【摘 要】 针对沿海330MW机组水处理水源水质较差的特点，反渗透衰减较快，反渗透膜不能在最佳状态下工作，造成反渗透回收率降低，造成水源浪费的问题，采用二级反渗透系统，不仅将浓水进行回收利用，并且提高了水处理制水水质，经济效益显著，为沿海水处理制水提供了参考。
【关键词】 二级反渗透；水处理 ；应用
中图分类号： TM621 文献标识码： Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2019）05-064-02
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大唐鲁北发电有限责任公司2×330MW机组于2009年作为国内首台生态电厂投产发电。水处理设置两期制水系统，水处理一期制水流程为原水-絮凝沉淀池-V型滤池-清水池-原水池-高效过滤器-多介质过滤器-活性炭过滤器-反渗透-阳床-阴床-混床-除盐水箱。高效过滤器为3台流量为120T/H过滤器，2用1备；多介质过滤器为3台流量为120T/H过滤器，2用1备；活性炭过滤器为2台流量为120T/H过滤器，全部运行，无备用。反渗透设置为2套90T/H反渗透，由于反渗透膜的衰减性，运行一年后，反渗透产水约为60T/H左右，产水电导约为150us/cm。水处理二期制水流程为原水-絮凝沉淀池-V型滤池-清水池-原水箱-多介质过滤器-反渗透-阳床-阴床-混床-除盐水箱。多介质过滤器为6台流量为60T/H过滤器，运行时为4用2备。反渗透设置为2套90T/H反渗透，反渗透膜为水处理一期反渗透替换下的旧膜，运行时间约为2年，反渗透产水量约为45T/H左右，产水电导约为150us/cm以上。反渗透产水进入阳床、阴床、混床。离子交换器再生频率约为2-3T/次。不仅浪费大量的酸碱液，而且浪费大量的除盐水，并且运行人员的操作量大大增加。
鲁北电厂投运以来，原水一直采用地下深井水和地表河水，现由于深井水禁止开采，加上马颊河水质由于海水倒灌，水质持续恶化，现已满足不了水处理系统制水要求。现水处理水源为水库来水和自来水水源。由于原水水质问题以及设备本身缺失（无前置超滤系统），反渗透膜及过滤器淤堵速率较快，反洗再生周期较短。反渗透膜为衰减性材料，多次清洗后反渗透脱盐率必然下降。
反渗透的运行情况为：水处理一期更换新膜后，每运行10-15天，反渗透进水压力将提高至1.5MPa以上，产水量将下降至初始值的70%左右。因此需频繁的进行在线清洗。运行3个月后，即使采用在线清洗的办法也无法恢复其产水量和进水压力要求。水处理二期反渗透均采用水处理一期替换下的旧膜，进水压力在1.5MPa以上，产水量在45-50T/H左右。反渗透产水电导均在100μs/cm以上，不能满足后续离子交换器进水要求。反渗透系统后设置阳床、阴床、混床，离子交换器再生周期约为2-3天，不仅浪费大量的酸碱液及除盐水，为运行人员带来较大的工作压力。水处理一二期共16台离子交换器，时常有离子交换器中排出现跑树脂现象，原因为再生时水流冲击造成，我公司阴阳床受反渗透产水电导高的影响造成再生次数较多。
1、反渗透膜污堵的危害
反渗透膜的污堵直接导致反渗透进水压力的升高，可达1.8MPa以上，反渗透膜具有被压破的危险。反渗透系统的产水量急剧下降，不能满足水处理制水量的要求。
2、反渗透膜污堵的原因
由于反渗透前置过滤器为原鲁北化工自制设备，存在设计缺陷，底部出水装置采用多孔板加水帽的形式。由于资金投入考虑，底部水帽均采用ABS材质水帽，经常时间运行后，水帽的强度降低，出现开裂现象，造成滤料的流失。滤料流失直接进入反渗透膜，造成反渗透膜的直接污堵。由于前期过滤器的过滤效果差，造成过滤器产水的浊度不能满足反渗透进水要求，是造成反渗透膜污堵的又一原因。
2009年-2015年间，我厂水处理反渗透系统每年均采购252只反渗透膜进行更换，以达到水处理制水量的需求。并且频繁的对反渗透膜进行离线清洗，经过1年的清洗后，反渗透膜的回收率下降至95%以下，产水电导降上升至100-150μs/cm，对后续的离子交换器造成极大的运行压力，树脂频繁再生，使得树脂的活性极速降低，最后树脂失去活性无法再生。据统计2009-2015年间，水处理更换树脂2次，每次约40吨左右。
3、二级反渗透技术在电厂水处理中的应用
二级反渗透即水处理一期反渗透系统的产水作为水处理二期反渗透系统进水。二级反渗透产水再经过离子交换器，二级反渗透的浓水进入水处理一期原水池或水处理二期原水箱进行回收，二级反渗透的投入不仅将水处理产水电导降低，并且浓水得到回收利用，没有水源浪费。
经过多方的调研及考察后，通过管道的改造，将水处理一期反渗透的产水直接引至水处理二期反渗透。改造后水处理二期反渗透进水压力降低至1.0MPa左右，产水量接近反渗透设计值，产水电导控制在10μs/cm以下。后续离子交换器再生周期延长至1个月左右。二级反渗透的改造，取得了较好的效果。
4、二级反渗透改造后的经济效益
进入离子交换器的反渗透产水电导降低，经运行可达到10us/cm以下，交换器平均一个月再生一次，改造前离子交换系统平均2--3天再生一次，因供热负荷变化，制水量的变化导致再生次数密度不同，在冬季大流量供热时段，再生次数会成倍增加，经每年统计，每年阴阳床约再生700次左右。每再生一次约耗费酸碱约1.5 t/台、除盐水120t/台，改造后再生次数约为原来的1/15-1/10，按照1/10计算，每年约节省再生次数630次，阴阳床每年再生节省水费630ｘ120ｘ10 =756000元，节省酸碱费用约630ｘ1.5ｘ（300+700）=945000元，因再生次数成倍减少后，中排的损坏率将降低为原来的1/15-1/10，取1/10计算，每年中排损坏量在1台之内，每年节省中排费用约30万。综上所述，离子交换系统每年因减少再生所节省费用总计约200万元。
5、运行方式和运行效果
鲁北电厂水处理反渗透改为二级反渗透后，在制水量较小的情况下，投入二级反渗透运行，产水电导降至10us/cm以下，交换器平均一个月再生一次，改造前离子交换系统平均2--3天再生一次，大大减少了运行人员的操作工作，提高的反渗透产水品质，确保的离子交换器的安全稳定运行。
6、结束语
反渗透系统是水处理制水系统的核心，反渗透的运行状况直接影响水处理制水的品质及制水量。水处理反渗透产水电导高，不能满足机组用水要求。高电导水进入离子交换系统，导致离子交换系统再生次数成倍增加，浪费大量除盐水及酸碱，并且对离子交换器中排损伤成倍增加。通过将二期水处理反渗透改为二级反渗透，不仅能满足机组用水电导要求，并且每年将为我厂节省费用约200万元，极大的提高了水处理制水的经济性，更重要的是保障了机组健康、安全、稳定的运行；同时为新建机组和机组改造选择耳机反渗透方式提供借鉴。
论文作者:卢国彬
论文发表刊物:《科学教育前沿》2019年05期
论文发表时间:2019/8/6
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