縮是反滲(shèn)透裝置結垢的主要原因(yīn)。這些物質(zhì)中最常見的為(wéi)碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、矽沉積物及(jí)有機或無機沉積物。由於汙(wū)染物的汙染速度與給水條件、運行方式等因素有關(guān),因此應該控(kòng)製產品水的回收率,使濃水流量維持在難溶鹽類不會(huì)析(xī)出的狀(zhuàng)況下,既避免其離子積超過(guò)濃度積,同時要嚴格按照導則要求在發生汙染時應及時的進行清洗,否則汙染將會(huì)在相對較短的時間內使膜元件的性(xìng)能遭到嚴重的破壞。 3.2 反滲透運行監督部分誤差大   反滲透係統中的有關(guān)表計如壓力表、流量表、電(diàn)導表等損壞較多,現存表計誤差(chà)大(dà),無法保(bǎo)證正常監(jiān)督反滲透設備的運(yùn)行情況。 3.3 反滲透進水溫度無法保證   眾所周知反滲透(tòu)膜(mó)有適宜的水溫要求,適當地提高水(shuǐ)溫有利於降低水的黏(nián)度,增加膜的(de)透過速度。由於加熱器使用(yòng)年限較長,銅管漏泄停運情況時有發生,針對此情況對生水加(jiā)熱器進行了全麵的改造,並且增加了二次(cì)加熱係統,提高了(le)生水的加熱效果,改善了反滲透的運行工況。 4 清洗(xǐ)方案的確定   膜的汙染是(shì)一個漸變過程,所以應在早期采(cǎi)取措施,消除(chú)汙染物,避免損壞膜元件或(huò)降低其(qí)性能。根據(jù)反(fǎn)滲透(tòu)設(shè)計導則的要求,結合反滲透投運以來的各種情況運行(háng)、清洗的經驗,為了進一步檢查、驗證係(xì)統結垢情況和製定符合實際的清洗(xǐ)方案,對反滲透係統進行檢查、取樣,結果如下: RO一段壓力容器進口側第一膜元件(jiàn)端麵有許多橡膠墊碎片等雜物。 RO二段壓(yā)力容(róng)器進口側內壁附著有一層(céng)外觀為淺(qiǎn)黃白色疏鬆狀的垢類,根據分析可初步判斷,係統內所結垢類的主要成(chéng)分為硫酸鈣。並且通過對(duì)一段壓力容(róng)器進口側機械雜質的清理,使一段壓(yā)差有所下降。   反滲透係統的(de)清洗是一項嚴謹的(de)技術工作,清洗中稍有(yǒu)不慎,將會對反滲(shèn)透膜造成不可彌補的(de)損傷。因此,清洗(xǐ)前首先應根據係統存(cún)在的問題製訂嚴格、科學的清洗方案,其次要嚴格控製清洗過程的每一個步驟,同時應嚴密監視清洗過程中出現的不同情況,靈活機(jī)動的調整監督手段,最終(zhōng)達到清洗汙垢、保護設備的目的。5 清洗過程   清理機械雜質,將一段(duàn)壓力容器(qì)進水端的端(duān)板打開,清理每根膜元件端頭上的機械雜質。   根據清(qīng)洗配方配製酸洗、堿洗(xǐ)、殺菌等清洗藥液:啟動清洗水泵循環一小時以(yǐ)上,使其中的(de)藥液完全(quán)溶解,並達(dá)到所需要的濃度與溫度。   水清洗:啟動清洗水泵,將配置好的清洗液以低流速、低壓力打至反滲透設備壓力容器中(zhōng)並置換掉原有溶液。   循環:當係統內(nèi)原有水質被置換掉,全部充滿清洗藥液時,即可將清洗藥液全部(bù)回(huí)收至清洗箱中打循環,並維持恒定的壓力和(hé)溫度。如果膜元件汙染嚴重,應在清洗初期幾分鍾內將藥液排放掉,然後再進行循環清洗。   浸泡:通常浸(jìn)泡(pào)一小時即可,對於汙染嚴重的膜(mó)元件延長(zhǎng)浸泡時(shí)間,最多可浸泡10~15個小時。在延長的浸泡時間(jiān)內,為保持較高的溫(wēn)度,可繼續加熱並保持低速循環。   大流量衝洗:用泵(bèng)在一定壓力下大流量循環清洗液30—60分鍾。   衝洗:用反滲透產品水(shuǐ)或除鹽水衝去係統中殘存(cún)的清(qīng)洗液。   清洗過程中應(yīng)嚴格控製(zhì)清洗液溫(wēn)度、PH值(zhí)、壓(yā)力等在要求範圍內,不得任(rèn)意超標(biāo)。 