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反渗透膜使用中的运行维护

2014-01-09 10:27 来源:《dafa唯一官网》 打印 扫码手机看

  一、概述

  反渗透膜因其脱盐率高、无需频繁再生、无酸碱废液排放、运行操作简单而在电厂广泛采用。新乡豫新发电有限责任企业2*300MW机组水处理超滤、反渗透装置于2005年11月份投入运行。水处理工艺流程为:深井水→机械搅拌加速澄清器→变缝隙滤池→叠片式过滤器→超滤→保安过滤器→一级反渗透→二级反渗透→阳床→除碳器→阴床→混床。其中反渗透膜为北京天元进口TYRO系列反渗透膜,对进水水质要求如下:

  序号项目数值

  1温度1~45°C

  2PH2~11(膜的安全性,但并不保证除盐率)

  3浊度/FTU< 1(最好<0.2)

  4SDI15< 5(地表水)

  < 3(地下水)

  5颗粒大小< 5mm

  6有机物(TOC)< 3mg/l

  7余氯及强氧化剂< 0.1mg/l(最好≈0)

  8Fe给水溶氧>5mg/l时,Fe<0.05mg/l

  9SiO2浓水中< 100mg/l(与阻垢剂的选择有关)

  二、运行中如何对反渗透系统进行维护

  反渗透膜的使用寿命与其运行维护有着直接的关系,不恰当的运行方式会造成一二段压差增高、产水量下降、脱盐率下降,而频繁的清洗会降低膜的使用寿命。根据经验,运行中应着重关注以下几方面:

  1、 加强予处理,提高进水品质。

  为了提高反渗透系统的效率,必须对原水进行有效的预处理。针对原水水质情况和系统回收率等主要设计参数要求,选择适宜的预处理工艺,有效减少污堵、结垢和膜降解,从而大幅度提高系统效能,实现系统产水量、脱盐率、回收率和运行费用的最优化。预处理系统运行的好坏是反渗透系统能否安全稳定运行的关键因素之一。

  新乡豫新2×300MW机组原水予处理采用石灰澄清处理,为有效降低水中胶体和微生物,加入一定剂量的混凝剂聚合铁和助凝剂聚丙烯酰胺。石灰、聚合铁、聚丙烯酰胺的加药量决定了澄清器的出水品质,因而对反渗透的运行起着及其重要的作用。2006年6月为配合脱泥机厂家调试脱泥机,加大了澄清器聚丙烯酰胺的加药量,造成出水中残余聚丙烯酰胺过量在反渗透膜表面积累污堵,反渗透膜运行压差增大至0.4MPa,产水量由60吨/小时减小至20-30吨/小时,严重威胁了机组冬季对外供暖,反渗透膜被迫进行离线清洗。

  运行中应严格控制澄清器出水各项指标,通过调整试验确定石灰、混凝剂、助凝剂的加药量,一方面力求降低出水硬度、碱度、悬浮物、胶体、微生物,另一方面又要避免出水中残留药剂量过大影响后期制水。

  2、合理进行系统杀菌,防止微生物滋生。

  我企业使用水源为黄河滩浅层地下水,通过抽水泵进入蓄水池,然后通过升压泵进入电厂,水中微生物含量较高,且随季节性及黄河水位而变化。运行中采取的杀菌措施如下:超滤每次反洗时自动加入次氯酸钠;超滤运行时连续加入次氯酸钠,然后加入还原剂亚硫酸氢钠控制氧化还原电位不超过300MV;每月一次用进口高效杀菌剂对系统进行杀菌,夏季高温时改为每月两次。通过这些措施,可以有效的防止微生物污染。

  3、合理加入高效阻垢剂。

  尽管原水通过石灰处理和变缝隙滤池后可以除去水中部分的碱度和硬度,残余的碱度和硬度仍威胁着反渗透膜的稳定运行。为防止膜表面结垢,必须在水中加入一定剂量的高效阻垢剂,通过螯合作用、分散作用、晶格歪曲作用等来有效地抑制水质结垢。为避免运行中由于阻垢剂泵不出药导致阻垢剂药量不足发生结垢的现象,采取在阻垢剂泵进口加装测量杯的方法。每天一次通过测量杯测试泵的出药情况。

  4、严格控制加酸量。

  不同的反渗透膜以及不同的厂家对进水PH有不同的要求,反渗透膜能承受的PH一般在2.0 -9.0。厂家的规定主要是从对膜本身的损害制定的,在实际应用中还应充分考虑到其它因素,PH较高的水碱度比较大,易于结垢,PH较低的酸性水易于微生物滋生,并且会直接影响到产品水电导率。2007年运行中也发生过膜的结垢和微生物污堵。通过实际运行经验,大家将进水PH规定在6.5-8.0的范围内,膜运行状况比较稳定,出水电导率在20цs/cm以下。

