RO反滲透水處理設(shè)備的運(yùn)行管理
反滲透(以下簡(jiǎn)稱RO)是近20年來(lái)廣泛應(yīng)用的水處理技術(shù),它對(duì)提高水資源的利用,緩解全球性水資源緊缺有實(shí)際意義。因其優(yōu)越的操作性能和經(jīng)濟(jì)效益,RO反滲透水處理設(shè)備也越來(lái)越多地應(yīng)用于發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中。
珠海發(fā)電廠,一期工程為2×600 MW燃煤發(fā)電機(jī)組,鍋爐補(bǔ)給水處理的水源在枯水期取自珠海市斗門(mén)五山水庫(kù),水質(zhì)穩(wěn)定,在潮訊期則取自斗門(mén)大環(huán)河,易受海水倒灌的影響。為適應(yīng)以水庫(kù)水和近海河水交替作為水源,鍋爐補(bǔ)給水處理在原水經(jīng)混凝澄清過(guò)濾的預(yù)處理后,在進(jìn)入除鹽處理之前增加了2套美國(guó)進(jìn)口的反滲透水處理設(shè)備,以確保鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)。
1.鍋爐補(bǔ)給水處理的流程如下
原水→混凝澄清過(guò)濾→軟化器→RO設(shè)備→除碳器→陽(yáng)離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→補(bǔ)給水進(jìn)鍋爐。
2. 設(shè)備原理和技術(shù)參數(shù)
反滲透是滲透的逆意,在RO設(shè)備膜的濃溶液一側(cè),外加一個(gè)大于其滲透壓的壓力,則溶劑(水)會(huì)由濃溶液側(cè)滲透膜流向稀溶液,從而得到純凈的水。
珠海發(fā)電廠從美國(guó)引進(jìn)2套R(shí)O設(shè)備,其主要技術(shù)參數(shù)為:
(1) 膜材料 芳香聚酰胺螺旋卷式膜;
(2) 設(shè)備型號(hào): FT30
(3) 最大工作壓力: 2.1 MPa
(4) 標(biāo)準(zhǔn)流量:進(jìn)水83 t/h(凈水62 t/h,濃鹽水21 t/h)
(5) 組裝型式一段8個(gè)容器,2段4個(gè)容器組裝而成。
3.RO設(shè)備運(yùn)行中主要參數(shù)的控制
珠海發(fā)電廠RO設(shè)備經(jīng)調(diào)試于1999年3月投入運(yùn)行。要達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行,就要做好運(yùn)行中主要參數(shù)的控制。
(1) 原水經(jīng)澄清過(guò)濾后出水濁度小于1 mg/L
(2) 軟化器進(jìn)口加入NaHSO3溶液,維持ORP值在70~130范圍,以除去水中過(guò)大的余氯,使余氯小于0.1 mg/L,并起殺死水中微生物,保護(hù)RO設(shè)備,反滲透膜的作用。
(3) 精密過(guò)濾器出水濁度值小于0.2mg/l。
(4) 在實(shí)際運(yùn)行中,最佳pH值為6.5~7.5。
(5) 溫度對(duì)RO的透水量有較明顯的影響,水溫每提高1 ℃,透水量增加2.7%,但運(yùn)行水溫不能超過(guò)35 ℃。
(6) 運(yùn)行壓力越大,透水量也越大(在許可范圍內(nèi)),運(yùn)行壓力一般控制在1.3~1.4 MPa范圍。
(7) 運(yùn)行中控制回收率為75%。
(8) 運(yùn)行中控制SDI值小于4。
4.RO設(shè)備的運(yùn)行及注意事項(xiàng)
RO設(shè)備的運(yùn)行包括:預(yù)沖洗、沖洗、運(yùn)行、運(yùn)行后沖洗4個(gè)步驟:
(1)“預(yù)沖洗”的目的是把RO內(nèi)充滿水,除去膜內(nèi)空氣。
(2)“沖洗”是預(yù)沖洗的繼續(xù)。在45 s內(nèi),RO的出水質(zhì)量達(dá)到要求后自動(dòng)投入運(yùn)行;若在45 s內(nèi)不能達(dá)到要求,或流量小于最小設(shè)定值,則RO會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為“運(yùn)行后沖洗”階段。
(3)“運(yùn)行”是沖洗的繼續(xù)。在此階段,運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)壓力、75%回收率和流量來(lái)調(diào)整RO進(jìn)水門(mén)及濃鹽水出水門(mén)的閥門(mén)開(kāi)度。
(4)“運(yùn)行后沖洗”的目的是當(dāng)RO設(shè)備停止運(yùn)行時(shí),通過(guò)低壓的水流沖洗反滲透膜而除去殘留在膜內(nèi)的鹽分,直至濃鹽水側(cè)的水質(zhì)與進(jìn)水側(cè)水質(zhì)一樣為止。時(shí)間為預(yù)設(shè)定,通常約需10 min。
5.運(yùn)行操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)
(1)每次啟動(dòng)RO設(shè)備時(shí),應(yīng)緩慢開(kāi)啟進(jìn)水閥,以防止反滲透膜因受瞬間的過(guò)高壓力而遭到破壞。
(2)操作中應(yīng)注意靜背壓,不允許凈水側(cè)壓力高于進(jìn)水及濃鹽水側(cè)的壓力。
(3)不論在運(yùn)行或停運(yùn)時(shí),都必須注意防止反滲透膜的脫水現(xiàn)象,因?yàn)榉礉B透膜一旦脫水,會(huì)造成不可恢復(fù)的損傷。
6. RO設(shè)備的保養(yǎng)
當(dāng)RO設(shè)備停運(yùn)時(shí)間超過(guò)48 h的情況下,則需對(duì)反滲透膜進(jìn)行保養(yǎng),防止因細(xì)菌、微生物的生長(zhǎng)對(duì)膜造成破壞。通常采用的保養(yǎng)液有兩種:亞硫酸氫鈉或甲醛溶液。
(1) 用亞硫酸氫鈉溶液保養(yǎng)
