反滲透膜處理系統在循環水處理工藝的應用

摘要：傳統技術在處理冷卻水塔循環水過程中，存在雜質處理不全、氯處理不徹底等問題，導致循環水無法有效利用。鑒于此，鄒縣發電廠冷卻水塔循環水試驗應用了反滲透膜處理系統，該系統通過反滲透膜，有效截留水中各種雜質和鹽分，從而達到脫鹽的目的。并且鄒縣發電廠分析研究了反滲透膜處理系統常見故障，保障了設備的安全可靠運行。

關鍵詞：反滲透膜處理系統；循環水；電廠；自動清洗過濾；超濾

循環水處理系統

循環水處理系統概述

鄒縣發電廠冷卻水塔循環水一級反滲透采用苦咸水反滲透，反滲透產水回用至冷卻水塔補水系統，一級反滲透濃水再經過濃水反滲透濃縮，回用冷卻水塔補水系統。

循環水水硬度、堿度、懸浮物等含量均較高，采用反滲透膜處理濃縮前需進行軟化、澄清和過濾處理。軟化采用“石灰+碳酸鈉”雙堿法，軟化設備采用高密度沉淀池，過濾采用變孔隙濾池，超濾采用壓力式超濾。冷卻水塔循環水排污水處理工藝流程：循環水排污水→高密池→變孔隙濾池→超濾裝置→一級反滲透膜→濃水反滲透膜→深度濃縮裝置。

循環水排污水按照1300立方米/小時設計，系統處理軟化水率90%，需要進入一級反滲透處理的循環水量為1170立方米/小時，一級反滲透采用的苦咸水反滲透膜回收率70%，則一級反滲透產水819立方米/小時直接循環使用，一級反滲透濃水處理后的351立方米/小時污水進入濃水反滲透進行深度處理，該濃水反滲透回收率一般在50%左右，可實現175.5立方米/小時水量循環利用，剩余未處理濃水175.5立方米/小時排至深度濃縮裝置。

循環水處理系統配套設置

（1）高密池

循環水排污水軟化預處理裝置，該系統設置3座處理能力為650立方米/小時的高密池。

（2）變孔隙濾池

系統設置6座進水量為280立方米/小時的變孔隙濾池（5用1備）。

（3）超濾裝置

系統設置6臺處理能力為250立方米/小時的超濾裝置（5用1備）。

（4）反滲透膜

一級反滲透膜處理系統設置6臺處理能力為175立方米/小時的反滲透裝置（5用1備），濃水反滲透設置3臺處理能力為80立方米/小時的反滲透裝置（2用1備）。

反滲透膜處理系統簡介

反滲透膜處理系統的原理是利用水在較高壓力的作用下，克服滲透壓，通過反滲透膜，水中絕大部分鹽分被截留下來，從而達到脫鹽的目的。冷卻水塔循環水排污水經過高密池軟化后，對循環水排污水進行過濾、超濾和反滲透處理，制出含鹽量較低的淡水。反滲透膜處理系統設置自動清洗過濾器裝置和超濾裝置。

一級反滲透裝置設置為6套系統，每套都能單獨運行，也可同時運行。裝置設有程序啟停裝置，停用后能延時自動沖洗。其功能是對超濾的出水進行脫鹽。每套反滲透裝置設計處理水量為175立方米/小時，系統最大制水量為1050立方米/小時。濃水反滲透裝置設計成3套80立方米/小時的系統。反滲透膜采用濃水反滲透膜，最低脫鹽率99%，進水自由氯最高濃度<0.1ppm。反滲透裝置水質控制標準如表1所示。

自動清洗過濾器裝置

自動清洗過濾器裝置為較為先進的非介質過濾器，過濾器的過濾精度100μm。反洗耗水量只占出水量的0.5%，配合空氣輔助反洗，自耗水量0.2%以下。系統緊湊，占地極小，系統流量可根據需要靈活調節。過濾器采用時間或壓差方式進行控制，全自動運行。系統設有自清洗過濾器6臺，額定處理能力Q=250立方米/小時。