  5、加强监视,定期进行设备维护。

  运行中应严密监视反渗透及前期设备各运行参数如超滤进出水压力、进出水浊度、保安过滤器进出水压力、反渗透各级压力、进水SDI、进水PH等,以便及时发现问题和采取措施。此外,对叠片式过滤器采取每月一次打开检查,防止滤片反洗后不能及时回位。2008年6月份对超滤出现的断丝现象及时进行了检查和封堵。保安过滤器滤芯用于截留水中大于5微米的物质,是保证反渗透膜不受污染的最后一道关口,为保证反渗透装置正常运行,运行中采取每三个月进行强制性更换,避免由于维护不及时,保安过滤器出现穿透,造成反渗透膜的污堵,也可借机检查滤芯、支架有无断裂。同时还应注意把好滤芯质量关,防止不合格的滤芯截污能力差,长期运行形不成压差。通过这些定期工作,可以有效的延长反渗透运行周期。

  三、反渗透装置常见异常的原因及处理方法

  反渗透运行过程中会出现一些异常想象,针对这些异常,应积极查找原因并予以消除,下面列出了常见异常的原因及处理方法。

  症 状直接原因间接原因解决方法

  产水流量盐透过率压差

  下降持平增加生物污染原水被污染

  系统停用

  预处理污染

  杀菌剂投加量不足清洗、消毒

  调整

  检查预处理系统,调整工况

  调整杀菌剂使用频率及量

  下降持平持平有机污垢给水中含油

  用于预处理的阳离子凝聚清洗膜元件

  调整预处理过程

  下降增加增加水垢超过了无机盐的溶解度

  回收率太高

  给水水质改变鉴别垢的类型及清洗

  降低产品水的回收率

  加强对水垢的控制

  下降增加增加胶体污染原水被污染

  预处理不够

  混凝剂使用不当

  清洗膜元件

  检查预处理过程,调整工况

  调整混凝剂种类及用量

  加入特效阻垢剂

  增加增加持平薄膜氧化(前端膜元件最容易受影响)给水中存在游离氧、臭氧等剖解分析

  更换膜元件

  增加增加持平薄膜泄露渗透液背压

  给水中存在金属氧化剂或其他颗粒杂质使膜表面磨损更换损坏的膜元件

  改善预处理

  更换保安过滤器滤芯

  增加增加持平O型圈泄露安装不当

  老化或受损(水锤造成膜元件移动等)检查具体位置

  更换O型圈

  增加增加持平渗透水管损坏(中央拆后破裂)启停操作不当

  水垢或污垢产生的剪切应力或渗透液背压检测具体位置更换膜元件

  下降下降持平薄膜压紧水锤

  高温、高给水压调整运行工况

  更换膜元件

  四、反渗透膜的污染

  反渗透膜常见的污染有:1、垢类。天然水中的低溶解度盐类如碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、二氧化硅等,在反渗透过程中浓缩时,可能超过其溶度积而在膜表面析出沉淀。2、有机物污染。原水中的微生物在膜表面滋生时,膜所除去的盐类将不容易被水冲走。生物污染还会使醋酸纤维素膜发生生物降解,使膜的醋酸化度减少,脱盐率大大下降。3、金属氧化物沉积。常见的是氢氧化铁,其次是氢氧化铝、氧化锰沉淀。金属氧化物的来源有水源中的铁铝腐蚀产物、预处理凝聚剂中的亚铁或铝离子、反渗透系统部件铁的腐蚀产物等。4、悬浮物。由于有大颗粒悬浮物没有被过滤掉,使反渗透进水通道堵塞和膜表面上形成非晶体沉淀。5、胶体。膜表面发生胶体沉淀,通常是由于反渗透进水中含有表面带负电荷的胶体颗粒引起的,这个趋向可用污染指数来进行评价。

  五、反渗透膜污染时的处理方法

  由于水质突然波动、运行条件控制不当、运行周期长等,难免会造成膜的污染,使一二段压差增大,产水能力下降。

  发生污堵时应首先打开压力容器端扳,通过目测或化学实验分析判断污染物种类和污染原因,从而采取相应的清洗方法。如果是金属氧化物或碳酸钙,就需要用酸洗,酸洗一般用盐酸或柠檬酸;盐酸清洗碳酸垢效果较好,柠檬酸清洗铁的氧化物较好。如果是有机物或微生物污染,就需要用碱洗,碱洗一般用氢氧化钠或EDTA钠盐,为增强清洗效果,可以添加少量的表面活性剂如月桂酸钠等。清洗时应调整好清洗液的浓度、温度、PH值,并根据具体污堵情况决定采取静态浸泡、动态清洗、分段清洗、循环清洗等方式。

  为保证清洗效果,应注意如下几点:控制清洗液的温度不超过40摄氏度;保证药品质量合格;严格控制药液浓度;根据污堵情况决定浸泡时间。

  六、结论

  通过以上篇幅,结合工作实际经验,大致先容了反渗透膜运行维护中的要点以及膜污堵时的处理方法。通过合理调整运行方式、严格控制加药量、定期进行系统维护,就可以有效地减少膜的污堵、保证正常的产水量、延长膜的使用寿命。

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