6 清洗程序(xù)的規範(fàn)化   配製清洗液(yè)時,應保證所用全部化學藥品均(jun1)是可(kě)溶的。在進入膜元件循環前(qián)藥液(yè)應混合均勻(yún)。   清洗結束轉入正(zhèng)常備用前,應先(xiān)在低流量,低壓力下將膜元件內的藥液衝淨,直至出水(shuǐ)潔淨(jìng)。   在清洗(xǐ)循環中,清洗(xǐ)液溫度不應超過40℃。   對於(yú)多段反滲透裝置,即(jí)可分段清洗,也可串聯清洗,具體清(qīng)洗方式可根據膜汙染情況確定。 7 清洗效果的評(píng)價   實(shí)際過程中可以把清洗前後RO運行各參數變化(huà)情況,輸入反滲透“標準化運行(háng)管(guǎn)理軟件”,進行反滲透(tòu)係統清洗效果的評價。最直觀的方法就是在相同的水溫(wēn)、流(liú)量和產品水回收(shōu)率和入口(kǒu)水壓力情況下,壓差和脫鹽率變化情況。反滲透係(xì)統運行狀況的好壞,影響因素有(yǒu)進水水質成分、回收率、溫度、壓力、PH值及膜的運(yùn)行時間等,這些因素綜合構成了對反滲透膜性(xìng)能的影響。   本(běn)次清洗使各(gè)種參數恢複正(zhèng)常,保證供給合格的除鹽水。   在隨後的(de)幾年裏,我(wǒ)廠堅持對反滲透設備(bèi)加強(qiáng)運行監督和(hé)定期清洗(xǐ)製度,反滲透設備運行一直很穩定,實踐證明,隻要(yào)按照要求對反滲(shèn)透裝置進行(háng)運行和維(wéi)護,就能保證反滲透設備的出力和水質(zhì)要求,就能保證(zhèng)膜壽命。   參考文獻 [1]DL/T951—2005《火電廠反滲透水處理裝(zhuāng)置驗(yàn)收導則》中國(guó)電力出版社   作者簡介 韓鳳麗(lì)(1967-),女,內蒙古赤峰市,現職稱:技師,學曆:大專,研究方向:電廠化學水處理。 本文摘自(zì)中國論文網,原文地址:http://www.xzbu.com/2/view-4422556.htm 0 概述   反滲透作為膜過濾技術在火力發電廠(chǎng)的水處理應用中已(yǐ)越發普遍,從用於離子交換的預脫鹽到全膜水處理的一(yī)部分,它解決了單一離子交(jiāo)換設備存在(zài)的設備台數多(duō)、投資費用高、大量使(shǐ)用酸、堿而造成的環境(jìng)汙染等一係(xì)列問題。 1 我廠反滲透設備運行狀況   我廠發電(diàn)一分場作為東北地區(qū)最早使用反滲透進行預(yù)脫鹽(yán)的單位,自1996年至(zhì)2011年已有15年的運行和維(wéi)護經驗,從反滲透膜的使用年限看運行維護(hù)水平。從RO實(shí)際運行狀況看:兩(liǎng)套RO自1996年10月(yuè)投運,第一次換膜(mó)時間均為(wéi)2004年5月,膜使用年限為七年半(bàn),到(dào)2011年6月,#1RO狀況良好,總壓差未超過0.35MPa,而#2RO2011年4月壓差升高,清洗後(hòu)效果不明顯,等待換(huàn)膜。在脫鹽(yán)率和回收率基本能保證要求的情況下,都達到了理論使用年限。本文重點(diǎn)從化學清洗方(fāng)麵進行總結和分析。   我廠水處理係統由預處理係統、反滲透預脫鹽係統和離子交換除鹽係統三(sān)大部分(fèn)組成,其工藝流程如下:地下水→生水泵→生水加熱器(qì)→高效纖維(wéi)過濾器→5U保安過濾器→高壓泵→反滲透(tòu)(2×52m3/h)→滲(shèn)透水箱→滲(shèn)透泵→逆流(liú)再(zài)生陽(yáng)離(lí)子交換器→除碳器→中間水箱→中間水泵→陰浮動床→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠(chǎng)房。   我廠使用的反滲透設備,係引進美國陶氏公司生產的複合膜。#1、2 RO出力分別為50m3/h,總出力為100t/h,脫鹽率為90%,回收率為75%。每套反滲透設備(bèi)由54根(gēn)膜元件組成,均采用一級二段6-3方式排列布置,即一段由36根膜元件組成6個膜組件,二段由18根膜(mó)元件(jiàn)組成3個膜組件。 