反渗透应用

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　　[摘要]：文章综述反渗透技术在本厂的应用状况，总结归纳出反渗透设备在处理高含盐量苦碱水方面的技术优势。在运行实践的基础上，对反渗透系统设计及材料选用提出看法，在我国缺少完整反渗透设计，调试，安装及检修运行规程的情况下，提供一些可借鉴的经验。
　　[关键词]：反渗透：双层滤料过滤器；苦碱水
　　中图分类号：X8　文献标识码：C　文章编号：1002-6908(2008)1020021-02
　　
　　大武口电厂地处宁夏北部贺兰山麓，干旱少雨，水资源贫乏。年降水量为全国平均值的43.6％，水资源量为全国的0.038％，人均水资源占有量居全国倒数第二位。电厂生产用水有两个水源地，一是大武口沟水源地，含盐量为1500mg/1，现作为我厂生产主要用水；另一个是归德沟水源地，含盐量为350mg/1，主要作为生活用水，同时又是大武口城市居民生活用水的水源。
　　主要用水含盐量如此之高，如直接进入二级除盐系统，将会使除盐设备出力大大降低，系统运行周期缩短，再生频繁，酸碱耗增加，处理费用增加，此种情况下反渗透设备的优势尽显无疑。
　　
　　1　反渗透装置概况
　　
　　反渗透(Reverse Osmosis)是60年代发展起来的一项膜分离技术，其原理是通过给水加压后使水分子通过膜元件，把溶解盐类的水化离子或大分子阻留在浓水侧。RO膜的孔径大都2s；10x10-10m(10A)。
　　反渗透(RO)作为一种简单，实用的水处理方式在电厂已由全套进口逐步发展到国产化，其设计和运行也从原来的照抄照搬到国内独立完成。1998年6月投资430多万元建成两套反渗透装置。该装置由西安热工院能泰新技术开发总公司设计。安装，除RO膜，压力容器及高压泵外。其余全部为国内制造，根据大武口地区水质特点，采用一级两段处理工艺，运行方式为串联连续运行，每套产水能力为60m3/h。
　　从一年多的运行实践看，选用反渗透装置作为预脱盐设备效果良好，脱盐率高。回收率等指标均能达到设计要求。
　　由于反渗透设备出水与原水水质的变化关系不大，只同工作压力及水质成分所决定的渗透压成正比，可以降低水源水质剧变所带来的影响，并可减少再生频率，从而提高水处理装置运行的灵活性，可靠性及经济性，在水源的选择上有了更大余地。如根据我厂水源地水质特点，已不可能开采归德沟水源，而且起水质也逐年恶化，大武口沟水源(含盐量1500mg/1)又不能直接进入除盐设备。采用反渗透一除盐联合水处理方式后，使离子交换器使用大武口沟水源成为可能。这是此工艺最大优点。
　　
　　2　反渗透技术在大武口电厂的应用情况
　　
　　2.1　预处理系统设计的合理与否对RO至关重要。我厂在反渗透系统设计论证时，考虑带节约建设资金，原决定利用原除盐系统的四台单流单层机械过滤器(40t/h)，因反渗透对进水污染指数要求≤4.0。而单层机械过滤器的截污能力达不到要求，而增加六台双层滤料机械过滤器(50t/h)。滤料为无烟煤和石英沙。从一年多的运行情况看，该过滤器截污能力大，每周期可运行168小时，运行中水头损失增长较慢，使用效果良好，保证了RO入口水符合要求。
　　2.2　在RO入口前有保安过滤器(又称精密过滤器或5μ过滤器)以保证膜元件不被划伤或污堵，在双层机械过滤器后。设计了两台t/h保安过滤器(又称线绕过滤器)。为不可反洗型。内部有33根滤元(由纺织纤维粗纺精密缠绕在多孔骨架上而形成)组成过滤材料，过滤精度为5μm。运行时控制其进出口压差，当压差超过0.16Mpa时，就应该更换滤心。运行初期，因进入过滤器的工业水未加凝聚剂，小颗粒及胶体物质通过过滤器进入保安过滤器内，造成滤元污堵，使用周期仅为30多天。进出口压差超过规程规定，就需更换滤元，增加维护费用。为此，我厂向进入过滤器的工业水中加入高效净水剂(A1203。含量＞30％)，使这些小颗粒物质经过絮凝，形成大颗粒物质而被双层机械过滤器截留，使滤元的运行周期增加一年，从而减少了更换滤元的材料费用。
