反滲透(以下簡稱RO)是近20年來廣泛應(yīng)用的水處理技術(shù),它對提高水資源的利用,緩解全球性水資源緊缺有實際意義。因其優(yōu)越的操作性能和經(jīng)濟效益,也越來越多地應(yīng)用于發(fā)電廠鍋爐補給水處理中。
1 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),外加一個大于其滲透壓的壓力,則溶劑(水)會由濃溶液側(cè)滲透膜流向稀溶液,從而得到純凈的水。
珠海發(fā)電廠從美國引進2套RO設(shè)備,其主要技術(shù)參數(shù)為:
膜材料 芳香聚酰胺螺旋卷式膜;
設(shè)備型號 FT30;
*大工作壓力 2.1 MPa;
標(biāo)準(zhǔn)流量 進水83 t/h(凈水62 t/h,濃鹽水21 t/h);
組裝型式一段8個容器,2段4個容器組裝而成。
2 RO設(shè)備運行中主要參數(shù)的控制
珠海發(fā)電廠RO設(shè)備經(jīng)調(diào)試于1999年3月投入運行。要達到經(jīng)濟、*運行,就要做好運行中主要參數(shù)的控制。
2.1 原水預(yù)處理出水水質(zhì)的控制
a)原水經(jīng)澄清過濾后出水濁度小于1 mg/L;
b)軟化器進口加入NaHSO3溶液,維持ORP值在70~130范圍,以除去水中過大的余氯,使余氯小于0.1 mg/L,并起殺死水中微生物,保護RO設(shè)備,反滲透膜的作用;
c)精密過濾器出水濁度值小于0.2 mg/L,SDI值小于4。
2.2 RO設(shè)備主要運行參數(shù)的控制
a)在實際運行中,*佳pH值為6.5~7.5。
b)溫度對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%,但運行水溫不能超過35 ℃;
c)運行壓力越大,透水量也越大(在許可范圍內(nèi)),運行壓力一般控制在1.3~1.4 MPa范圍;
d)運行中控制回收率為75%;
e)運行中控制SDI值小于4。
3 RO設(shè)備的運行及注意事項
3.1 RO設(shè)備的運行
RO設(shè)備的運行包括:預(yù)沖洗、沖洗、運行、運行后沖洗4個步驟:a)“預(yù)沖洗”的目的是把RO內(nèi)充滿水,除去膜內(nèi)空氣。
b)“沖洗”是預(yù)沖洗的繼續(xù)。在45 s內(nèi),RO的出水質(zhì)量達到要求后自動投入運行;若在45 s內(nèi)不能達到要求,或流量小于*小設(shè)定值,則RO會自動轉(zhuǎn)為“運行后沖洗”階段。
c)“運行”是沖洗的繼續(xù)。在此階段,運行人員應(yīng)根據(jù)壓力、75%回收率和流量來調(diào)整RO進水門及濃鹽水出水門的閥門開度。
d)“運行后沖洗”的目的是當(dāng)RO設(shè)備停止運行時,通過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)與進水側(cè)水質(zhì)一樣為止。時間為預(yù)設(shè)定,通常約需10 min。
3.2 運行操作中應(yīng)注意的事項
a)每次啟動RO設(shè)備時,應(yīng)緩慢開啟進水閥,以防止反滲透膜因受瞬間的過高壓力而遭到破壞。
b)操作中應(yīng)注意靜背壓,不允許凈水側(cè)壓力高于進水及濃鹽水側(cè)的壓力。
c)不論在運行或停運時,都須注意防止反滲透膜的脫水現(xiàn)象,因為反滲透膜一旦脫水,會造成不可恢復(fù)的損傷。
4 RO設(shè)備的保養(yǎng)
當(dāng)RO設(shè)備停運時間超過48 h的情況下,則需對反滲透膜進行保養(yǎng),防止因細菌、微生物的生長對膜造成破壞。通常采用的保養(yǎng)液有兩種:亞硫酸氫鈉或甲醛溶液。
4.1 用亞硫酸氫鈉溶液保養(yǎng)
停運時間低于5 d時,取亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%即可,直接在運行中由加藥泵加入,當(dāng)RO完成“運行后沖洗”步驟后關(guān)閉所有進、出水閥門;若停運時間高于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、出水閥門。
4.2 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),在實際中用亞硫酸氫鈉更為方便些。
4.3 保養(yǎng)時應(yīng)注意的事項
a)保養(yǎng)期間應(yīng)每周檢測一次溶液的pH值,當(dāng)pH≤3時,應(yīng)更換溶液;
b)每月至少應(yīng)更換一次溶液;
c)溫度不能超過45 ℃。
5 RO設(shè)備的清洗
5.1 RO設(shè)備的清洗條件
當(dāng)
反滲透膜被污染后,會造成透水量降低及進水側(cè)與濃鹽水側(cè)的壓降增加。當(dāng)達到下列條件之一時,就應(yīng)對RO設(shè)備進行清洗:
a)透水量下降10%;
b)出水中鹽濃度增加10%;
c)進水側(cè)與濃鹽水側(cè)的壓力差增加15%(與參考值相比,參考值是指開始運行的24~48 h內(nèi)的壓降值)。
5.2 確定污染物類型
在清洗前,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)藥品進行清洗。在實際中可根據(jù)下列要點分析污染物的類型:
a)分析進水水質(zhì)及濃鹽水中各種離子成分;
b)分析運行數(shù)據(jù);
c)與上次清洗的原因進行比較;
d)用SDI值判斷膜上的沉積物;
e)分析精密過濾器的沉積物;
f)檢查容器的內(nèi)壁,若發(fā)現(xiàn)紅褐色,則可能是鐵銹。
5.3 清洗液配方
5.3.1 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機鹽,如CaCO3、CaSO4、BaSO4等。
5.3.2 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)。
5.3.3 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污染物。
5.3.4 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。
6 殺菌處理
反滲透膜若被細菌或微生物污染后,則應(yīng)在清洗后進行消毒。
6.1 剎菌劑
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0.2%的過氧化氫溶液(膜連續(xù)浸泡在高于此質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液下易被破壞)。使用過氧化氫時,pH值應(yīng)小于4,在實踐中,我們認(rèn)為pH值為3較為合適。
須注意的是:若堿洗后進行殺菌處理,則須對凈水側(cè)進行沖洗干凈后再進行殺菌(可通過檢測pH值進行確定),否則膜會被氧化。
6.2 影響殺菌效果的兩個因素
6.2.1 溫度的影響
殺菌液溫度不能超過25 ℃。試驗表明:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%過氧化氫溶液在34 ℃殺菌后幾小時,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。
6.2.2 含有金屬元素雜質(zhì)的影響
金屬(鐵及其它金屬)會對膜的降解起催化作用。試驗表明,質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%含鐵的過氧化氫溶液殺菌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)。
7 結(jié)束語
反滲透設(shè)備的運行、維護簡單,但不能疏忽。只有在日常的運行、維護等方面措施得當(dāng),管理嚴(yán)格,才能更好地發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)點。