電廠全膜水處理系統的改進與運行方式優化

褚俊江，畢法森，肖云飛

(1.華能荊門熱電有限責任公司，湖北 荊門 448000；2.華能伊敏煤電有限責任公司，內蒙古 呼倫貝爾 021130)

1 全膜水處理系統介紹

某電廠化學3期全膜水處理系統在2009年建成投產，制水水源取自濃縮倍率為5倍左右的循環水排污水。其工藝流程為：循環水排污水—反應沉淀池—清水池—清水泵—PCF過濾器—超濾—超濾水箱—超濾水泵—一級反滲透—一級反滲透水箱—一級反滲透水泵—二級反滲透—二級反滲透水箱—二級反滲透水泵—EDI電除鹽裝置—除鹽水儲備水箱。

2 全膜水處理系統問題分析及改進措施

全膜水處理系統運行不足1個月，在同等運行條件下，超濾系統由初始運行壓差15?kPa升至190?kPa，產水量下降35?%；反滲透裝置一、二段段間壓差達到180～240?kPa，產水量下降近40?%。

這些問題已經嚴重影響全膜水處理系統的運行效率，經分析主要原因及措施如下。

2.1 鐵污染

拆開PCF過濾器發現膜絲表面有黃色物質，一級反滲透裝置一段膜組件進水端膜表面覆蓋著一層微黃色黏泥，而其二段膜組件進水端膜表面也有明顯微黃色黏泥；檢查反滲透保安過濾器發現保安過濾器濾芯表面呈深黃色、內部充滿黃色黏泥；檢查超濾水箱內部發現水箱底部及內壁均有黃色黏泥附著。

原因分析：經化驗膜絲表面黃色物質主要為鐵離子成分，由于反應沉淀池出口鐵含量過高，造成PCF過濾器膜絲污染，由于PCF過濾器除鐵功能較差，造成鐵離子向下游遷移，造成膜設備鐵污染。

采取措施：

(1)?進行預處理反應沉淀池加藥優化實驗，確定最適加藥量。在實驗室進行混凝劑加藥量燒杯試驗和工業試驗，通過試驗確定含鐵量低，反應沉淀池濁度合格的加藥量，從而降低鐵離子對PCF膜絲以及超濾反滲透膜的污染。

(2)?采用專用除鐵劑定期對PCF過濾器膜絲進行化學清洗，保證PCF過濾效果。

2.2 一級反滲透保安過濾器設計不合理

濾芯質量不合格，使污染物進入一級反滲透膜，造成膜污染。

原因分析:拆開反滲透保安過濾器發現濾芯被壓癟，主要原因是濾芯質量不合格，同時由于保安過濾器設計存在問題，無法固定濾芯。

采取措施：在保安過濾器內部安裝不銹鋼支撐骨架；將國產濾芯更換為進口PALL濾芯。

2.3 超濾水箱防腐層脫落

超濾水箱防腐層脫落碎末進入一級反滲透入口，造成膜壓差增大。

原因分析：一級反滲透保安過濾器濾芯表面入口第1支膜表面有灰色碎末，檢查發現因對水箱進行防腐時環境溫度較低，造成水箱防腐質量不合格，超濾水箱內部聚脲防腐層脫落。

采取措施：對超濾水箱重新進行聚脲防腐。全膜水處理系統水箱設計建議采用不銹鋼材質，從而避免防腐材料脫落堵塞反滲透膜。

2.4 混凝劑加藥量過大

預處理反應沉淀池混凝劑加藥量增大，造成聚合鋁污染一級反滲透膜。

采取措施：預處理反應沉淀池混凝劑加藥由人工調整改為自動加藥，加藥量隨反應沉淀池入口流量變化而自動調整。

3 全膜水處理系統運行方式的優化

3.1 加非氧化性殺菌劑滅菌

濃縮倍率為5倍左右的循環排污水微生物含量高。這種環境下微生物不但繁殖速度極快，而且其本身及其代謝物質形成的一種黏滑的污染物質緊緊粘附于膜表面上，直接影響到膜的透水能力和透過水質量。將原設計超濾反洗加酸裝置改造成加非氧化性殺菌劑加藥裝置。采用非氧化性反滲透膜專用殺菌劑，并規定夏季每周2次，冬季每周1次的加藥周期。

加藥操作：加藥時超濾裝置運行流量100?t/h，加藥點設置在超濾裝置進水母管上，加藥前將超濾水箱液位調至0.5?m，一級反滲透水箱高液位；將自清洗過濾器停電，防止其反洗，超濾裝置改為死端過濾。手動啟動超濾系統及非氧化性殺菌劑加藥裝置，此時超濾產水直接進入超濾水箱，加藥時間40?m in，加藥濃度 500?ppm 左右。

超濾加藥結束后反滲透開始加藥，具體操作為：開濃水排放閥、淡水排放閥、反滲透進水閥，啟動反滲透給水泵、還原劑加藥泵，加藥至超濾水箱液位降至0.5?m時反滲透停止加藥。自清洗過濾器送電，超濾裝置改回微錯流方式，手動沖洗一臺超濾5?m in后程控啟動超濾裝置制水，當超濾水箱液位升至1.2?m時，停運超濾，將其手動反洗，至超濾水箱液位再次降低至0.5?m時停止反洗，程控投運制水；同樣操作反洗另一臺超濾裝置。同時，用反滲透水箱水低壓沖洗反滲透至排水合格，加藥操作完畢，恢復化學制水。

3.2 優化超濾和反滲透裝置正、反沖洗程序

(1)?增強PCF過濾器、超濾反洗強度。將PCF過濾器反洗指標由壓差控制改為定期反洗，當超濾每運行6～8個周期PCF自動反洗。超濾裝置上下反洗時間由原來的各30?s延長至80?s，反洗后正沖洗時間由40?s延長至100?s，并將超濾反洗流量以反洗水泵變頻器為準，確保反洗強度。

(2)?設定反滲透高壓泵最低運行泵頻。在保證進水水質、回收率控制合格的情況下，將反滲透高壓泵最低泵頻設定在30?Hz，即提高反滲透運行時進水流速，保持濃水側的水流呈紊流狀態，減少濃差極化。同時將反滲透進水加阻垢劑、還原劑程序由手動控制調整改為流量跟隨調節，消除人為因素引起的阻垢劑、還原劑加藥量過多、過少問題，防止了因阻垢劑量少結垢或過多造成有機物沉積。

4 結束語

該電廠3期水處理用循環排污水作為化學制水水源，在投產初期發生膜污染以及化學清洗周期短等問題，在生產中通過技術改造、加藥量調整、優化運行方式，有效解決了存在的問題，目前該設備安全穩定運行，全年可節約水71.5萬t。