2 反滲(shèn)透清洗情況及效果   反滲透設備自96年10月投運以來,由於(yú)使用(yòng)地下水,加之運行(háng)過程對高效過濾器(qì)和對保(bǎo)安過濾器進行嚴格的(de)監督檢(jiǎn)查、清洗和更換濾芯,並堅持每年對(duì)反滲透設備進行清洗,運(yùn)行狀況一直良(liáng)好(hǎo)。2004年5月換膜後(hòu)脫鹽率(lǜ)97%左右,係統壓差0.3MPa,產水流量50m3/h。自2006年4月份,反滲(shèn)透逐步出現異常現象,產水流量約下(xià)降10%左右,脫鹽率下降(jiàng)至91%左右。對不同於(yú)以往的情況進行了詳細的分析,發現(xiàn)反滲透設備存在以下幾方麵問題: 2.1 產品水流量達不到設計要求   反(fǎn)滲透設備單套原設計產品水流量為50 m3/h,目前實際上隻有(yǒu)40-45 m3/h。 2.2 脫鹽率普遍降低   反滲透係統原設計脫鹽率為97%以上,目(mù)前實際上隻有92%左右。 2.3 各段壓差明顯增高   正常運行係統壓(yā)差在0.3MPa左右,而目前壓(yā)差最高達0.5MPa左右。 2.4 加藥係統存在問題   由於自動加藥係(xì)統一直(zhí)未投入運行(háng),對於母管製並聯運行的兩套反滲透設備,單靠人(rén)工調(diào)節加藥量很難控製,長期運行中加藥量的(de)不穩定(dìng),導致反滲透(tòu)膜結垢,並呈加速(sù)趨勢。 3 產生原(yuán)因分析 3.1 阻垢(gòu)劑加入量(liàng)不夠 2005年8月份更換為新型(xíng)阻垢劑FLOCON-260。由於FLOCON-260無化(huà)驗方法,對於水處理母管製並聯運行的反滲透設備,單靠人工調節加藥量很難控製,阻垢劑的使用控製不當,使得反滲透進水中的加藥量極不穩定,沒有真正起到阻垢作(zuò)用,導致反滲透膜結垢(gòu),並呈加速趨勢。   鹽水經過反滲透後,水中95%以上(shàng)的含(hán)鹽(yán)量(liàng)被阻擋在濃水中,導致濃水含(hán)鹽量(liàng)上升(水的(de)回收率(lǜ)在75%時,濃水中含鹽量增(zēng)加至進水4倍),鹽類的這(zhè)種濃縮是反(fǎn)滲透裝置結垢的主要原(yuán)因。這些物質中最常見的為碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬(shǔ)氧化物垢(gòu)、矽沉積物及有機或無機沉積(jī)物。由於汙染物的汙染速(sù)度(dù)與給(gěi)水條件、運行方式等因素有關,因此應該控製產品水的回收率,使濃水(shuǐ)流量(liàng)維(wéi)持(chí)在難溶鹽類不會析出的狀況下,既避免其離子積超過(guò)濃度積,同時要嚴格按照導則要求在發生汙染時應及時的進行清洗,否則汙染將會在相對較短的時間內(nèi)使膜元(yuán)件的性能遭到嚴重的破壞。 3.2 反滲透運行監督部分誤差大   反滲(shèn)透係統中的有關表計如壓力表、流量表、電導表等損壞較多,現存表計(jì)誤差大,無(wú)法保證(zhèng)正(zhèng)常監督反滲透設(shè)備的運行情況。 3.3 反滲透進水溫度無法保證   眾所周知反滲透膜有適宜的水溫要求,適當地(dì)提高水溫有利於(yú)降低水的黏度,增加膜的透(tòu)過速度。由於加熱器使用年限較長,銅管漏泄停運情況時有發生,針(zhēn)對此(cǐ)情況對生水加熱器進行了全麵的改造,並且增加了二次加熱(rè)係統,提高了生水的加熱效果,改善(shàn)了反滲透的運行工況(kuàng)。 4 清洗方案(àn)的確(què)定   膜的汙染是(shì)一個漸變過程,所以應在(zài)早期采取措施,消除汙染物,避免損壞膜元件(jiàn)或(huò)降低其性能。根(gēn)據反滲透設計導則的要求,結合反滲透投運以來(lái)的各種情況運行、清洗(xǐ)的經驗(yàn),為(wéi)了進(jìn)一步檢(jiǎn)查、驗證係統結垢情況和製定符合實際的清洗(xǐ)方案,對反滲透係統進行檢查、取樣,結(jié)果(guǒ)如下: RO一段(duàn)壓力容器進口側第一膜(mó)元件端麵有(yǒu)許多(duō)橡膠墊碎片等(děng)雜物。 