淺析化學水處理中預處理工藝的應用

蔡董軍

摘 要：武漢80萬噸/年乙烯化學水處理裝置是生產脫鹽水的公用設施，為全廠提供二級除鹽水，采用的是離子交換的脫鹽工藝，根據生產實際，建議在生產水進裝置前增加預處理工藝，即脫膠體硅工藝，進一步降低膠體硅的含量。延長除鹽系統的運行周期和周期制水量，降低酸、堿、水耗。

關鍵詞：除鹽水;生產水;預處理

1 生產原水水質

生產原水水質總堿度105.4mg/L，總硬度2.94mg/L，二氧化硅（全硅）10.74mg/L，可溶性硅4.74mg/L，膠體硅6.0mg/L。

2 增加預處理工藝流程

原工藝流程：生產原水→除鹽系統。

增加預處理后工藝流程：生產原水→預處理裝置→除鹽系統。

3 增加預處理工藝依據

根據原水水質，其總含鹽量為223mg/L，二氧化硅含量10～14mg/L，其中膠體硅含量2～6mg/L，根據國家最新頒布的國標《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》（GB12145-2008）對脫鹽水、蒸汽品質的要求，經過對水中鹽含量進行平衡計算，工業中膠體硅允許進入離子交換設備設施的濃度應不大于0.3mg/L，為保證生產出合格的二級脫鹽水，在脫鹽制水工藝之前的生產水配備前置過濾及脫膠體硅設施，去除水中懸浮物及膠體物質。

4 預處理系統簡要說明

原水過濾及脫膠體硅系統為除鹽水處理系統預處理，為達除鹽系統要求，采用帶自清洗過濾器的超濾預處理系統，脫膠體硅系統的主要作用是去除水中的懸浮物和膠體硅;系統包括配套的反洗、清洗、加藥等單元，各單元內部按單元制運行，系統單元間按母管制運行。

4.1 過濾系統工藝

生產水來水（地表水，自然溫度，壓力：0.35～0.40MPa）→過濾器→超濾裝置→生水罐。

4.1.1 設計溫度

因為膜過濾通量受水溫影響很大，所以選取的原水溫度為正常時為自然溫度（10～25℃），冬季時水溫可能較低。

4.1.2 主要設備出力按如下考慮

系統最終出力1250t/h，過濾器產水量6×240m3/h，超濾裝置的凈出力6×210m3/h，回收率為≥90%，膜通量按50～60L/m2*h選擇，使用壽命按5年考慮

4.2 主要設備功能

4.2.1 自清洗過濾器

設置前置自清洗過濾器，以初步攔截、去除生產水中較大顆粒的懸浮物和部分細微懸浮物，如澡類、鐵銹、粘泥、微生物等，為后繼膜處理設備提供安全保障。自清洗過濾器采用疊片式，過濾器具有自清洗功能，即隨著懸浮物的不斷積聚，濾網內外產生壓力差，當壓力差達到設定值（要求可調）時，自動進行反沖洗清洗。

4.2.2 超濾系統

設置1臺自清洗過濾器、1套超濾組件對應串聯成一個單元運行。進水流量為超濾凈產水量與反洗水量之和。每個單元既可以同時運行也可以獨立運行。

4.2.3 超濾膜基本性能

結合國內外超濾膜材料選擇和使用情況，依據本裝置的生產工藝擬選膜材料為：內壓式選聚醚砜（PES）;外壓式選聚偏氟乙烯（PVDF）。內壓和外壓式超濾膜各有優缺點，基本條件為出水SDI≤3，膠體硅去除率≥99%（10℃），孔徑分布均勻，范圍0.01～0.1μm，跨膜壓差<2kg/cm2，平均通量<60L/m2/h，斷絲率≤1%。

4.2.4 超濾反洗

超濾裝置在運行中由于水中各類物質的污染，超濾的透膜壓差（TMP）會上升。當其達到設定值時就需要對超濾膜進行反洗，以降低透膜壓差。任何一列超濾裝置的反洗和化學清洗都是在線進行的。

4.2.5 超濾裝置化學清洗系統

化學清洗裝置根據給水水質和所選用超濾裝置膜元件的特性確定，清洗系統包括清洗藥箱（含電加熱設備）、清洗泵、清洗過濾器、閥門、管道及就地流量及壓力表組成等。

4.3 過濾系統控制

超濾裝置的運行及反洗為自動控制，超濾系統的運行、反洗、次氯酸鈉加藥、化學清洗等具體設備操作由整套除鹽水處理控制系統（DCS）對超濾系統的整體啟動/停止進行操作，并能夠將超濾系統的運行/停止/故障狀態信號上及其它控制要求信號傳至DCS。

5 小結

增加預處理系統后可達到的運行效果：

參考文獻：

[1] HG/T20653-1998.化工企業化學水處理設計技術規定[S].國家石油和化學工業局，1998.

[2] DL/T5068-2006.火力發電廠化學設計技術規程[S].中華人民共和國國家發展和改革委員會，2006.

[3] GB/T19249-2003.反滲透水處理設備[S].中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，2003.

[4]王猛，柴曉利.膜生物反應器處理生活污水的工藝及膜材料的選擇[J].環境科學與技術，2001，24（3）：1-4.