反滲透進水余氯超標原因分析與研究

王 瑾

(陽煤集團太原化工新材料有限公司，山西 清徐 030499)

反滲透又稱逆滲透，是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。反滲透的具體原理是對膜一側的溶液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透，從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，高壓側得到濃溶液。根據各種物料的不同滲透壓，可以利用反滲透法，達到分離、提取、純化和濃縮溶劑的目的。目前，反滲透法由于其先進的技術及經濟特性，已用于各種凈水、中水處理行業。然而，反滲透裝置入口余氯超標會使膜氧化分解，影響其性能和使用壽命[1]。因此，研究與分析反滲透進水余氯超標原因，并提出有效的措施，對反滲透法處理廢水具有重要的現實意義。

1 項目概況及工藝流程

1.1 項目裝置概況

陽煤集團太原化工新材料園區水處理系統共有反滲透裝置33套，其中，污水中水處理系統3套，反滲透設備10套。

1.2 工藝流程

反滲透裝置于2016年投產運行，其工藝流程分別見圖1～圖3。

圖1 煤氣化污水中水工藝流程

圖2 己內酰胺污水中水工藝流程

圖3 己二酸污水中水工藝流程

反滲透是中水處理工藝的重要設備及裝置。在利用反滲透對污水處理時，因有效氯有較強的殺菌作用，故一般水處理工藝要在超濾前端投加次氯酸鈉溶液，保證管道內的有效氯成份，用來縮減進水有機物對雙膜系統的污染。但因游離性余氯對反滲透膜元件有很強的氧化性，會縮短膜的使用壽命，故反滲透進水需投加還原劑亞硫酸氫鈉溶液來還原進水中的游離性余氯質量濃度至0.1 mg/L以下。

2 反滲透進水余氯超標分析

2.1 余氯超標監測數據

3套污水中水裝置中水系統進水來自化工裝置廢水生化處理后的產水。2018年11月20日，3套中水裝置反滲透進水余氯超標，至2018年11月26日反滲透進水余氯波動較大，嚴重影響反滲透設備安全運行。余氯超標監測化驗數據如第207頁表1所示。

2.2 超標原因推測

煤氣化中水反滲透進水余氯20 d持續超標，增加還原劑藥劑配置濃度，由10%調整至20%，并將還原劑計量泵沖程跳至最大100%。2018年11月21日，煤氣化中水反滲透進水余氯有所下降但仍超標(0.1 mg/L)。為確保水處理系統的安全、穩定運行，找出入口余氯質量濃度超標的原因顯得尤為重要。

經過系統及整體分析，針對煤氣化中水反滲透進水余氯超標的情況，提出以下幾點推測：

表1 余氯超標監測化驗數據表(2018年)

1) 進水余氯超出還原劑計量泵所能調控的范圍；

2) 超濾產水氣動閥門內漏，CEB次氯酸鈉反洗時有次氯酸鈉混入超濾產水池內。

2.3 超標原因確定

2018年11月22日至11月24日，將還原劑配藥濃度調整至25%，且多次多點取樣，對以上推測進行研究分析。重新監測化驗的余氯數據如表2所示。

表2 余氯研究數據表(2018年)

由表2與圖4分析可知，來水余氯曲線與反滲透進水余氯變化趨勢一致，來水余氯處于0.3 mg/L以下時，反滲透進水余氯合格，均處于0.1 mg/L以下，與推測相吻合。且從曲線圖中看出，現有還原劑計量泵在還原劑配藥濃度為25%時，余氯去除率約為25%。

圖5中，編號點2點～5點間停CEB次氯酸鈉反洗，編號點5煤氣化中水3套超濾均進行一次CEB次氯酸鈉反洗。從曲線看出，編號點4點～5點超濾產水余氯持續下降，5點以后稍有回升但回升幅度不大，不排除反洗后再取樣，時間間隔短(11：23～13：30)，超濾產水池內產水或超濾水泵進水管道內水未置換掉，即不排除超濾產水氣動閥門(一套或個別)內漏的可能。

圖4 來水余氯、反滲透進水余氯與余氯去除率曲線圖

圖5 超濾進水與產水余氯曲線圖

后期針對煤氣化中水裝置的超濾浸泡時的遠傳產水壓力表數據曲線進行了查看發現，超濾B、C產水壓力普遍存在較大峰值，最大值為0.24 MPa。最終確認為煤氣化中水裝置超濾B、C套產水氣動閥內漏。

3 結論及控制措施

針對本園區水處理系統煤氣化中水裝置出現的余氯超標現象，經多次取樣監測化驗得出如下結論：2018年11月20日至11月26日期間，余氯超標現象的原因可能是煤氣化中水裝置進水余氯超出了現有還原劑濃度所能還原的范圍，且煤氣化中水裝置超濾B、C套產水氣動閥門可能存在內漏。

針對以上分析得出的結論，提出以下幾點整改建議：1) 進水安裝余氯分析儀，且每天增加兩次進水余氯監測，發現進水余氯突增，及時調整還原劑的配藥濃度，保證反滲透的進水余氯合格；2) 中控隨時監控各裝置超濾加藥反洗浸泡時的產水壓力，發現有較大波峰及時檢查氣動閥門的情況，發現內漏及時更換處理。