停運(yùn)時(shí)間低于5 d時(shí),取亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%即可,直接在運(yùn)行中由加藥泵加入,當(dāng)RO完成“運(yùn)行后沖洗”步驟后關(guān)閉所有進(jìn)、出水閥門(mén);若停運(yùn)時(shí)間高于5 d,則應(yīng)在清洗箱中配藥,亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%~3%。配好后利用清洗泵將藥液慢慢循環(huán)注滿RO容器內(nèi),然后關(guān)閉所有進(jìn)、出水閥門(mén)。
(2) 用甲醛溶液保養(yǎng)
一般地,取甲醛溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~3.0%。甲醛的殺菌效果比亞硫酸氫鈉佳,且不易被氧氣分解,但操作應(yīng)特別小心(懷疑甲醛有致癌作用),在實(shí)際中用亞硫酸氫鈉更為方便些。
7.保養(yǎng)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
(1) 保養(yǎng)期間應(yīng)每周檢測(cè)一次溶液的pH值,當(dāng)pH≤3時(shí),應(yīng)更換溶液。
(2) 每月至少應(yīng)更換一次溶液。
(3) 溫度不能超過(guò)45 ℃。
8.RO設(shè)備的清洗
當(dāng)反滲透膜被污染后,會(huì)造成透水量降低及進(jìn)水側(cè)與濃鹽水側(cè)的壓降增加。當(dāng)達(dá)到下列條件之一時(shí),就應(yīng)對(duì)RO設(shè)備進(jìn)行清洗。
(1) 透水量下降10%。
(2) 出水中鹽濃度增加10%。
(3)進(jìn)水側(cè)與濃鹽水側(cè)的壓力差增加15%(與參考值相比,參考值是指開(kāi)始運(yùn)行的24~48 h內(nèi)的壓降值)。
9.確定污染物類型
在清洗前,必須先確定污染物(或垢)的類型,這是清洗的關(guān)鍵。不同類型的污染物應(yīng)用不同類型的化學(xué)藥品進(jìn)行清洗。在實(shí)際中可根據(jù)下列要點(diǎn)分析污染物的類型:
(1) 分析進(jìn)水水質(zhì)及濃鹽水中各種離子成分
(2) 分析運(yùn)行數(shù)據(jù)
(3) 與上次清洗的原因進(jìn)行比較
(4) 用SDI值判斷膜上的沉積物
(5) 分析精密過(guò)濾器的沉積物
(6) 檢查容器的內(nèi)壁,若發(fā)現(xiàn)紅褐色,則可能是鐵銹。
10. 清洗液配方
A配方
檸檬酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%)、磷酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%)或草酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%)。這種溶液用于去除溶于酸的無(wú)機(jī)鹽,如CaCO3、CaSO4、BaSO4等。
B配方
Na2S2O4(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%)或磷酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%)。這種溶液用于去除金屬氧化物(如氧化鐵等)。
C配方
磷酸三鈉或三聚磷酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%)、EDTA鈉鹽(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%)。這種溶液適用于去除有機(jī)污染物。
D配方
EDTA鈉鹽(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%)或六偏磷酸鈉(質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%)。這種溶液適用于去除硬度類垢。
11. 殺菌處理
反滲透膜若被細(xì)菌或微生物污染后,則應(yīng)在清洗后進(jìn)行消毒。
通常使用較多的殺菌劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%~3.0%的甲醛、乙醛溶液或質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.2%的過(guò)氧化氫溶液(膜連續(xù)浸泡在高于此質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液下易被破壞)。使用過(guò)氧化氫時(shí),pH值應(yīng)小于4,在實(shí)踐中,我們認(rèn)為pH值為3較為合適。
必須注意的是:若堿洗后進(jìn)行殺菌處理,則必須對(duì)凈水側(cè)進(jìn)行沖洗干凈后再進(jìn)行殺菌(可通過(guò)檢測(cè)pH值進(jìn)行確定),否則膜會(huì)被氧化。
12. 影響殺菌效果的兩個(gè)因素
(1) 溫度的影響
殺菌液溫度不能超過(guò)25 ℃。試驗(yàn)表明:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%過(guò)氧化氫溶液在34 ℃殺菌后幾小時(shí),則發(fā)生濃鹽水側(cè)積鹽現(xiàn)象;而在24 ℃殺菌96 h,仍然非常理想。
(2) 含有金屬元素雜質(zhì)的影響
金屬(鐵及其它金屬)會(huì)對(duì)膜的降解起催化作用。試驗(yàn)表明,質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%含鐵的過(guò)氧化氫溶液殺菌150 h后,膜上的鹽明顯增加。因此,殺菌劑不允許含有金屬元素雜質(zhì)。
13. 結(jié)束語(yǔ)
反滲透設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)簡(jiǎn)單,但不能疏忽。只有在日常的運(yùn)行、維護(hù)等方面措施得當(dāng),管理嚴(yán)格,才能更好地發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)點(diǎn)。
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