RO二段壓力容器進口側內壁附著有一層外觀為淺黃白色疏鬆狀的垢類,根(gēn)據分(fèn)析可初步判斷,係統內所(suǒ)結垢類(lèi)的主要成分為硫酸鈣。並且通(tōng)過對一段壓力容器進口側機(jī)械雜質的(de)清理,使一段壓差有所下降。   反滲透係統的清洗是一項嚴謹的技術工作,清洗中稍有(yǒu)不慎,將會對反滲(shèn)透膜造成不可彌補的損傷。因此,清洗(xǐ)前首先應根據係統存在(zài)的問題製訂嚴格、科學的清洗方案,其次要嚴格控製清洗過程的每一個步驟,同時應嚴密監視清洗過程中出現的不同情況,靈活機動的調整監(jiān)督手段,最終達到清洗(xǐ)汙垢、保護設備的目(mù)的。5 清洗過程   清理(lǐ)機械雜質,將(jiāng)一段壓力容器進水端的端板打開,清理每根膜元件端頭上的機械雜質(zhì)。   根據清洗配方配製酸洗、堿洗、殺菌等清洗藥液:啟動清洗水泵循環一小時以上,使其中的藥液完全(quán)溶解,並達(dá)到所需要(yào)的濃度與溫度。   水清洗:啟動清洗水泵,將配置(zhì)好的(de)清洗液以低流(liú)速、低壓力(lì)打至反滲透設備壓力容器中並置換掉原(yuán)有溶液。   循環:當係統內原有(yǒu)水質(zhì)被置換掉,全部充(chōng)滿清洗(xǐ)藥液時,即可將清洗藥液全部回收至(zhì)清洗箱中(zhōng)打循環,並(bìng)維(wéi)持恒定的壓力和溫度。如果膜(mó)元件汙染嚴重(chóng),應在清(qīng)洗初期幾(jǐ)分鍾內將藥液排放掉(diào),然後再進(jìn)行循環清洗。   浸泡:通(tōng)常浸泡一小(xiǎo)時即可,對(duì)於(yú)汙染(rǎn)嚴重的膜元件(jiàn)延長浸泡時間,最多可浸泡(pào)10~15個小時。在(zài)延長的浸泡時間內,為保持較高的溫度,可繼續加熱並保(bǎo)持低速循環。   大流量衝洗:用(yòng)泵在一定(dìng)壓力下大流量循(xún)環清(qīng)洗液(yè)30—60分鍾。   衝洗:用反滲透產品水或除鹽(yán)水衝去係統中殘存的清洗液。   清洗過(guò)程中應嚴格控製清(qīng)洗液溫度、PH值(zhí)、壓力等在要求範圍內,不得任意(yì)超標。 6 清洗程(chéng)序的規範化(huà)   配製清洗液時,應(yīng)保證所用全部化(huà)學藥品均是可溶的。在進入膜元件循環前藥液應混合均勻。   清洗結束轉入正常備用前,應先在低流量,低壓(yā)力下將膜元件內的藥液衝(chōng)淨,直至出水潔淨。   在清洗循環中,清(qīng)洗液溫度不應(yīng)超過40℃。   對於多段反滲透裝置,即可分段清洗,也可(kě)串聯清洗,具體清洗方式可根據(jù)膜汙染情(qíng)況確定。 7 清洗效果的評價   實際過程中可以把(bǎ)清洗前後RO運行各(gè)參數變化情況(kuàng),輸入反滲透“標(biāo)準化運行管理軟件”,進行反滲(shèn)透係統清洗效(xiào)果的(de)評價。最直觀的方法就是在相同的水溫(wēn)、流量和(hé)產品水回收(shōu)率和入(rù)口(kǒu)水壓力情況下,壓差和脫鹽率變化情況。反滲透係統運行狀況的好壞(huài),影(yǐng)響因素有進水水質成分、回收率、溫度、壓力、PH值及膜的運行時間等(děng),這些因素綜合構成了對反滲透膜性能的影響。   本次(cì)清洗使各種參數恢複正常,保證(zhèng)供給合格的除鹽水。   在隨後的幾年裏(lǐ),我廠堅持對反滲透設備加強運行監督和定期清洗製度,反滲(shèn)透設備運行一(yī)直很穩定,實踐證明,隻要按照要(yào)求對反滲(shèn)透裝置進行運行(háng)和維護(hù),就能保證反滲(shèn)透設備的出力和水質要求(qiú),就(jiù)能保證膜壽命。


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