海淡項(xiàng)目的多機(jī)組反滲透注意事項(xiàng)

王侃　陳軍

摘 要：自上世紀(jì)90年代以后，海水淡化發(fā)展的速度越來越快，我國(guó)許多沿海地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅猛，導(dǎo)致水資源短缺，不得不依賴海水淡化來滿足用水需求。

關(guān)鍵詞：多套R(shí)O機(jī)組；冬夏二種運(yùn)行模式；爆破膜布管；脫硼；清洗和沖洗；合理添加阻垢劑

海水淡化就是從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程。目前大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的是蒸餾法和反滲透法。自上世紀(jì)90年代以后，海水淡化發(fā)展的速度越來越快，我國(guó)許多沿海地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅猛，導(dǎo)致水資源短缺，不得不依賴海水淡化來滿足用水需求。

從“節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的角度出發(fā)，現(xiàn)在多采用超濾/微濾+反滲透的雙膜法工藝。膜法海淡的核心就是反滲透（RO），眾所周知除了海水淡化項(xiàng)目運(yùn)作的成功與否，主要取決于能耗及產(chǎn)水的水質(zhì)。能耗問題一般選用合適的能量回收及有效功率高適配性的水泵，即可滿足項(xiàng)目規(guī)定的噸水能耗比，在此就不再細(xì)說了。

大型海水淡化項(xiàng)目往往因考慮項(xiàng)目運(yùn)行的安全性、產(chǎn)能的可變性，要求設(shè)計(jì)方提供多套R(shí)O機(jī)組，及配套的單體設(shè)備，以滿足設(shè)備的在線備用的需求。

多套R(shí)O系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要特別注意以下問題：

1、不同的能量回收，開、停機(jī)時(shí)，對(duì)能量回收沖洗水源要求是不同的，考慮到海水淡化相對(duì)常規(guī)取水，成本較高。RO系統(tǒng)和能量回收系統(tǒng)的進(jìn)水，最好通過各自獨(dú)立的供水增壓系統(tǒng)，包括增壓本、保安濾器、自控儀表等，以滿足二路進(jìn)水在不同時(shí)期的分配比可調(diào)節(jié)。

2、我國(guó)海岸線較長(zhǎng)，華東、華南常年水溫較為穩(wěn)定，無需針對(duì)冬季設(shè)置產(chǎn)能擴(kuò)容部分。而黃海、渤海海域，考慮到海水冬季低溫，往往設(shè)置冬夏二種運(yùn)行模式。將RO膜標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量的溫度設(shè)計(jì)值調(diào)至20-25度間，即能滿足項(xiàng)目后半程質(zhì)保期的系統(tǒng)產(chǎn)水量，又能降低夏季工況的配置。從而有效的降低ROCIP的范圍及周期，同時(shí)易于控制冬季模式下，部分RO膜的長(zhǎng)期停運(yùn)保護(hù)。

3、單套直排的RO機(jī)組可以不設(shè)產(chǎn)水背壓保護(hù)單元。二套以上的多套R(shí)O系統(tǒng)，必須設(shè)置獨(dú)立的爆破膜單元。考慮到沿海地區(qū)容易受惡劣氣候影響，突發(fā)停電事故，設(shè)計(jì)時(shí)注意RO特殊停機(jī)時(shí)的欠壓，一般采用淡水回吸工藝，如陶氏SW系列，推薦設(shè)置回吸水箱，但諸如東麗紅膜，就不推薦停機(jī)淡水沖洗。所以RO機(jī)組數(shù)量過多時(shí)，應(yīng)該根據(jù)選用RO膜組件品牌的不同，考慮支母管合理的高低落差、通氣等問題，有效處理好爆破膜單元的布管形式。

4、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中提出硼的要求，如果是間斷性缺水地區(qū)，可以不予考慮，因?yàn)樗畮熘兴粫r(shí)，海水淡化裝置已經(jīng)開始制水。通過二路或多路水源的混合勾兌，完全可以滿足硼這項(xiàng)指標(biāo)。但如果是獨(dú)立制水公司，又同時(shí)是市政給水的唯一供水源，那么可以通過調(diào)節(jié)pH的方法來滿足硼單項(xiàng)指標(biāo)。同時(shí)水中的二氧化硅和某些TOC成分在高pH下，也更容易脫除。

表1為一海水淡化工程在夏冬兩季不同水溫、膜元件數(shù)量時(shí)，脫硼工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)。

5、在海淡的RO系統(tǒng)中，化學(xué)清洗和淡水沖洗是必備單元。當(dāng)設(shè)計(jì)采用冬夏二種運(yùn)行模式，在做停運(yùn)保護(hù)時(shí)，CIP泵輸出的保護(hù)液（一般為SBS）流量是不同的，混合輸送需要控制好pH值及停泵排放時(shí)的氣密性，以滿足膜殼的防腐性。同時(shí)需要注意的是：在少數(shù)情況下進(jìn)水中存在硫還原菌（SBR），亞硫酸會(huì)成為細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)幫助細(xì)菌的繁殖。因硫化氫（H2S）作為SBR的代謝產(chǎn)物，可作對(duì)比檢測(cè)。

6、RO淡水沖洗須設(shè)獨(dú)立水箱，補(bǔ)給通過產(chǎn)水管直接注入。多套R(shí)O機(jī)組系統(tǒng)的一般項(xiàng)目，可共用一個(gè)水箱，停機(jī)時(shí)，采取循序漸進(jìn)“停機(jī)——沖洗”的循環(huán)模式。但諸如核電等項(xiàng)目，根據(jù)考慮安全系數(shù)的不同，可增加水箱的容積或數(shù)量，或采取利用水管容積回吸的方法解決。同時(shí)可酌情，設(shè)置獨(dú)立補(bǔ)水源，水源可來自未處理或調(diào)節(jié)未完成的終端產(chǎn)水，也可以來自無余氯的自來水。

阻垢劑，顧名思義阻礙了RO進(jìn)水和濃水中鹽結(jié)晶的生長(zhǎng)。因而可以容許難溶鹽在濃水中超過飽和溶解度，但在RO機(jī)組開機(jī)變頻升壓時(shí)的過量添加，會(huì)導(dǎo)致在膜面上形成沉積易造成新的污堵。

如在預(yù)處理中使用陽離子（如三氯化鐵）作為混凝劑時(shí)，通常加藥量為10-30ppm。水中鐵含量較高時(shí)可能會(huì)引起膜污染。因?yàn)樗杏需F存在時(shí)，會(huì)形成硅酸鐵，硅酸的最大飽和濃度會(huì)大大降低，其他的因素還有溫度和pH值。在渤海地區(qū)，當(dāng)水中Fe2+的含量小于2mg/L時(shí)，如有條件可加設(shè)常見的海綠石做除鐵過濾。當(dāng)然最簡(jiǎn)單的就是使用阻垢劑，但使用陰離子性阻垢劑時(shí)也要注意，因其易產(chǎn)生一種粘稠的粘性污染物，且不易清洗。

通過對(duì)數(shù)個(gè)海淡項(xiàng)目的總結(jié)，分析得出多機(jī)組、大產(chǎn)能的膜法海淡項(xiàng)目必將在近幾年大量涌現(xiàn)。跳出單機(jī)組設(shè)計(jì)模式，合理的利用機(jī)組間的互換性、兼容性，在符合GB標(biāo)準(zhǔn)的要求下，合理提高產(chǎn)能，從而實(shí)現(xiàn)膜法海淡最大商用化。