提高水处理超滤装置进口水质

提高水处理超滤装置进口水质

王璇

大唐南京发电厂 江苏 南京 210059

摘要：针对某火电厂超滤装置进水水质降低，进而影响反渗透装置运行，其化学清洗次数较多且影响超滤膜、反渗透膜的寿命问题，分析反渗透进水水质差的原因，并提出具体解决方案。

关键词：超滤装置  反渗透装置  化学清洗  进水水质

1.概述

某电厂水处理系统布置超滤装置2套、反渗透装置2套、一级除盐+混床2套。其中超滤装置采用全流过滤，出水进入超滤水箱和生活水箱。超滤水箱出水至反渗透预脱盐处理装置，整体采取一级二段处理方式，每套装置出力60m3/h。一年内脱盐率≥98％，满三年脱盐率≥95％，回收率≥75％，出水进入淡水箱。在机组正常运行期间，超滤、反渗透装置两台均投入使用，为后续一个系列（90m3/h）的化学除盐装置提供用水。超滤进水为工业水，经原水预处理后在工业水池存储。

2.反渗透装置运行中出现的问题

通过调查统计2号反渗透装置的化学清洗次数，发现平均清洗1-2次每月，而厂家建议运行五年以上的反渗透装置化学清洗次数小于1次每季度。清洗次数过多影响制水效率，同时浪费了大量化学药品，并产生了一定的废水。造成反渗透装置清洗次数较多的原因为反渗透进水水质较差，本文结合实际生产工作，对提高反渗透装置进水水质的问题进行浅析。

3.反渗透装置进水水质差的原因

3.1自清洗过滤器无法投用

设备运行规程中对自清洗过滤器的使用进行了说明，自清洗过滤器进出口两端压差达到设定值时，设备自动反洗，反洗结束自动投入运行；同时设置旁路，设备检修时可将过滤器短路运行。而通过生产现场调查发现，两台自清洗过滤器均已故障，无法自动反洗，只能手动反洗，且反洗后使用时间较短，因此设备已退出运行，改为全旁路运行。为了进一步确认自清洗过滤器的作用，采用对比的方法，在生产现场做试验，手动反洗自清洗过滤器，并投入运行，同时对超滤出水进行取样化验，与自清洗过滤器退出运行时超滤出水水质进行对比。通过对比发现，自清洗过滤器投运时，超滤出水浊度降低，水质提高，所以反渗透进水水质有所提高。

3.2工业水水质不合格

查阅设备运行规程得知超滤装置的进水指标为：水温（℃），5-40；水压（MPa），≤0.20；浊度（NTU），＜3（至少<5）；余氯（mg/L），1～2。超滤装置的进水为工业水，那么以上指标同样为工业水水质标准。通过调取化验室关于工业水水质记录表，发现工业水的水温和余氯均符合规程要求，浊度不合格时有发生，约占比10%。为调查工业水水质不合格的原因，调取反应沉淀池出水浊度曲线，发现若反应沉淀池发生翻池，其出水浊度上升至30NTU，虽然该问题能够被运行人员及时发现并处理，但不合格的水仍然会存在一段时间，从而导致工业水浊度略有上升。另外，若反应沉淀池积泥较多，排污时，出水浊度也会在短时间内达到20NTU，此时取样发现，水中有肉眼可见的悬浮物和颗粒，这些颗粒会划伤后续设备超滤装置的膜，使膜发生断丝和污染现象，使得超滤出水水质变差，也无法保证反渗透装置进水水质。

3.3反应沉淀池加药量大

水处理系统正常运行时发现，反渗透装置进水电导率存在突升现象，初步猜测其原因为反应沉淀池加药量过大。为进一步确认原因，调取反渗透进水电导率的曲线，截取电导率较高的时间段，并对应查找反应沉淀池进水调节阀开度和聚合铝加药泵的频率，并将三个参数进行对比。当反渗透进水电导率高时，反应沉淀池的进水调节阀开度较小，约为10%，流量约为90m3/h，而对应的加药泵频率设置40 Hz，加药量过大。同时对比反应沉淀池的进口调节阀开度较大时，30%左右的开度，进水流量约为400 m3/h，加药泵的频率平均为40 Hz，对应的反渗透进水电导率较低。因此能够得到结论，反应沉淀池加药量大是造成反渗透进水电导率高的原因。

