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反渗透膜保养方式的研究数据

来源:海德能膜公司作者:海德能膜发表时间:2013-05-06 11:07:46

   经过在实际生产中的实践证明,采用药液对反渗透膜进行长期保养,可以节约资源,有较好的经济可行性;并且反渗透膜未被损坏,保证了反渗透系统运行的可靠性;也避免了低压冲洗时,由于运行人员操作的不确定性对设备造成损害。它的成功,在国内极具推广价值。

  郑州热电厂五、六期扩建工程装有3台国产200MW机组,锅炉为武汉锅炉厂生产的WGZ670/13.7-2型锅炉,汽轮机为东方汽轮机厂生产的NC200/140-130/535/535/2F85/型汽轮机。与其配套的补给水处理系统由生水预处理系统、反渗透预脱盐系统和离子交换除盐系统三大部分组成。系统设计总产水量为578t/h,出水水质为SiO2≤20μg/L,电导率≤0.2μS/cm。分为五期水处理系统和六期水处理系统。

  1 水处理系统流程

  海德能抗污染反渗透膜五期水处理系统:生水→生水加热器→机械搅拌澄清池→空气擦洗滤池→清水箱→清水泵→(1)组的钠离子交换器→软水箱→软水泵→热网;或从清水泵→(2)组的卧式过滤器→保安过滤器→高压泵→反渗透→除碳器→中间水箱→中间水泵→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。

  六期水处理系统:生水→生水加热器→机械搅拌澄清池→清水箱→清水泵→双料过滤器→精密过滤器→保安过滤器→高压泵→反渗透→除碳器→中间水箱→中间水泵→一级混合离子交换器→二级混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。

  五期水处理系统设计产水量为354t/h,反渗透为6套,单套产水量为59t/h,反渗透膜材料为卷式醋酸纤维素膜。六期的水处理系统设计产水量为224t/h,反渗透为4套,单套产水量为56t/h,膜材料为卷式复合膜。五、六期系统往锅炉供水采用母管式。由于冬季供暖原因,补充水量大,一般在400~500t/h。春、夏、秋三个季节,补充水量少,一般在100t/h左右,此时停运六期水处理系统。

  当水处理系统停运时,必须对反渗透膜进行保养。膜的保养分为短期停运保存和长期停用保护,反渗透设备在夏季超过24h,冬季超过48h,(较长不得超过168h),如果设备有缺陷或正常备用而不启动运行时,则应对设备进行低压冲洗,此为反渗透膜的短期保养。短期保养方法适用于那些停止运行<168h的反渗透系统。具体操作步骤如下:(1)用给水冲洗反渗透系统,同时注意将气体从系统中完全排除;(2)将压力容器及相关管路充满水后,关闭相关阀门,防止气体进入系统;(3)每隔24h按上述方法冲洗一次。

  停运六期水处理系统,每天用除盐水对反渗透膜进行低压冲洗保养,这种保养方式浪费大量的水资源及人力、物力。反渗透的长期停用保养,国内无先例可借鉴,针对我厂水处理目前的运行方式,研究出一套反渗透膜长期保养方式,将对我厂的水处理膜的安全、稳定运行及节能降耗带来进步。2 反渗透膜长期停用保养的技术依据

  2.1 六期反渗透系统简介

  六期反渗透系统产水量为4×56t/h,膜材料采用卷式复合膜(TFC膜),膜排列方式为一级二段,采用9-5排列。4列反渗透为单元制运行方式。其中TFC膜的运行特点为:不易水解,可在pH2~12之间运行,抗生物侵蚀能力强,能抗膜的压密,在较低压力下运行,脱盐率维持稳定。但TFC膜对氧化剂如残余氯较敏感,易受侵蚀,此外阳离子表面活性剂有时会引起膜元件不可逆转的流量损失。