　　2.3　RO系统需加酸调节人口PH值，其剂量不仅要保证防止CaCO3垢形成，还要考虑膜元件最佳PH值。我厂RO膜用美国陶氏化学股份有限公司产的聚酰氨复合膜(8"BW30～400)，运行PH，范围2～11。从我厂的运行情况看，原水PH值为7.6，加入阻垢剂(PTP-0100)后，保安过滤器出水PH值为5.6，可以保证RO系统的实际运行。设计的加酸系统一直未用，减少酸的浪费。建议以后反渗透附属系统设计时，用户可以根据自己的水质特点及设备情况，可以不设置加酸系统，这样可以减少设备投入费用。
　　2.4　给水低压冲洗。我厂低压冲洗分别在设备启动时或设备停运后进行，冲洗水采用预处理出水，冲洗时阻垢剂，凝聚剂加药系统必须投入运行。启动前冲洗，以保证压力容器内无空气。设备停运后冲洗，可以使膜的压密层恢复和冲去膜面上的污染无。经一年多的运行，可以认为低压冲洗对恢复RO膜性能。防止污染发挥极重要作用。
　　
　　2.5　反渗透系统材料选用，因反渗透的进水及出水PH值较低，为防止普通碳钢管腐蚀，从机械过滤器出口至阳床人口管全部采用耐腐蚀管道，包括反渗透本身的一些连接管道，我厂采用的是不锈钢管(1Cr18Ni9Ti)，从目前的运行情况看，多次发现浓水管在焊口附近有点壮腐蚀渗漏。分析其原因，一方面在焊接过程中，当温度处于450～850℃2时，奥氏体晶界析出。铬主要来至晶粒表层，由于晶粒来不及补充，结果在靠近晶界的晶粒表面层造成贫铬，再加上浓水中C1-含量高，氯化物就会在晶间贫铬层迅速腐蚀。针对这个情况，我厂准备对浓水管进行更换，用衬胶管或涂塑管替代。在反渗透设时，浓水管尽量不用不锈钢管，这样可以降低工程造价。
　　
　　3　反渗透技术的应用效果
　　
　　一年多的运行实践证明，根据大武口地区的水源特点。选用反渗透装置作为预脱盐设备应用效果良好，投运以来，脱盐率回收率等指标基本达到设计要求。切实保证了高含盐量的水作为锅炉补给水处理的水源，进而确保给水水质。
　　由于采用反渗透一化学除盐联合水处理后，使离子交换设备的运行周期增大，节省了大量酸碱，减轻了环境污染。
　　
　　3.1　延长了化学除盐运行周期，节省酸碱耗量
　　由于反渗透装置可以除去原水中98％盐类，大大减轻了离子交换设备的负担，运行周期比不加反渗透延长20～25倍。离子交换设备的再生剂用量原为(以大武口沟水质计算)为260万元，现采用联合水处理方式后，再生剂用量费用为12.8万元，费用降低了95％，降低了运行费用。再生剂的存放场地可以大大减少。原来可存放100M3酸库可以不用，而只使用25M3高位酸罐，减少设备维护工作量。
　　
　　3.2　除盐水质得到提高，减少锅炉排污量
　　生水经过反渗透进入二级离子交换设备后，除盐水水质有所改善，出水导电度在0～0.1μs/cm之间，一般在0.07μs/cm。而生水不经过反渗透而直接进入二级除盐系统。其出水导电度在0.1～0.17μs/cm之间。
　　
　　
　　3.8　延长离子交换树脂的使用寿命
　　反渗透装置可以除去原水中98％以上的各种离子，还可除去一般处理方式不一除去的胶体硅，有机物等有害物质，减轻对树脂污染，在加上再生次数减少，因而树脂的使用寿命延长。
　　3.4　由于除盐设备运行周期长，再生剂用量少，排放的废液量相对减少，有利于环境保护。在当前酸碱供应紧张的情况下，减轻酸碱采购压力，更显示出联合系统的使用价值。

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