反渗透系统的运行及维护

一、背景
在我国大部分电站补给水处理除盐工艺大体可分为三类:离子交换、膜法除盐、电除盐。

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一般来说我国大部分电站都采用膜法除盐+离子交换的除盐水生产工艺,(当然也有部分电站采用膜法除盐+电除盐的生产工艺)今天在这里我们就来简单说一说反渗透的运行。

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二、反渗透进水的预处理
反渗透设备的进水水质是有要求的,不然会对后面的反渗透膜造成不可逆的损害,出水的水质会受到一定的影响,具体的反渗透进水水质要求如下:
1、细菌:因为细菌是靠醋酸纤维为生的,所以膜会受到细菌的污染等,因此必须对原水进行杀菌。复合膜虽然不会受到细菌的侵袭,但是会造成膜的堵塞或者污堵,所以必须对其进行杀菌。通常的杀菌剂是次氯酸钠等强氧化剂。
2、颗粒物质:大于5um的颗粒不能进入到反渗透组件,不然会损坏设备;通常在反渗透设备前增设保安过滤器。
3、SDI和浊度:浊度要严格控制小于0.2NTU;通常控制反渗透入口污染指数SDI(15分钟)不大于5(最好是小于3)。
4、油脂类:反渗透进水的水质里面不能够含有各类油脂。
5、有机物质:水质中对于反渗透膜影响最大的是有机物质;有的有机物质对膜反应比较小,有的有机物质会对膜造成污染;要极可能的去除水中的有机物质。通常采用微滤、超滤、纳滤来去除水中的有机物质的含量,另外再RO设备前需要增加5μm的保安过滤器,以防止偶然大颗粒对膜元件的破坏作用。
三、反渗透加药系统
各种药剂的过量投加也会导致运行压差上升、产水量下降、脱盐率下降,从而造成反渗透系统运行的不稳定。
1、还原剂(亚硫酸氢钠) : 为防止反渗透膜发生微生物污染, 需要对原水进行杀菌处理。 在此工艺中, 杀菌剂通常采用的是次氯酸钠, 杀菌后应除去残余氯, 否则会对膜造成不可逆转的损坏, 因此适量投加还原剂是消除余氯的方法之一。
但大量投加会导致膜表面滋生厌氧菌, 形成新的污染物, 给膜造成污染, 降低产水量,我国现行的标准中一般都控制反渗透入口余氯小于0.1ug/l,(最优状态小于0.05 ug/l)。
2、膜用阻垢剂:反渗透装置在运行中, 水中大部分盐类保留在浓水中, 导致浓水含盐量上升, 这种浓缩是反渗透装置结垢的主要原因。
由于反渗透膜对水中 CO2 的透过率几乎是 100%, 同时盐类的浓缩和 pH 值的升高, 会导致 Ca2+浓度升高, 而 pH 值的升高也会引起水中HCO3- 转化成 CO32- , 这样就极容易导致碳酸钙在反渗透膜上析出, 损坏膜元件, 造成反渗透膜透水率和脱盐率下降。 适量投加膜用阻垢剂是预防膜结垢的措施之一。
反渗透入口水温越低,产水量降低,此时所需要的阻垢剂加药量也应降低;膜用阻垢剂是高分子有机物, 大量投加会增加膜装置的系统压降, 给运行带来不利。
3、非氧化型杀菌剂:非氧化型杀菌剂是通过改变微生物上个别基团,抑制生物活性达到杀菌的作用,非氧化型杀菌剂具有高效、广谱、低毒、药效快而持久、渗透力强、使用方便。
非氧性杀菌灭藻剂有致毒剂的作用,使微生物的酶系统失去活性,破坏细胞的新陈代谢,破坏细胞壁,细胞膜或其它特殊部位,使细胞失活,达到杀菌作用。可以弥补氧化剂的不足。
非氧化型杀菌剂通常是氯酚类、季铵盐类的非氧化性化合物。非氧化性杀菌灭藻剂的杀生作用有一定的持久性,对沉积物或黏泥有渗透、剥离作用,受硫化氢、氨等还原物质的影响较小,受水中PH值影响较小,在目前的运行中,非氧化杀菌剂作为不定期的定量投加,以控制RO膜系统生物污染,延长RO膜清洗时间。
四、反渗透运行中脱盐率下降的异常分析
当RO脱盐率下降时,应采取如下步骤:校正仪表,已避免因仪表原因而误认为膜性能的变化;查出脱盐率下降的膜壳,根据查出的原因,采取相应的措施。
1、残余氯过高,会引起膜的退化,引起膜性能改变,导致脱盐率下降。
2、水锤作用,如果RO系统在起动前未充满水,将会引起第一个膜元件与更高流速的水流接触,引起过高的压降,或高压泵起动时出水阀未缓慢开启,这是可能会发生水锤作用,造成膜元件的机械损失。
3、水温控制不当,水温过高,会造成膜损坏,高温谁会引起膜元件塑料部件损坏、卷式膜元件伸缩现象的发生、膜元件渗透水O型圈的损坏等。
4、系统回收率过高,如果未按规定的回收率运行,可能会造成更加严重的后果。
假定浓水阀门未正常开关,或流量计不准,如果浓水流量偏小,这样回收率必然会超过75%,浓缩系统上升;浓水浓度越高,结垢倾向越大;
同时,较低的浓水流速,降低水的紊动状态,增加浓差极化,这又反过来增加结垢倾向。浓水浓度越高,会导致一种或几种难溶盐过饱和,从而在膜上结垢析出。
5、细菌大量繁殖,当不连续运行和停机时间较长,RO系统中给水不存在杀菌剂时,系统存在大量生物繁殖的可能性;
当RO系统中有严重细菌污染时,如不及时清洗,将会堵塞膜元件水流隔网,增大膜元件的压差,严重会损坏膜元件。
五、反渗透装置的优化运行
1、加强反渗透进水前的预处理工作,确保RO进水浊度小于0.2NTU,SDI小于3。
2、如果水质较好,可在超滤设备前停加氧化剂杀菌(秋冬季枯水期水温低细菌繁殖较慢,而春夏季水温高细菌繁殖快),然后在RO设备前停加还原剂,防止过量投加还原剂而产生膜污堵。
3、加强运行监控,定期校验各流量表、ORP电位表、余氯表,防止因表计测量偏差而出现的膜异常现象。
4、对于连续运行的RO设备,应做到不定期的投加非氧化性杀菌剂,防止膜出现耐药性而产生污堵。


文章分类: 科技创新
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