  2.2 保养方案技术依据

  根据反渗透运行导则,对TFC膜,短期保养,一般可采用水质纯净的除盐水或渗透水,进行低压冲洗保养。对于六期反渗透,保养水源可采用五期供给六期的除盐水作为水源。启动冲洗水泵,每天对六期4套反渗透进行冲洗,若反渗透长期停用,还须定期把设备全部运行起来,启动高压泵运行后,再转为低压冲洗保养,要浪费大量的人力、物力,我们针对TFC膜运行特点选择药液,制定方案。

  (1)药品选择依据。根据TFC膜的特点,选用的药液应不具有强氧化性,对复合膜无伤害;药液中避免使用离子型表面活性剂,因为离子表面活性剂有时会引起膜元件不可逆转的流量损失;化学药品可与水混溶,不结晶;药液的pH应在TFC膜pH运行条件2~11之内;保养结束后药液易冲洗;药品价格合理,经济性好。

  (2)药品试验及选择。依据上述原则,经选择,采用杀生剂甲醛作为药液保养剂。甲醛无强氧化性,有广泛的抗菌图谱,质量分数为0.5%甲醛溶液pH为3~4,价格低,具有较好的经济性。

  (3)方案实施。为保证设备安全,在第1次保养时(1999年),采用低压冲洗和药液保养结合,设备停运前半段时间(约3个月)采用低压冲洗,后半段时间(约4个月)采用药液进行保养,保养后设备运行参数可靠;在第2次保养(2000年),加长药液保养时间(约5个月);第3次(2001年)保养完全采用药液保养,保养前后运行参数见表1所示。

  由表1数据分析可知,No.1~No.4RO经药液保养后制水量基本保持恒定,而压差均稍有降低,脱盐率稍有升高(分析原因,可能是我厂反渗透有有机物污染所致),提高了反渗透运行的可靠性。采用甲醛溶液对反渗透膜进行长期保养技术可靠。

  2.3 保养工艺

  (1)保养前的准备工作。各种电源、水泵完好;设备系统完好,无泄露;反渗透进行化学清洗;准备足量的药品和水源。

  (2)保养工艺。压力为0.2~0.3MPa;甲醛质量分数为0.5%;水源为除盐水;系统进药方向与系统正常水流方向一致;保养系统采用反渗透清洗系统。配制质量分数为0.5%的甲醛溶液,用反渗透清洗装置将反渗透系统充满药液,当排液中含0.5%甲醛时,循环30min,关闭系统所有阀门。

  (3)保养中的化学监督。每周对系统药液浓度进行化学分析,若药液质量分数<0.5%,补充药液;每月循环系统药液30min左右,保证药液充满系统,关闭所有阀门。

  (4)保养结束。在反渗透系统重新投入使用前,用低压给水冲洗系统1h,然后再用高压给水冲洗系统30min,无论低压冲洗还是高压冲洗时,系统的产水排放阀均应全部打开。在恢复系统至正常操作前,应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。为避免甲醛溶液污染环境,排放的甲醛废液可用氧化剂氧化处理。

  3 经济效益分析

  (1)低压冲洗费用计算。以六期水处理反渗透系统保养为例计算,使用该方案,每列反渗透每天低压冲洗1次,每次1h,单列反渗透用水按30t/h,每天用水量为120t。保养时间按4月~10月计算共7个月,累计用水量为25200t。水的成本价为5.96元/t(不含人工费用),耗水累计费用为150192元。电费消耗按每列装置为15kW·h/d,每kW·h以0.35元计,4列全年保养时间7个月,合计为4410元。低压冲洗的运行总费用为154602元。

  (2)甲醛保养费用计算。保养共需质量分数为36%的分析纯甲醛为520瓶,每瓶500mL,市场价为11元/瓶,甲醛费用为5720元。每列反渗透用水量为3m3,12m3除盐水耗水费用共计60元;药液保养费用共计5780元。

  (3)结果分析。投入产出费用比为1 27。从以上分析可知道,采用药液保养每年可节约费用约148822元,有很好的经济可行性,而且该方案还有助于提高膜的寿命。

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