4.提高反渗透进水水质的措施

4.1加装新的过滤器

4.1.1过滤器的选择

针对自清洗过滤器无法正常投用，导致超滤出水浊度较高的问题，通过查阅资料，并结合该厂的实际情况，需选择合适的过滤器。常用的过滤设备主要有滤池和过滤器，分为普通滤池、无阀滤池和压力式过滤器。经过生产现场调查，发现水处理大厅外虽然有大片空地，但地下埋有供氢管道，因此不宜增加滤池，占地面积大且不容易施工，所以确定选择压力式过滤器。

压力式容器分为普通过滤器、双流式过滤器、多介质过滤器和吸附型过滤器四种。将各类型过滤器的优缺点进行比较，发现多介质过滤器具有滤速高，截污能力大，对于流量突然变动的适应性好，出水水质较好，水流阻力与普通过滤器相当的优点，优势较其他几种类型过滤器明显。

该厂预处理水源为长江水，从历年的水质资料来看，长江水水质较好，全年除浊度随季节变化较大外，无明显污染。由于原水中没有余氯，水质也较好，所以无需选择吸附型过滤器和双流式过滤器，比较普通过滤器和多介质过滤器，多介质过滤器在价格略高的情况下，优势更加明显，更符合该厂的使用情况，因此选择多介质过滤器。

4.1.2滤料的选择

多介质过滤器一般可以选择双层滤料，也可选择三层滤料。在双层滤料过滤器中，为了避免两层滤料相混，石英砂的最小粒径通常要比单层石英砂滤床的最小粒径要大，这样，就发生了滤速不能过大的问题，因为滤速过大，悬浮物容易穿透床层，使出水浊度升高。三层滤料的过滤器，滤层滤料的大小分成三级，上层采用较大颗粒，以发挥滤料的接触、过滤作用，下层可以采用较小颗粒，以去除水中残留的悬浮物，且不会有小颗粒混入上层的问题存在，因为中层滤料可以减少大颗粒和小颗粒相混的作用。

将两种选择与该厂实际情况对比，该厂工业水流量为恒压变流的控制方式，流量在50-500m3/h的范围内变化，当流量达到500m3/h时，滤速变化较大。因此，应选择三层滤料。

一般下层滤料可以选择采用石榴石、磁铁矿或钛铁矿等矿砂作为滤料，其滤速可达到30m/s以上，但是该厂工业水流速为10m/h，对滤速要求不高，同时考虑到经济性，最终选择过滤器三层滤料为粒度（0.8-1.2）mm的无烟煤400mm高，粒度（0.5-1.0）mm的石英砂700mm

高，粒度（1.0-2.0）mm的石英砂100mm高。

设备安装完成后，对新设备进行调试。多介质过滤器的运行参数如下：进水压力≦0.50MPa，失效压差≦0.08MPa，投运前压差≦0.03MPa，出水水质≦1.0NTU。

4.2调整反应沉淀池加药工况

针对反应沉淀池加药量过大的问题，分析了其原因，发现由于运行人员责任心不强，不能及时根据反应沉淀池的进水水量来调整加药泵的频率，因此进行加药试验，制定合理的加药方式，重新调整加药工况。

通过试验得出，当反应沉淀池进水调节阀开度为10-20%时，加药泵频率调整为20Hz，开度为20-30%，频率为30Hz以及开度为30-40%时，频率为45Hz时加药效果较好。

4.3效果检查

多介质过滤器投入运行以及反应沉淀池加药工况调整后，超滤装置和反渗透装置的进水水质有了明显的提高，反渗透装置的化学清洗次数降低，降为约1次每季度。

5效益

反渗透装置的化学清洗需要一定量的化学药品，单次使用药品及其用量为：EDTA100公斤、氢氧化钠25公斤、十二烷基笨磺酸钠4瓶、柠檬酸50公斤。以目前市场价格计算，预计一年可节省化学药品费用约1.5万元。另外，反渗透装置进水水质的提高，减少反渗透膜的结垢和污染，延长了反渗透膜的寿命。一套反渗透膜的价格约为40万元，为企业节约了设备成本。除经济效益外，因减少了超滤膜的磨损，该措施还为运行人员和检修人员减轻了工作负担，提高了制水效率。

6结束语

本次科技攻关，成功解决了水处理超滤装置进口水质的问题。从目前水处理系统的运行状况来看，多介质过滤器的增设，将水质大幅度提升，不仅减少了超滤装置故障次数，减少了反渗透装置的清洗次数，提高了效益，降低了生产成本，同时能够延长超滤装置和反渗透装置膜组件的使用寿命，取得了非常好的效果。

参考文献

[1]张葆宗.反渗透水处理应用技术[M].北京：中国电力出版社，2004

[2]马寅初.水处理系统反渗透装置结垢风险的分析及控制[J].科技情报开发与经济.2010.20(7)