一級反滲透自動清洗實施條件：反滲透產水量下降10%～15%；脫鹽率降低10%～15%；壓差（原水進水壓力-濃水壓力）增加15%以上。

一級反滲透自動清洗方案見表2。清洗液配置方法：開啟清洗藥箱進水閥，向清洗藥箱中注入淡水1.35米（5立方米）；測藥箱內清洗液溫度，清洗液水溫不到25℃，打開電加熱器，加溫至30℃；將清洗藥劑倒入化學清洗箱中；啟動清洗泵，打開清洗液回流閥，循環攪拌使藥劑完全溶解；檢測pH值，酸洗藥液pH值為2，堿洗藥液pH值為12，如達不到要求加藥劑進行調整。

超濾裝置

超濾裝置簡稱UF，對自清洗過濾器的出水進行深一步過濾，去除水中的顆粒物、懸浮物、有機物等。出水水質達到濁度≤0.2NTU、SDI≤3，滿足反滲透的進水要求。系統超濾膜采用PVDF耐污染壓力式超濾，壓力式立式安裝，膜面積50平方米/支，膜運行通量40升/平方米·小時。本工程設有壓力式超濾膜超濾數量6套，設置在膜車間內。單套處理能力250立方米/小時，回收率≥90%。

超濾裝置啟動前檢查：各水泵油位正常，已送電→各水泵進出口門已開啟→各水池進出口門開啟，各水池液位正?！魇謩娱y門開關靈活可靠，各氣動閥門限位調整符合要求，已送電→各在線監測儀表具備投運條件→各化驗儀器、藥品完好齊備→超濾裝置進水壓力大于0.25兆帕→自清洗過濾器投入運行。

常見故障分析

反滲透膜常見故障

（1）進水流量低故障

原因分析：一級反滲透給水泵、高壓泵有缺陷；反滲透裝置內部存有空氣。

處理措施：停機檢修；停機沖洗。

（2）脫鹽率降低故障

原因分析：進水流量低、壓力低；膜結垢、老化、破損。

處理措施：開大高壓泵出口手動門，調整進水流量、壓力；控制進水pH值在7.5；停機沖洗。

（3）壓差升高故障

原因分析：進水溫度低；進水壓力高；濃水排放量少；膜污堵；膜結垢。

處理措施：原水池加裝熱水管；通過調整高壓泵出口手動門，調整進水壓力；調整濃排水流量；組織清洗。

（4）壓差降低故障

原因分析：進水溫度高；進水壓力低；濃水排放量大；膜老化。

處理措施：通過調整高壓泵出口手動門，調整進水壓力；調整濃排水流量。

（5）制水量低故障

原因分析：進水溫度低；進水壓力低；濃水排放量大；膜結垢。

處理措施：原水池加裝熱水管；通過調整高壓泵出口手動門，調整進水壓力；調整濃排水流量；組織清洗。

（6）制水量高故障

原因分析：進水溫度高；進水壓力低；膜老化。

處理措施：通過調整高壓泵出口手動門，調整進水壓力。

超濾系統故障及處理

（1）膜壓差大故障

原因分析：膜組件被污染；產水流量過高；進水水溫過低。

處理措施：查出污染原因，消除污染源；通過調整進水手動閥門，調低產水流量；加裝加熱器。

（2）產水流量小故障

原因分析：閥門開度設置不正確；流量儀故障；供水壓力太低；進水水溫過低。

處理措施：檢查閥門開度符合要求；檢查流量儀，保證正常運行；調整自清洗過濾器功率或者增加過濾器運行設備；加裝加熱器。

（3）產水水質較差故障

原因分析：進水水質超出允許范圍；膜組件發生破損。

處理措施：檢查進水水質，主要是濁度、COD、總鐵；更換膜組件。

結論

鄒縣發電廠冷卻水塔循環水試驗應用了反滲透膜處理系統，該系統通過反滲透膜，有效截留水中各種雜質和鹽分，從而達到脫鹽的目的。鄒縣發電廠通過分析研究了反滲透膜處理系統常見故障，設備安全可靠運行。